Японская компания Kioxia официально раскрыла технологические подробности своей новой флеш-памяти BiCS10, которая насчитывает 332 активных слоя в вертикальном стеке и ориентирована на твердотельные накопители стандарта PCIe 6.0. Чипы используют архитектуру TLC, хранящую три бита данных в каждой ячейке, а ёмкость одного кристалла достигает одного терабита, что эквивалентно 128 гигабайтам на одном чипе размером с ноготь. Тестовые поставки новых микросхем производителям накопителей запланированы на лето 2026 года, что открывает дорогу к появлению первых потребительских SSD с интерфейсом PCIe шестого поколения на рубеже 2027 года.
Наращивание числа слоёв в трёхмерной флеш-памяти остаётся главным инструментом увеличения плотности хранения данных и снижения стоимости гигабайта на протяжении последнего десятилетия. Когда в 2013 году компания Samsung выпустила первые коммерческие чипы 3D NAND с 24 слоями, это казалось впечатляющим достижением. Сегодня индустрия приближается к рубежу в 400 слоёв, а темпы удвоения числа слоёв ускоряются. BiCS10 от Kioxia с её 332 слоями представляет собой промежуточную ступень между текущим поколением BiCS8, насчитывающим 218 слоёв и выпускаемым с 2023 года, и перспективной BiCS11, которая, по предварительным данным, преодолеет отметку в 400 слоёв к 2028 году. Каждое новое поколение требует решения комплекса материаловедческих и технологических проблем, поскольку высота стека растёт, а диаметр вертикальных каналов, пронизывающих слои, остаётся на уровне десятков нанометров. Травление столь глубоких и узких отверстий через чередующиеся слои проводника и диэлектрика требует прецизионного контроля плазмы и новых химических составов для селективного удаления материалов без повреждения стенок канала.
Технология BiCS расшифровывается как Bit Cost Scalable и была предложена инженерами Toshiba, из которой впоследствии выделилась Kioxia, ещё в 2007 году. Принципиальная идея заключается в том, что все слои памяти формируются одновременно, а не последовательно, благодаря чему стоимость производства растёт не пропорционально числу слоёв, а значительно медленнее. В традиционной планарной NAND каждый новый шаг литографии добавлял затраты, делавшие дальнейшее уменьшение техпроцесса экономически неоправданным после рубежа в 15-16 нанометров. Трёхмерная компоновка позволила продолжить рост плотности без дальнейшего сжатия геометрических размеров отдельной ячейки, и именно этот переход, совершённый индустрией в 2013-2015 годах, предотвратил остановку действия закона Мура применительно к твердотельным накопителям.
Выбор трёхбитовой архитектуры TLC для флагманского носителя нового поколения может показаться консервативным на фоне существующих QLC-чипов с четырьмя битами на ячейку и лабораторных демонстраций PLC с пятью битами. Однако за этим решением стоит прагматичный расчёт. QLC и тем более PLC страдают от заметного падения скорости записи и ресурса перезаписи, поскольку различение 16 или 32 уровней напряжения в одной ячейке требует гораздо более медленных и осторожных алгоритмов программирования, чем различение 8 уровней в TLC. PCIe 6.0 с его пропускной способностью до 128 гигабайт в секунду на линию x4 предъявляет жёсткие требования к скорости взаимодействия контроллера с массивом флеш-памяти, и узким местом здесь становится именно время программирования ячеек. TLC-чипы BiCS10, обладая достаточной скоростью для насыщения шины PCIe 6.0, одновременно сохраняют ресурс на уровне нескольких тысяч циклов перезаписи, приемлемый для клиентских и корпоративных накопителей.
Интерфейс PCI Express шестого поколения сам по себе представляет значительный шаг вперёд. Если PCIe 4.0 удвоил пропускную способность относительно третьей версии, а PCIe 5.0 сделал это ещё раз, доведя скорость до 32 гигабайт в секунду для четырёх линий, то шестая версия меняет метод кодирования сигнала: вместо двоичного NRZ используется четырёхуровневая амплитудно-импульсная модуляция PAM4, передающая два бита за один такт. Это позволило поднять пропускную способность до 64 гигабайт в секунду на тех же физических частотах, но ценой значительного усложнения приёмопередатчиков и ужесточения требований к целостности сигнала. Первые инженерные образцы устройств с PCIe 6.0 начали появляться в 2024 году, а массовое внедрение ожидается в 2026-2027 годах, как раз к моменту готовности флеш-памяти, способной наполнить эту широкую шину реальными данными, а не синтетическими тестами.
График тестовых поставок, объявленный Kioxia, предполагает, что производители SSD-контроллеров — Phison, Silicon Motion, Marvell и другие — получат первые партии чипов BiCS10 уже в июле или августе 2026 года. За этим последует цикл отладки прошивок, валидации и сертификации, занимающий от трёх до шести месяцев. Таким образом, первые коммерческие накопители на базе 332-слойной памяти могут добраться до прилавков магазинов в конце 2026 — начале 2027 года, причём первыми на рынок традиционно выйдут корпоративные U.2 и EDSFF-накопители для центров обработки данных, а потребительские M.2-модели последуют на квартал-два позже.
Позиция Kioxia в конкурентной гонке слоёв выглядит уверенно, но не монопольно. Samsung уже поставляет 290-слойную память V9 девятого поколения, а анонсированная V10 обещает 430 слоёв к 2027 году. SK hynix разрабатывает 321-слойную NAND, чьи первые образцы были показаны в конце 2025 года. Американская Micron со своей 276-слойной памятью G9, производящейся на заводе в Сингапуре, идёт чуть позади по числу слоёв, но компенсирует это лидерством в производительности контроллеров благодаря вертикальной интеграции с собственным подразделением по разработке микросхем управления. Японско-американский альянс Kioxia и Western Digital, напротив, силён именно в технологиях флеш-памяти, а контроллеры для конечных продуктов закупает у сторонних разработчиков или использует эталонные дизайны.
Появление 332-слойной памяти также окажет давление на цены твердотельных накопителей предыдущих поколений. Рост числа слоёв на пластину снижает себестоимость гигабайта, и хотя производители обычно направляют эту экономию на увеличение собственной маржи в первые месяцы после выхода нового поколения, конкуренция быстро возвращает цены на нисходящую траекторию. Для потребителей это означает продолжение многолетнего тренда на удешевление твердотельной памяти: накопители ёмкостью 4 и 8 терабайт, сегодня воспринимающиеся как дорогое излишество, через два-три года могут перейти в разряд массовых продуктов, а ёмкость в 16 терабайт станет доступной в формате стандартной платы расширения без необходимости приобретать корпоративное оборудование.
