QLC UFS 4.1 étend le stockage mobile haute capacité

Les appareils mobiles et les systèmes en périphérie génèrent des volumes de données croissants issus de l’IA, de l’imagerie et de la connectivité permanente, ce qui accroît le besoin de stockage compact à haute densité. Dans ce contexte, KIOXIA Europe a introduit une version d’essai de ses mémoires embarquées Universal Flash Storage (UFS) 4.1 basées sur de la NAND quatre bits par cellule (QLC) et sur la 8e génération de mémoire flash 3D BiCS FLASH™.

Densité accrue grâce à la NAND QLC
La technologie QLC stocke quatre bits par cellule, offrant une densité supérieure à la NAND TLC (triple-level cell). Cela permet d’atteindre des capacités plus élevées dans un encombrement identique, un facteur clé pour les smartphones, tablettes et autres appareils électroniques compacts. Les limitations traditionnellement associées à la QLC, comme une endurance et des performances en écriture plus faibles, sont atténuées par des améliorations du contrôleur et des mécanismes avancés de correction d’erreurs, rendant cette technologie adaptée aux charges de travail dominées par la lecture.

Les nouveaux dispositifs sont proposés en capacités de 512 Go et 1 To et intègrent mémoire flash et contrôleur dans un boîtier conforme aux standards JEDEC.

Gains de performance par rapport à la génération précédente
KIOXIA indique des améliorations mesurables par rapport à ses précédents dispositifs UFS 4.0 basés sur la NAND QLC BiCS6. La vitesse d’écriture séquentielle augmente de 25 %, les performances en lecture aléatoire de 90 % et les performances en écriture aléatoire de 95 %. Ces gains résultent à la fois d’évolutions de l’architecture NAND et d’optimisations au niveau du contrôleur.

Le facteur d’amplification d’écriture (WAF) est également amélioré, avec une augmentation maximale de 3,5 fois du Write Boost Factor lorsque WriteBooster est désactivé. Une amplification d’écriture plus faible peut contribuer à une utilisation plus efficace des cellules flash et à une durée de vie prolongée dans des scénarios limités en écriture.

Interface UFS 4.1 et compatibilité système
Les dispositifs sont conformes à la spécification UFS 4.1 et restent rétrocompatibles avec les hôtes UFS 4.0 et UFS 3.1. UFS 4.1 offre une bande passante plus élevée et une meilleure efficacité énergétique, des caractéristiques importantes pour les appareils alimentés par batterie exécutant des applications intensives en données telles que l’inférence IA embarquée, la capture vidéo haute résolution et le traitement AR/VR.

KIOXIA a également réduit la taille du boîtier de 11 × 13 mm dans la génération QLC UFS précédente à 9 × 13 mm. Cela permet aux concepteurs de libérer de l’espace sur la carte pour d’autres composants, tels que capteurs, modules RF ou batteries de plus grande capacité.

Architecture BiCS FLASH et technologie CBA
La mémoire repose sur la 8e génération de BiCS FLASH™ 3D de KIOXIA, utilisant une architecture CMOS directly Bonded to Array (CBA). Dans cette structure, les circuits CMOS sont fabriqués séparément puis assemblés directement avec la matrice de cellules mémoire. Cette approche peut améliorer la densité d’interconnexion et l’efficacité des signaux tout en facilitant l’augmentation du nombre de couches dans les conceptions NAND 3D.

Des usages au-delà du smartphone
Si les smartphones et tablettes restent des cibles majeures, les dispositifs UFS de plus grande capacité sont également pertinents pour les PC, les équipements réseau, les passerelles IoT et les dispositifs edge dotés de fonctions d’IA. Ces systèmes nécessitent souvent un stockage local rapide pour les journaux, modèles et données capteurs ou vidéo mises en mémoire tampon, tout en fonctionnant dans des contraintes d’espace et d’énergie comparables à celles des plateformes mobiles.

En combinant la densité QLC, la bande passante UFS 4.1 et une conception de contrôleur mise à jour, ces nouveaux dispositifs visent des charges de travail embarquées dominées par la lecture au sein des infrastructures numériques en périphérie de réseau.

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