Служба новостей IDG, Тайбэй

Чипы флэш-памяти NAND оказали огромное влияние на развитие электронных устройств. Без них, вероятно, не было бы «iPod-революции», а музыка в формате MP3 все еще прожигалась бы на компакт-дисках. Компьютеры все еще не могли бы обойтись без 2,5-дюймовых дисководов, поскольку не было бы модулей флэш-памяти, а на картах памяти цифровых фотокамер помещалось бы гораздо меньше фотографий, чем сегодня

Емкость и быстродействие флэш-памяти повысились настолько, что в ряде портативных устройств она начинает вытеснять жесткие диски. Изменения, происходящие в NAND-индустрии, недавний выход на рынок нового влиятельного игрока и признаки его стабилизации позволяют надеяться на появление новых, еще более удивительных возможностей.

Запоминающие устройства на основе флэш-памяти «завоевали» телефоны и цифровые фотокамеры. На очереди — компьютеры

Есть две главные причины, по которым для революции в бытовой электронике нет ничего лучше, чем флэш-память NAND. Она не имеет ярко выраженных конкурентов, за исключением, быть может, жестких дисков. Флэш-память NAND отличается способностью запоминать огромные объемы данных и сохранять их при отключении питания.

Ближайший конкурент NAND — флэш-память NOR, которую выпускают корпорация Intel и компания Spansion. Названия NOR и NAND относятся к типам логических вентилей — фундаментальных строительных блоков цифровой электроники, используемых в каждой ячейке памяти. NAND означает логическую операцию Not AND (И-НЕ), а NOR — Not OR (ИЛИ-НЕ).

Эти две разновидности микросхем памяти работают по-разному. Поскольку чипы NOR способны быстро выполнять программы, они идеальны для рынка мобильных телефонов, где они главным образом и применяются. Но NAND превосходит NOR по емкости, поэтому память NAND незаменима для таких устройств, как MP3-плейеры. Другим видам микросхем памяти в подобных применениях трудно конкурировать с NAND. Скажем, память DRAM по емкости может сравниться с NAND, но не способна сохранять данные без питания — а кому нужен MP3-плейер, «забывающий» все свои песни после выключения?

Еще одна причина, по которой память NAND идеально подходит для революционных преобразований в области бытовой электроники, заключается в том, что ее относительно легко могут выпускать производители DRAM. Для переключения с DRAM на NAND поточные линии требуют лишь немногих относительно недорогих переделок. Между тем, производители памяти DRAM долго искали новый продукт, который помог бы им сгладить потери, связанные с выраженной цикличностью рынка DRAM. Усилия производителей по удешевлению чипов NAND сделали возможным их применение в широком спектре устройств.

Флэш-память NAND получила столь мощную поддержку со стороны основных производителей DRAM, что темпы снижения цен на нее едва ли не превзошли темпы роста ее объема. Год назад в основном выпускались микросхемы NAND емкостью 256 Mбит. В скором времени емкость микросхем удвоилась, цены снизились, емкость снова удвоилась, и т. д., а теперь уже уходят в прошлое гигабитные микросхемы, а основную массу образуют микросхемы памяти емкостью 2 Гбит.

На очереди 4-гигабитные чипы NAND. Лидер рынка, компания Samsung Electronics в июне объявила о выпуске таких микросхем и с тех пор продвигает их на рынок. Результатом стало существенное увеличение емкости памяти в самых разнообразных устройствах — от плейеров Apple iPod до цифровых камер.

«Благодаря быстрому снижению цен производители быстро наращивают емкость памяти в устройствах», — говорит Марио Моралес, вице-президент по исследованию рынка полупроводников в аналитической компании IDC. Он ожидает, что NAND будет еще шире применяться в новом оборудовании, и в 2006 году станет стандартной технологией памяти в мобильных телефонах.

За последние несколько месяцев в индустрии микросхем произошли новые изменения, которые еще дальше продвинут цены — вниз, емкость памяти — вверх, а инновации в устройствах — вперед. Самое главное — появление нового крупного производителя флэш-памяти NAND. Компания IM Flash Technologies, недавно созданное совместное предприятие Intel и Micron, обещает стать мощным конкурентом в отрасли, находящейся сейчас во власти Samsung и японской компании Toshiba.

Две американские компании обязались вложить по 1,2 млрд. долл. в совместное предприятие, которое будет производить флэш-память для бытовой электроники, сменных устройств хранения, портативных устройств и т. п. Более того, в течение следующих трех лет каждая из них вложит в проект еще 1,4 млрд. долл.

«Новый конкурент ускорит снижение цен и, следовательно, расширит сферу применения NAND», — говорит Кристал Ли, аналитик компании ABN AMRO.

