سامسونگ پس از چند سال سکوت، بار دیگر فناوری حافظه Z-NAND را زنده کرده و قصد دارد آن را به عنوان راهکاری با عملکرد بسیار بالا در بازار حافظه‌های حالت جامد معرفی کند. این فناوری که زمانی به عنوان رقیبی جدی برای حافظه 3D Xpoint Optane اینتل مطرح بود، این بار با اهداف جاه‌طلبانه‌ای نظیر افزایش تا ۱۵ برابر سرعت نسبت به حافظه‌های NAND مرسوم و کاهش چشمگیر مصرف انرژی، وارد میدان خواهد شد.
اگر از افرادی هستید که طی سالیان گذشته بازار حافظه‌های سریع را دنبال می‌کنید، بدون شک اسم حافظه‌های Z-NAND را به خاطر دارید؛ حافظه‌هایی که سامسونگ برای اولین‌بار ایده آنها را مطرح کرد و قول داد که با این فناوری، جهشی بی‌سابقه در ذخیره داده‌ها روی تراشه‌ها ایجاد کند.
به نظر پس از مدت زمان چند ساله سکوت کره‌ای‌ها، با رفع بسیاری از نواقص طراحی و ساخت، این حافظه‌ها در حال طی مراحلی هستند که موجب می‌شود بالاخره آنها را در قلب یک تراشه برای رسیدن به سرعت سرسام‌آوری که این روزها به آن در مراکز داده هوش مصنوعی نیاز است، ببینیم.
عملکرد و مصرف انرژی؛ بهبود قابل توجه در نسل جدید Z-NAND
بنابر گزارشی که Toms Hardware در این زمینه منتشر کرده، وبگاه آماری DigiTimes به اطلاعاتی دست یافته که نشان می‌دهد، بنابر حرکات اخیر در داخل شرکت سامسونگ و با توجه به سخنان معاون ارشد بخش حافظه سامسونگ، نسل جدید Z-NAND این شرکت قابلیت ارائه عملکردی تا ۱۵ برابر بهتر نسبت به حافظه‌های NAND استاندارد را دارد.
نکته بسیار مهم و قابل توجه مطرح شده در این زمینه از سوی منابع کره‌ای این است که سرعت بسیار بالای ارائه شده توسط این حافظه‌ها با چالش و گلوگاه حرارتی ویژه‌ای روبرو نخواهد شد. در واقع سامسونگ توانسته با راهکارهای خلاقانه مدیریت ارتباط درون تراشه‌ای، مصرف انرژی مورد نیاز تراشه‌های بر پایه این فناوری را به میزان قابل توجهی، تا ۸۰ درصد کاهش دهد. چنین کاهش قابل توجه در مصرف انرژی برای مراکز داده و سیستم‌های هوش مصنوعی که نیازمند عملکرد مداوم و بالا هستند، یک مزیت رقابتی بزرگ به شمار می‌آید.
برگ برنده سامسونگ در Z-NAND
یکی از مهم‌ترین نوآوری‌های سامسونگ در این نسل جدید، معرفی فناوری GPU-Initiated Direct Storage Access یا به اختصار GIDS است.
در حالت عادی برای ارتباط GPU با حافظه‌های ذخیره شده در درایوهای ذخیره‌سازی، نیاز است تا یک واسط که رم یا CPU است این ارتباط را برقرار کند. اما با توجه به رویکرد مستقیم سامسونگ با GIDS، این فناوری به پردازنده‌های گرافیکی اجازه می‌دهد مستقیماً به دستگاه‌های ذخیره‌سازی مبتنی بر Z-NAND دسترسی داشته و روند واسطه‌گری CPU و DRAM از میان برداشته شود.
حذف این لایه‌های واسط به شکل قابل توجهی زمان دسترسی و تأخیر سیستم را کاهش می‌دهد که به خصوص در پردازش‌های سنگین و بلادرنگ هوش مصنوعی اهمیت حیاتی دارد.
Z-NAND جایگزینی برای Optane با معماری اصلاح شده NAND
همانطور که در ابتدای این مطلب گفتیم، فناوری حافظه Z-NAND نخستین بار در اواسط تا اواخر دهه ۲۰۱۰ توسط سامسونگ به عنوان پاسخی به حافظه 3D Xpoint Optane اینتل معرفی شد. در حالی که فناوری 3D Xpoint Optane اساساً مبتنی بر ساختاری کاملاً متفاوت از فلش NAND بود، نسل اول Z-NAND سامسونگ اساساً نسخه‌ای بهینه شده و تقویت‌شده از SSDهای SLC مبتنی بر V-NAND با ۴۸ لایه بود.
در همین رابطه بخوانید:
– سامسونگ کارایی حافظه‌های Z-NAND را به نمایش گذاشت؛ رقیبی جدی برای حافظه‌های Optane
– SSD های فوق‌سریع Z-SSD سامسونگ برای شگفت‌زده کردن شما آمده‌اند
نسل اول Z-NAND با اجرای عملیات در حالت SLC (سلول تک سطحی) و کاهش اندازه صفحات به ۲ تا ۴ کیلوبایت (در مقایسه با اندازه صفحات ۸ تا ۱۶ کیلوبایت در SSDهای معمولی)، توانست تأخیر و زمان‌های خواندن و نوشتن را به شکل چشمگیری کاهش دهد.
این بهبود در سطح معماری حافظه باعث شد Z-NAND نسبت به SSDهای رایج آن زمان، ۶ تا ۱۰ برابر سرعت بیشتری ارائه کند.
زمان عرضه تجاری تراشه‌های Z-NAND
اگر سامسونگ موفق شود اهداف خود را در نسل جدید Z-NAND تحقق بخشد، این فناوری می‌تواند تا ۱۵ برابر سریع‌تر از SSDهای NVMe فعلی عمل کند. با این حال، باید توجه داشت که رقابت با نسل‌های جدید SSDهای PCIe 6 با سرعت‌های فوق‌العاده بالا و قیمت‌های رو به کاهش، چالشی مهم برای سامسونگ خواهد بود.
از سوی دیگر، با توجه به رشد انفجاری و رو به افزایش تقاضا در حوزه سخت‌افزارهای هوش مصنوعی، که به سرعت‌های فوق‌العاده بالا و تأخیر بسیار کم نیاز دارند، بازار گسترده‌ای پیش روی فناوری Z-NAND وجود دارد که می‌تواند این چالش‌ها را به فرصت‌های استراتژیک تبدیل کند.
پیش‌بینی می‌شود این حافظه‌ها در صورت توفیق سامسونگ در طی مراحل توسعه حداکثر تا سال 2028 وارد بازار شده و رسیدن به سرعت‌های چند ده گیگابیت بر ثانیه‌ای را در سیستم‌های اداری و خانگی نیز به راحتی میسر کنند.
source