Micron, 400’den fazla bellek katmanına sahip yeni nesil G11 3D NAND teknolojisi üzerinde çalışıyor. Mevcut G9 mimarisinin yerini alacak yeni belleklerin, veri yoğunluğunu iki katına çıkarması ve NAND arayüzündeki aktarım hızını yüzde 50 artırması hedefleniyor. Veri aktarımı sırasında bit başına enerji tüketiminin de yüzde 25’ten fazla azaltılması planlanıyor. G11 tabanlı belleklerin yüksek hacimli üretiminin 2027’nin ikinci yarısında başlaması bekleniyor.
Micron G11 ile 400’den fazla NAND katmanı geliyor
Micron’un G11 mimarisi, şirketin mevcut G9 (N160) neslinin ardından gelecek. Üreticinin G10 adlandırmasını atlayarak G11’e geçmesiyle birlikte hem bellek hücrelerinin yerleşiminde hem de üretim yönteminde önemli değişiklikler yapılacak.
Yeni mimaride 400’den fazla bellek katmanı bulunacak. Micron ayrıca wafer-on-wafer bonding adı verilen silikon plaka birleştirme teknolojisini kullanarak bellek dizisi ile kontrol devrelerinin üretim sürecini birbirinden ayıracak.
G11’in öne çıkan hedeflerinden biri, aynı silikon alanında depolanabilen veri miktarını önemli ölçüde artırmak. Mevcut G9 teknolojisi için yaklaşık 21 Gbit/mm² yoğunluk değeri esas alındığında, G11’in teorik olarak 42 Gbit/mm² seviyesine ulaşması mümkün görünüyor. Ancak Micron bu değeri henüz kesinleşmiş bir teknik özellik olarak doğrulamadı.
Daha yüksek veri yoğunluğu, aynı fiziksel alana daha fazla bellek hücresi sığdırılmasını sağlayacak. Böylece üreticiler, daha küçük bir alanda daha yüksek kapasiteli NAND yongaları geliştirebilecek.
NAND veri aktarım hızı yüzde 50 artacak
Micron G11’in yalnızca kapasite bakımından değil, veri aktarım performansı açısından da önemli bir gelişme sunması bekleniyor. Şirket, yeni neslin NAND giriş/çıkış hızını G9’a kıyasla 1,5 katına çıkarmayı hedefliyor.
G9 için 3.600 MT/s değeri esas alındığında, G11’in teorik arayüz hızının 5.400 MT/s seviyesine ulaşabileceği hesaplanıyor. Bununla birlikte bu rakam, bir SSD’nin doğrudan okuma veya yazma hızını ifade etmiyor. NAND arayüzü, bellek ile kontrolcü arasındaki veri aktarımını sağlıyor; nihai SSD performansı kontrolcü, bağlantı arayüzü ve diğer tasarım unsurlarına da bağlı.
Enerji verimliliği tarafında da iyileştirmeler planlanıyor. Micron, veri aktarımı sırasında bit başına tüketilen enerjiyi yüzde 25’ten fazla azaltmayı amaçlıyor. Bu gelişme, çok sayıda SSD’nin birlikte çalıştığı veri merkezleri ve yüksek bant genişliğine ihtiyaç duyan yapay zekâ altyapıları açısından önem taşıyor.
Daha yüksek aktarım hızıyla birlikte enerji tüketiminin azaltılması, özellikle yoğun veri trafiği oluşturan kurumsal depolama sistemlerinde performans ve verimlilik dengesini iyileştirebilir.
Wafer-on-wafer bonding üretim sürecini değiştirecek
G11’in önemli yeniliklerinden biri, Micron’un bellek hücreleriyle çevresel mantık devrelerini üretme biçiminde ortaya çıkacak. Şirket, önceki nesillerde kullandığı CMOS-under-array yaklaşımından farklı olarak bu iki bölümü ayrı silikon plakalar üzerinde üretmeyi planlıyor.
Wafer-on-wafer bonding yönteminde bellek dizisi ile giriş/çıkış ve kontrol devrelerini içeren katmanlar ayrı süreçlerde hazırlanıyor. Üretimin ardından bu plakalar birleştiriliyor.
Bu yaklaşımın temel avantajı, bellek hücreleri ile mantık devrelerinin kendi gereksinimlerine uygun şekilde optimize edilebilmesi. Bellek tarafında daha yüksek yoğunluğa odaklanılırken kontrol devreleri performans ve enerji verimliliği açısından ayrı olarak geliştirilebilecek.