В индустрии NAND наблюдаются также признаки стабилизации, обычно характерные для рынка, на котором конкуренция и ценовая эрозия заставляют некоторые компании выйти из игры. Так, недавно японская корпорация Renesas Technology отказалась от конкуренции на рынке флэш-памяти NAND, не желая включаться в гонку массового производства. Она оставила рынок NAND опытным производителям памяти DRAM, таким как Samsung, Hynix Semiconductor и Micron.

«Рынок NAND потребовал первой жертвы. Жестокая конкурентная борьба и решимость держаться до конца — вот непременные условия этого рынка. На нем действуют почти те же игроки и те же правила, которые в течение многих лет характеризовали рынок DRAM», — пишет Джим Хэнди, директор аналитической компании Semico Research, отвечающий за исследования сегмента энергонезависимых устройств памяти. — Участники рынка должны иметь желание вкладывать огромные средства в игру с высокими ставками, чередуя доходные годы с годами тяжелых потерь. В отличие от своих конкурентов, в Renesas не смогли найти для этого жесткого рынка столь громадных производственных ресурсов».

По мнению аналитиков, конкуренция играет на руку пользователям, поскольку дешевая и емкая флэш-память NAND привнесет еще больше инноваций.

Одна из областей, которую продолжает завоевывать флэш-память NAND — это хранение картинок, песен и других данных в мобильных телефонах. Чипы NAND идеальны для этой работы — они достаточно малы, не имеют движущихся частей, истощающих аккумуляторные батареи, и могут хранить огромные объемы данных.

NAND лежит в основе разработанной инженерами Intel инновационной технологии кэширования Robson, ориентированной на ноутбуки. Эта технология значительно сокращает время загрузки и доступа к программам, продлевая время действия аккумулятора. В портативном компьютере с технологией Robson для загрузки операционной системы или вызова часто используемых программ вместо жесткого диска используется NAND.

На демонстрации во время октябрьского форума разработчиков IDF в Тайбэе ноутбук на базе процессора Centrino с технологией кэширования Robson запускался почти мгновенно, в то время как для загрузки такого же компьютера, но без технологии Robson, требовалось несколько секунд.

Время загрузки программ на этих двух компьютерах также сильно различалось, например, программа Adobe Reader грузилась на них соответственно 0,4 и 5,4 секунды, а программа Quicken (популярная в США программа для ведения домашнего бюджета. — Прим. ред.) — 2,9 и 8 секунд.

Любопытно, что 100-долларовый портативный компьютер, разрабатываемый в рамках программы помощи детям в развивающихся странах, использует память NAND как замену жесткому диску. Ноутбук, предлагаемый некоммерческой группой One Laptop Per Child, возглавляемой Николасом Негропонте, руководителем лаборатории Media Labs Массачусетского технологического института, имеет 500 Мбайт флэш-памяти.

Мысль о том, что NAND скоро может заменить жесткий диск в портативных компьютерах, горячо обсуждалась в ИТ-кругах, и лидером в этом направлении является корпорация Samsung Electronics. Скептики полагают, что индустрия жестких дисков будет держаться на прежнем уровне, сокращая цену и размеры дисков наряду с повышением их емкости. Но гонка только начинается, и конкуренция означает, что пользователи смогут постоянно требовать наращивания емкости запоминающих устройств, будь то NAND или жесткие диски.

В мае Samsung продемонстрировала один из примеров использования памяти NAND в качестве жесткого диска. Она объявила о выпуске твердотельного диска (Solid State Disk, SSD) на базе флэш-памяти NAND для потребительских и мобильных ПК. 16-гигабайтный твердотельный диск не имеет подвижных частей, вследствие чего потребляет меньше энергии и производит меньше шума по сравнению с жестким диском.

Ли из ABN AMRO уверен, что флэш-память NAND догонит большинство устройств хранения, применяемых сегодня, включая DVD и компакт-диски, потому что она очень удобна, а цены снижаются довольно быстро. «Флэш-карта NAND, подобная тем, которые используются, например, в цифровых камерах, может однажды заменить DVD как основной носитель для кинофильмов», — утверждает он.

С использованием технологии NAND изготавливаются также миниатюрные переносные диски, но поскольку их емкость растет, чипы могут прийти к конечным пользователям в виде крошечных брелков для ключей, хранящих все содержимое их компьютеров.

Некоторые компании уже продвигают подобные продукты. Тайваньская компания Transcend Information в ноябре анонсировала 8-гигабайтный флэш-диск USB под названием Ultra-Speed JetFlash, который помещается в кармане. Такой большой объем памяти в столь миниатюрном устройстве стал возможным благодаря флэш-памяти NAND.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями