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Die Zukunft von NAND FLASH und was es für die Datenrettung bedeutet…

NAND-Flash - Datenrettung

Wissen Sie, dass die NAND FLASH-Technologie zu Ende geht und dass kein Hardware- oder Speicherhersteller das in der Öffentlichkeit ausspricht? Ja, es ist (fast) wahr! Die alte NAND FLASH-Technologie wird derzeit abgelöst und durch fortschrittlichere und neuere Technologien ersetzt. Während die Hersteller vor drei Jahren noch FLASH-Alternativen entwickelten, die nun langsam auf den Markt kommen, geht der Trend nun zu andere Technologien.

Wie schnell sich die Technik ändert und wie schnell die alte NAND FLASH-Technologie in den Ruhestand versetzt wurde, kann man schon beim mobilen Geräte- / Smartphone-Markt sehen. Fast alle neuen Smartphones sind bereits mit ePCM Speicherchips anstelle der alten FLASH Chips ausgestattet. Der Phasenänderungsspeicher (Phase Change Memory) / ePCM-Chip hat zwei Hauptvorteile: mehr Speicherdichte, schnellere Latenz und das architektonische Design kann viel kleiner sein. Während die neuesten architektonischen Entwürfe von FLASH durchschnittlich meist um 19 Nanometer und sogar fortgeschrittene Samsung 3D NAND FLASH Chips rund 12-10 Nanometer groß sind, kann ein PCM-Chip bis zu 4 Nanometer klein sein.

Das ist der Tatsache geschuldet, dass NAND FLASH Chips nicht über einen bestimmten Punkt miniaturisiert werden können – weil sie eine gewisse Anzahl von Leiterplatten benötigen, um die Energie zu steuern und zu verbreiten – wenn sie ihren Speicherstatus ändern, indem sie Energie schöpfen und die Elektronen zur Floating Gate-Schicht bewegen. (Für weitere Informationen, wie die FLASH-Technologien funktionieren, klicken Sie hier …)

Gleiches gilt für die Latenzgeschwindigkeit: Hier liegen die Zahlen von FLASH NAND bestenfalls zwischen 1 Millisekunde und 1 μs (Mikrosekunden), während die langsamsten PCM-Chips bei etwa 900 Nanosekunden (ns) und die Besten bis auf etwa 500 ns kommen.

Doch einige Unternehmen verlautbaren derzeit, dass sie “neue” FLASH-Chips auf den Markt bringen werden: Samsung startet demnächst seine Massenproduktion ihrer 64-lagigen V-NAND-FLASH-Chips, die sie in den letzten Jahren für den Mobil- und Verbrauchermarkt entwickelt haben. Ihr 3 Bit, 265 Gigabyte V-NAND ist in der Lage eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von 1 Gbps zu erreichen und kommt auf eine Latenz von 500 Mikrosekunden. Western Digital hat seine ersten 96 Layer 3D NAND Flash Chips für Anfang nächsten Jahres angekündigt. Die ersten werden 256 Gigabyte Daten halten, während sie später ihre Produktrange auf bis zu 1 Tb Chips erweitern möchten. Dies ist das Ergebnis einer kombinierten NAND FLASH Zusammenarbeit mit Toshiba. Allerdings haben sie bis zum Sommer dieses Jahres noch keinen einzigen BiCS (Bit Cost Scaling) NAND FLASH Chip wirklich ausgeliefert. So scheint es, dass sie immer noch viel Arbeit vor sich haben, bis diese fortschrittlichen FLASH-Technologien wirklich auf dem Markt verfügbar sind oder in Geräten eingebaut werden können.

Diese Fakten und die viel besseren Zahlen sind die Gründe, warum andere – nicht-FLASH-Technologien – derzeit mehr und mehr die Lücke zwischen einem schnellen RAM-Chip (der keine Daten speichern kann) und einer herkömmlichen Festplatte füllt. Dieser Trend ist nicht nur auf Smartphones beschränkt. Die ersten Produzenten übernehmen PCM jetzt auch für einen Einsatz in SSDs. Die Technologie wurde von Intel entwickelt und wird “Optane” genannt. Das erste Unternehmen, das das Intel Optane PCM benutzt, ist derzeit IBM. Mehr über Optane wird in einem weiteren Blogartikel in zwei Wochen erläutert.

Aber ePCM ist nicht die einzige Technologie, die NAND FLASH in naher Zukunft verschwinden lassen wird. Es gibt noch andere, an denen derzeit gearbeitet wird, wie ReRAM, FRAM oder das NVDIMM, das seit 2014 verfügbar ist. Diese versuchen alle, die Geschwindigkeit und Latenz eines flüchtigen Speicher (D) RAM-Chips mit der Datenspeicherfähigkeit einer permanenten Stromzufuhr eines FLASH-Chip zu kombinieren. Eines der NVDIMM-Konzepte ist NVDIMM-F. Hier wird der DREAM-Teil das ganze Computing machen, während der FLASH-Teil die Daten speichert, wenn die Stromversorgung wegfällt. NVDIMM-P dagegen wird zukünftig kein NAND FLASH mehr verwenden, sondern die ReRAM-Technologie als Speicher-Backup-Gerät zusammen mit DRAM einsetzen. Mit diesem Konzept können die NVDIMM-P-Chips SSDs nicht nur hinsichtlich Ausdauer und Zuverlässigkeit verbessern, sondern auch, was weitaus interessanter ist, ermöglichen sie die Datenspeicherung direkt im Inneren des Computer-Hauptspeichers.

Was bedeutet der Trend zu fortgeschrittenen kleinen Speichertechnologien für die Datenrettung?

Auch wenn es immer mehr fortgeschrittene neue Technologien gibt, die FLASH in den kommenden Jahren, wie oben erwähnt, höchstwahrscheinlich verdrängen werden und die entweder bereits auf dem Markt sind oder sich in der Forschung und Entwicklung befinden, werden diese keine oder keine drastischen Auswirkung auf die Datenrettung selbst haben: Unabhängig von der zugrunde liegenden FLASH- oder NICHT-FLASH-Technologie müssen die Geräte ausgelesen und alle Daten wiederhergestellt werden.

Daher müssen in den meisten Fällen nur einige Teile des Datenrettungsprozesses an die neuen Technologien angepasst werden. Der wichtigste Teil jeder Datenrettung ist es, ein 1: 1-Abbild von allen Inhalten zu erhalten, die auf dem FLASH- oder Nicht-flüchtigen Speichermedium oder -gerät vorhanden sind. Hier müssen, wie bei jeder neuen Technologie, spezialisierte Auslesesoftware-Tools programmiert werden, um jedes Bit von Informationen zu erhalten – auch die Teile der Speicherchips, die normalerweise nicht zugänglich sind – vom FLASH oder FLASH-Nachfolge-Gerät.

Da Kroll Ontracks Datenrettungs– und Entwicklungsteam ständig die neuesten Trends in der Speichertechnologie überwacht, haben sie entweder bereits die notwendigen Software-Tools entwickelt oder arbeiten derzeit an ihnen. Bei einem Datenrettungsprojekt mit einem der kommenden FLASH-Technologien die zukünftig kommen werden, sind diese bereits fertig und können für eine erfolgreiche Datenrettung genutzt werden.

Bildnachweis: pixabay.com/ CC0 Lizenz