3D NAND’ın yaklaşık on yıl önce piyasaya sürülmesiyle birlikte, katı hal sürücülerinin (SSD) kapasitesi hızla arttı ve gigabayt başına maliyet sürekli düşmeye başladı. Bu yüzden bugün bilgisayarların çoğu katı hal sürücülerini kullanıyor. IEEE firması, bu trendin önümüzdeki yıllarda da devam edeceğini ve 2029 yılına kadar SSD kapasitelerinin en az dört katına çıkacağını düşünüyor.

3D NAND’ın kapasiteyi artırma nedeni çok yönlüdür. Bir yandan, NAND’ın aktif katman sayısı bu yıllar içinde arttı, diğer yandan, bir NAND bellek hücresinde saklanan bit sayısı iki katından üçe (üç seviyeli hücre, TLC) ve dörde (dört seviyeli hücre, QLC) çıktı. Bu yenilikler zamanla ortaya çıktı ve terabayt başına maliyet açısından ekonomik hedeflere ulaşmak için dikkatlice hesaplandı.

2 TB kapasiteli QLC NAND bellek cihazları zaten bazı yaygın 2 TB SSD’lerde kullanılmakta ve böylece bunlara 2 TB depolama alanı sağlamaktadır. IEEE’nin yol haritası, 4 TB kapasiteli 3D NAND cihazlarını 2027 yılına bağlıyor, bu da yaygın SSD’lerin kapasitesini ikiye katlıyor. Daha sonra, sektör 8 TB kapasiteli NAND bellek cihazlarına geçtiğinde, 2029 yılına kadar kapasitenin dört katına çıkması bekleniyor. Buna göre, yaygın SSD’lerin kapasitesinin 2028 yılına kadar dört katına çıkacağını tahmin edebiliriz, ancak bu bir tahmindir.

Aktif katman sayısı konusunda, üreticiye bağlı olarak 200 ile 300 katman arasında bir yerdeyiz, ancak IEEE 2027 yılına kadar 500’den fazla katman öngörüyor. Daha sonra Samsung ve SK hynix gibi şirketler 1000’den fazla katmanı tahmin ederken, saygın kurum bu sayıyı tahmin etmeyi seçmedi.

Sabit disklerin evrimine yönelik tahminlerin aksine, IEEE International Roadmap for Devices and Systems Mass Data Storage’a göre yeni yol haritası, NAND ve diğer NAND bellek mimarilerinin depolama yoğunluğu ve aktif katman sayısı açısından neyin başarılması gerektiği konusunda belirsiz. IEEE QLC’yi bile QLC olarak adlandırmıyor; bunun yerine, belki de QLC (4 seviyeli şarj) ve hatta beş seviyeli şarj olan PLC (beş seviyeli hücre) gibi sınırların ötesindeki yetenekleri ima eden, TLC+ diye adlandırıyor.

“Kristal yoğunluğunu daha da artırmanın ve bit başına maliyeti düşürmenin yolu, katman sayısında artışı en aza indirgemeyi, katman başına hücre yoğunluğunu artırmayı (katman başına kayıt yoğunluğunu artırmayı), hücrelerin üretildiği deliklerin boyutunu küçültmeyi, bir transistörde saklanan bit sayısını artırmayı (üç seviyeli hücre (TLC)’den QLC ve PLC’ye) ve her hafıza deliği için yüksek bir etching oranı tutturmayı içerir. Bunlar tasarım ve üretim sorunlarıdır ve karlı bir üretim için gerekli olan yüksek üretim çıkışını desteklemek üzere çözülmeleri gerekmektedir.”