Le marché des SSD connaît une activité soutenue avec une progression dans les PC mais aussi les serveurs et les baies de stockage. Cinq fournisseurs de flash NAND (Intel, Samsung, Toshiba, SK Hynix et Micron) se partagent aujourd’hui ce segment ou les innovations (SLC, MLC, TLC, 3D NAND, 64 et bientôt 96 couches) sont régulières pour améliorer les capacités de production et la capacité des composants. Derniers en date : Intel et Micron qui annoncent l’arrivée de la mémoire flash Quad Level Cell (QLC) qui va permettre de proposer des SSD de plus grandes capacités. Les premières matrices NAND QLC offrent une densité de bits supérieure de 33% à la technologie TLC NAND actuelle, indique Micron dans un communiqué.

La capacité de la SSD s'est accrue progressivement. Les premiers SSD utilisaient une cellule mononiveau et stockaient un seul bit par cellule (SLC). On est ensuite passé à deux bits par cellule avec la cellule à niveaux multiples (MLC), et à 3 bits par cellule avec la technologie de cellule à trois niveaux (TLC). Avec le QLC, Intel et Micron ont franchi l'étape suivante et les SSD sont sur le point de devenir beaucoup plus grands et beaucoup moins chers.

 

Avec la NAND Flash QLC, le nombre de bits par cellule est multiplié par 4 par rapport à la SLC. (Crédit Micron)

La technologie QLC stocke quatre bits par cellule sur une cellule NAND, ce qui représente une augmentation significative par rapport à la cellule NAND TLC (Triple Level Cell), nous a indiqué Nicolas Maigne, partnership manager stockage cloud et entreprise chez Micron. « Nous commençons sur le marché avec un produit entreprise si on considère ses spécifications ». Reposant sur une interface SATA (un détail qui a son importance comme nous le verrons plus bas), le Micron 5210 Ion est en effet le premier SSD du marché exploitant la technologie QLC « optimisée pour les charges de travail à lecture intensive sur le cloud, telles que l'intelligence artificielle (IA), l'apprentissage automatique, l'analyse en temps réel, le big data et le streaming multimédia ». Si ce SSD est actuellement en test chez les principaux acteurs du web (Baidu par exemple), il ne sera toutefois disponible en volume qu’en octobre 2018, nous a précisé le dirigeant de Micron. Aucun prix n'a été annoncé. Les wafers QLC sont produits dans les usines de Micron à Singapour ainsi que dans l'usine chinoise Fab 68 d'Intel à Dalian sur des wafers de 300 mm.

Le Micron 5210 ION se présente sous la forme d'une unité de stockage 2,5 pouces (7 mm) avec une interface SATA et dans des capacités allant de 1,92 à 7,68 To. Le choix du SATA - et non pas du SAS ou mieux du NVMe – a bien été étudié selon Nicolas Maigne car le 5210 Ion se positionne face aux disques durs 7200 t/m qui équipent encore aujourd’hui un grand nombre de baies dans les datacenters. « Nous ne voulions pas sortir un produit super haut de gamme. Nous ne proposons pas d’interface NVMe mais c’est délibéré. Nous ciblons ici les baies de stockage et le Software Defined Storage. L’idée générale est de challenger le marché des disques durs avec un coût optimisé [alimentation électrique notamment, TCO en baisse et moins de vibrations] et une nette augmentation des performances ». Selon le dirigeant, le gain en compétitivité est substantiel avec ce produit [le 5210 Ion] mais ça ne suffira pas pour remplacer tous les disques durs dans les datacenters. La production actuelle de composants NAND Flash n’y suffirait d’ailleurs pas. En 2018, selon les chiffres agrégés par Micron, 8% du stockage dans les entreprises reposent sur de la NAND Flash, 4% sur des disques durs SAS à 10 000 t/m, 72% sur des DD à 7200 et 5400 t/m et enfin 15% sur de la bande. Et en 2021, les projections ne donnent que 13% à la flash et 74% aux disques durs. Les analystes peuvent bien sûr se tromper mais le bon vieux disque dur n’est pas mort, d’autant que des innovations comme le scellement à l’hélium ont permis d’augmenter la capacité et sa durée de vie grâce à une réduction des contraintes sur les parties mécaniques.

 

Les disques durs à plateaux occupent toujours une position incontournable dans les datacenters. (Crédit Micron)

Plus de stockage

« Avec l'introduction de la technologie NAND à 64 couches 4bits/cellule, nous obtenons une densité supérieure de 33 % par rapport au TLC, ce qui nous permet de produire la première matrice de 1 térabit disponible sur le marché dans l'histoire des semi-conducteurs », a déclaré Scott DeBoer, vice-président exécutif du développement technologique de Micron. « Nous poursuivons l'innovation technologique flash avec notre structure à 96 couches, condensant encore plus de données dans des espaces plus petits, débloquant les possibilités de capacité de charge de travail et de construction d'applications ». Intel, qui a fait un effort commun de R&D avec Micron, a également parlé de l'impact technologique. « La commercialisation de composants NAND Flash de 1 To avec 4bits/cellule est une étape importante dans l'histoire de la NVM [Non-Volatile Memory] et est rendue possible grâce à de nombreuses innovations technologiques et de conception qui étendent les capacités de notre technologie NAND 3D Floating Gate », a déclaré RV Giridhar, vice-président d'Intel, en charge de l’activité Non-Volatile Memory Technology Development. Outre la percée du QLC, les dirigeants d'Intel et de Micron ont également annoncé une troisième génération de NAND 3D qui devrait permettre une augmentation de 50 % du nombre de couches.