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Steigende Produktion und sinkende Preise von 3D-NAND-Chips zu erwarten

Nach einer langen Durststrecke scheinen die Kinderkrankheiten von 3D-NAND-Chips überwunden. Die Massenproduktion kann anlaufen und Preise sinken.

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SSD

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Flash hat für eine Revolution im Rechenzentrum gesorgt. Allerdings führte in den letzten Monaten eine Umstellung der Produktionsanlagen auf 3D-NAND zu einer erheblich Verknappung und steigenden Preisen. Jetzt gibt es Anzeichen, dass sich die Zeiten der Knappheit ihrem Ende nähern.

Bei NAND Flash hat sich im vergangenen Jahr unter der Haube einiges verändert. Das Original Flash, auch bekannt als 2D-NAND, ist an Grenzen bei Kapazität und Geschwindigkeit gestoßen.

Bei 3D-NAND werden die Flash-Zellen in der dritten Dimension gestapelt, also übereinander statt bisher nur nebeneinander. Ursprünglich sah es so aus, als seien damit 48-mal so hohe Kapazitäten zu einem Viertel des Preises problemlos erreichbar.

Die Tücken der Technik

In der Praxis vereitelten einige Faktoren diesen schönen Plan. Die vertikale Ausrichtung der Schichten erwies sich als sehr schwierig. Die Toleranz darf bei höchstens einem Grad liegen und bei jeder neuen Schicht wurde es schlimmer. 3D-NAND musste grundsätzlich neu konzipiert werden und wurde auf ein Modell mit vorkonfigurierten Blöcken umgestellt, das größere Toleranzen erlaubt.

Dadurch ist es möglich geworden, neue Kapazitätsgrenzen zu erreichen. Chips mit 64 GB und einem TB sind bereits angekündigt. Es liegt im Bereich des Möglichen, dass binnen zwölf Monaten vier oder acht TB erreicht werden. Damit scheint ein 2,5 Zoll SSD Laufwerk mit einer Gesamtkapazität von 100 TB im Jahr 2018 realisierbar.

Aber durch die Neukonzeption hat die Umstellung der Fabrikationsstätten länger gedauert als ursprünglich geplant und derzeit leidet der Markt an einer Knappheit von NAND-Chips.

Das liegt nicht nur an der Ausrichtung. Es gibt auch elektrische Probleme. Die Zellen können sich gegenseitig beeinflussen, wenn sie nahe beieinander liegen. Eine Triple-Level-Zelle (TLC) hat acht Aggregatszustände, verglichen mit zwei einer Singel-Level-Zelle (SLC). Das führt zu häufigeren Lesefehlern.

Die notwendigen Gegenmaßnahmen erwiesen sich als aufwendig. Aber es hat sich gelohnt, denn jetzt sind die Zellen stabiler und haltbarer.

Die Auswirkung davon wird sein, dass SSD in Familien klassifiziert werden, deren Mitglieder ähnliche Schreib-/Lesegeschwindigkeiten, Haltbarkeit und Temperaturtoleranz aufweisen. Zwischen den Familien wird es erhebliche Differenzen geben, bis zum Faktor zehn.

In der zweiten Jahreshälfte 2016 führten die Lieferschwierigkeiten von NAND zu einer Verteuerung von SSDs um zehn Prozent. Die Knappheit besteht weiter. Gleichzeitig wächst die Nachfrage nach SSD, weil immer mehr Unternehmen erkennen, dass Festplatten veraltet sind.

Zusätzlichen Druck gab es durch den Rückruf und Verkaufsstopp des Samsung Galaxy Note 7, der zu einem Ersatzbedarf von Flash führte.

Licht am Ende des Tunnels

In der zweiten Jahreshälfte 2017 wird sich die Situation entspannen. Die technologischen Hürden scheinen überwunden und die Massenproduktion kann anlaufen. Viele Produktionslinien sind umgestellt und neue starten. Bis zum Jahresende sollten die Preise wieder den Stand vor der Krise erreichen und 2018 sollten SSDs dann genauso teuer sein wie Festplatten.

Für den Festplattenmarkt bedeutet das eine erhebliche Schwächung. Zwar werden noch Festplatten mit großer Kapazität stark nachgefragt, aber für Primär-Storage sind die nur eingeschränkt geeignet. Diese sind recht langsam und deshalb für PCs und zahlreiche Servereinsatzszenarien nicht ausreichend.

Die Branche scheint sich auf eine All-Flash-Zukunft einzustellen. 2018 werden Festplatten mit 30 bis 100 TB vor allem für Sekundär-Storage verwendet werden.

Die dann mögliche ultraschnelle Storage wird die gesamte IT verändern. Server werden immer leistungsfähiger, wodurch weniger Geräte verkauft werden. Flash-Laufwerke mit mehr als zehn Millionen IOPS werden den Hyperkonvergenzmarkt revolutionieren.

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Artikel wurde zuletzt im April 2017 aktualisiert

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