[MàJ : officialisation !] Samsung : une V-NAND V9 finalement peu ambitieuse cette année, pour mieux bondir ensuite avec une V10 aggressive ?

Mise à jour du 23 avril 2024 - Ça y est, Samsung a officialisé sa V-NAND de 9ᵉ génération. Il n'est pas encore question de NAND QLC pour l'instant, celle-ci suivra durant la seconde moitié de 2024. Ce que Samsung nous présente aujourd'hui est une nouvelle puce TLC de 1 Tb, dont la production en volume a débuté ce mois-ci. Le constructeur coréen n'en a pas donné le nombre exact de couches - mais il y en a 290, normalement - et se contente de vanter une densité de bit (quantité de données pouvant être stockée dans une surface donnée) supérieure à 50 % par rapport à la V-NAND de 8ᵉ génération de 2022. Une prouesse rendu possible grâce à des cellules encore plus petites et un moule encore plus fin.

La nouvelle NAND possède une structure à double pile, c'est-à-dire deux piles de cellules en couches verticales au lieu d'une. Samsung explique avoir utilisé la technique avancée de gravure de trou de canal/channel hole etching , qui consiste à percer un trou à travers les cellules en couches pour former les voies électroniques. Complexe à réaliser, plus le nombre de couches est élevé, mais le faire permet d'améliorer l'efficacité de la production. En parallèle, les trous de canal factices ont été supprimés pour réduire la surface des cellules, tout en appliquant des technologies visant à réduire les interférences cellulaires et à prolonger la durée de vie des cellules.

Elle est aussi équipée de la nouvelle interface NAND Toggle 5.1, 33 % plus capable avec un nouveau plafond de débits en I/O de 3,2 Gbps. En sus, la consommation a été améliorée de 10 %. Samsung entend se servir de cette nouvelle génération pour ses futurs SSD NVMe PCIe 5.0 haut de gamme, comme le futur successeur du 990 Pro, par exemple (non, pas celui-ci).

Texte du 16 avril 2024 - À ce jour, Samsung en est à la 8ᵉ génération de NAND, elle possède 236 couches. En face, SK Hynix propose une NAND à 238 couches, Micron une flash avec 232 et Kioxia/WD une BiCS à 212 couches. Le nombre de couches n’est qu’une caractéristique technique parmi d’autres et n’est pas l’indicateur le plus pertinent des performances et de la qualité d’une mémoire flash, quand bien même il s’agit de la prouesse qui tend à faire parler le plus, probablement parce que plus facile à appréhender que les autres aspects techniques plus obscures, mais nombreux. En tout cas, s’il est dernièrement rarement le premier à lancer une nouvelle génération, Samsung n’est pas en reste face à la concurrence avec sa V-NAND. Mais qu’en est-il de la suite ?

La prochaine génération V-NAND de Samsung sera la V9 et selon une nouvelle rumeur, la production en volume de cette dernière va commencer ce mois-ci. La surprise, c’est qu’elle n’aurait finalement "que" 290 couches actives, une évolution inhabituelle, car en apparence bien faible par rapport aux 236 couches de la V8. L’information colle avec la période d’entrée en production que le fabricant avait mentionnée l’année dernière, mais est en même temps aussi en contradiction avec une volonté clairement affichée par Samsung d’être le premier sur la NAND de plus de 300 couches, avec une V9 qui serait alors la plus dense du marché. En revanche, ça se rapproche de la V-NAND QLC de 280 couches que Samsung avait présentée au salon ISSCC de février 2024. Donc, Samsung aurait-il réussi à activer 10 couches de plus entre-temps, à moins qu’il y ait une petite différence le moment venu entre QLC et TLC pour des raisons techniques ? En tout cas, d’après la fuite, Samsung aurait revu ses ambitions à la baisse dans l’idée d’avoir de meilleurs rendements à la production aux prix d’une densité surfacique inférieure, ce qui pourrait réduire ses couts. Compte tenu des intentions actuelles du coréen, cela pourrait avoir du sens, dans l’immédiat.

La rumeur prétend aussi connaitre une des caractéristiques clés de la V-NAND V9 : une technique de production par empilement de chaines, ou "string stacking" ou "chain stacking". Beaucoup de producteurs en ont déjà parlé à un moment ou un autre ces dernières années. Samsung avait abordé le sujet en 2020. Mais c’est le chinois YMTC qui a été le premier, à la surprise de beaucoup, à adopter cette technique avec sa technologie "Xtacking". À terme, tous devraient adopter cette approche plus complexe d’une façon ou d’une autre. Chez Samsung, elle consisterait à construire une couche CMOS avec une partie logique, puis d’ajouter une matrice de NAND 3D à 145 couche par-dessus et une autre couche de NAND 3D à 145 couches au-dessus de cette dernière. L’intérêt ? Il serait plus simple de fabriquer deux matrices plus petites qu’une seule plus grande, et en retour, ceci améliorerait les rendements à la production de la NAND 3D, avec tout ce que cela implique.

En revanche, augmenter le nombre de couches et par conséquent la densité de stockage des dies de NAND reste l’objectif ultime. Justement, Samsung planifierait une suite bien plus agressive, avec la V-NAND V10 dès la deuxième moitié de 2025. Cette fois-ci, il serait question de faire bondir la V-NAND à 430 couches exactement - un chiffre qui colle avec celui qui avait déjà circulé officieusement l’année dernière ! En fin de compte, il se pourrait donc que cette V9 peu ambitieuse serve avant tout à apprendre à exploiter la nouvelle technique de conception dans le cadre d’une production en volume, pour ensuite pouvoir frapper un plus gros coup par la suite avec une technique bien maitrisée.

Il ne faudra pas se rater, car une NAND de plus de 300 couches est en chemin chez tous les acteurs majeurs. SK Hynix planifie une NAND 4D de 321 couches pour le début de 2025, YMTC ambitionnerait de fabriquer une NAND de 300+ couches d’ici à la deuxième moitié de 2024. Kioxia et WD ont causé d’une BiCS au-delà des 300 couches et Micron aussi a placé une NAND de ce calibre sur sa feuille de route, mais chez ces derniers, l’emploi du temps est encore imprécis. (Source : Tom's, Blocks & Files)