Benzer bir plaka birleştirme yaklaşımını Çinli bellek üreticisi YMTC de kullanıyor. Ancak üretim yönteminin benzer olması, iki üreticinin mimari ve performans özelliklerinin aynı olduğu anlamına gelmiyor.
Micron, G11’de dikey katman sayısını artırmanın yanı sıra bellek hücreleri arasındaki mesafeyi de küçültmeyi hedefliyor. Şirket, sektördeki en küçük hücre aralıklarından birini kullanacağını belirtiyor. Buna karşın aktif wordline katmanlarının kesin sayısı ve bellek dizisinin kaç ayrı bölümden oluşacağı henüz açıklanmış değil.
Samsung ve Kioxia ile NAND rekabeti kızışıyor
G11, Micron’un yeni nesil 3D NAND pazarındaki rekabet gücünü artırmayı hedefleyen teknolojilerden biri olacak. Samsung’un V10 ve Kioxia’nın BiCS10 gibi mimarileri de daha yüksek yoğunluk ve gelişmiş üretim teknikleri üzerine odaklanıyor.
NAND üretiminde daha fazla veriyi aynı silikon alanına sığdırabilmek, bit başına üretim maliyetini azaltma potansiyeli taşıyor. Ancak yeni mimarinin üretim maliyetlerine ve tüketicilerin satın aldığı SSD’lerin fiyatlarına nasıl yansıyacağı henüz belli değil.
G11’in kullanım alanları da yalnızca masaüstü ve dizüstü bilgisayarlarla sınırlı kalmayacak. Yüksek kapasiteli kurumsal SSD’ler, veri merkezleri ve yapay zekâ sistemleri için geliştirilen depolama çözümleri de yeni mimariden yararlanabilecek.
Micron, yapay zekâ iş yükleri için yüksek IOPS değerlerine odaklanan SLC tabanlı tasarımlar ve yüksek bant genişliği sağlayan özel NAND çözümleri üzerinde de çalışıyor. Bu ürünlerin G11 mimarisiyle nasıl ilişkilendirileceğine yönelik ayrıntılar ise henüz paylaşılmış değil.
G11 sonrasında yatay ölçeklendirme öne çıkacak
3D NAND teknolojisinde kapasite artışının temel yöntemlerinden biri, bellek hücrelerinin dikey olarak daha fazla katmanda üst üste yerleştirilmesi. Ancak Micron’un sonraki nesiller için planları yalnızca katman sayısını artırmakla sınırlı değil.
Şirket, gelecekte hücre boyutlarını X ve Y eksenlerinde de küçültmeye odaklanacak. Böylece bellek hücrelerinin yatay düzlemde kapladığı alan azaltılarak aynı silikon alanında daha fazla veri depolanabilecek.
Bu çalışmalar kapsamında yüksek taşıyıcı hareketliliğine sahip yarı iletken malzemeler, daha yoğun hücre mimarileri ve enerji tüketimini azaltan veri yolları üzerinde duruluyor. Yeni malzemelerle transistörlerin elektriksel özelliklerinin geliştirilmesi ve daha küçük boyutlarda üretim yapılabilmesi amaçlanıyor. Çevresel mantık devrelerinin iyileştirilmesi de gelecekteki NAND nesillerinin geliştirme çalışmalarının bir parçası olacak.
Micron, G11 sonrasındaki bellek nesillerine ilişkin kesin katman sayısı, veri yoğunluğu veya üretim takvimi paylaşmadı.
Micron G11 ne zaman üretilecek?
Micron’un mevcut takvimine göre G11 tabanlı 3D NAND belleklerin yüksek hacimli üretimi 2027’nin ikinci yarısında başlayacak. Yeni teknolojinin ayrıntılı teknik özelliklerinin ise seri üretime yaklaşırken, 2027 yılında açıklanması bekleniyor.
G11’in vaat ettiği yoğunluk ve enerji verimliliği artışlarının gerçek ürünlere ne ölçüde yansıyacağı, nihai teknik özellikler ve üretim sonuçları açıklandığında netleşecek. Yeni mimari hedeflenen değerlere ulaşırsa daha yüksek kapasiteli SSD’lerin geliştirilmesine ve özellikle veri merkezlerindeki depolama yoğunluğunun artırılmasına katkı sağlayabilir.
