BUSINESS WIRE: Kioxia entwickelt erfolgreich Prototyp eines Flash-Speichermoduls mit 5 TB Speicherkapazität und 64 GB/s Bandbreite

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Ermöglicht fortschrittliche KI-Verarbeitung am Netzwerkrand und treibt damit die intelligente Transformation von Branchen voran

TOKIO --(BUSINESS WIRE)-- 20.08.2025 --

Kioxia Corporation, ein weltweit führender Anbieter von Speicherlösungen, hat erfolgreich einen Prototyp eines Flash-Speichermoduls mit hoher Speicherkapazität und Bandbreite entwickelt, das für groß angelegte KI-Modelle (künstliche Intelligenz) unerlässlich ist. Diese Leistung wurde im Rahmen des „Forschungs- und Entwicklungsprojekts zur Verbesserung der Informations- und Kommunikationssysteminfrastruktur nach 5G (JPNP20017)” erzielt, das von der New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO), der nationalen Forschungs- und Entwicklungsagentur Japans, in Auftrag gegeben wurde. Dieses Speichermodul zeichnet sich durch eine große Kapazität von fünf Terabyte (TB) und eine hohe Bandbreite von 64 Gigabyte pro Sekunde (GB/s) aus.

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Um den Kompromiss zwischen Kapazität und Bandbreite zu lösen, der bei herkömmlichen DRAM-basierten Speichermodulen eine Herausforderung darstellt, hat Kioxia eine neue Modulkonfiguration entwickelt, die Daisy-Chain-Verbindungen mit Flash-Speicherperlen nutzt. Darüber hinaus haben wir eine Hochgeschwindigkeits-Transceiver-Technologie entwickelt, die Bandbreiten von 128 Gigabit pro Sekunde (Gbps) ermöglicht, sowie Techniken zur Verbesserung der Flash-Speicherleistung. Diese Innovationen wurden sowohl in Speichercontrollern als auch in Speichermodulen effektiv umgesetzt.

Die praktische Anwendung dieses Speichermoduls wird voraussichtlich die digitale Transformation beschleunigen, indem es den Einsatz des Internets der Dinge (IoT), der Big-Data-Analyse und der fortschrittlichen KI-Verarbeitung in Post-5G/6G-Mobile-Edge-Computing-Servern (MEC) und anderen Anwendungen ermöglicht.

1. Hintergrund
In der Post-5G/6G-Ära werden von drahtlosen Netzwerken höhere Geschwindigkeiten, geringere Latenzzeiten und die Möglichkeit, mehr Geräte gleichzeitig zu verbinden, erwartet. Die Übertragung von Daten zur Verarbeitung an entfernte Cloud-Server erhöht jedoch die Latenz im gesamten Netzwerk, einschließlich kabelgebundener Netzwerke, was Echtzeitanwendungen erschwert. Aus diesem Grund besteht ein Bedarf an der flächendeckenden Einführung von MEC-Servern, die Daten näher am Nutzer verarbeiten, was die digitale Transformation in einer Vielzahl von Branchen vorantreiben dürfte. Darüber hinaus ist in den letzten Jahren die Nachfrage nach fortschrittlichen KI-Anwendungen, wie z. B. generativer KI, gestiegen. Neben den Leistungsverbesserungen der MEC-Server müssen auch Speichermodule über eine noch größere Kapazität und höhere Bandbreite verfügen.

Vor diesem Hintergrund hat sich Kioxia bei diesem Projekt auf die Verbesserung der Kapazität und Bandbreite von Speichermodulen mit Flash-Speicher konzentriert. Dem Unternehmen ist es gelungen, einen Prototypen eines Speichermoduls mit einer Kapazität von 5 TB und einer Bandbreite von 64 GB/s zu entwickeln und dessen Funktionsfähigkeit zu überprüfen.

2. Ergebnisse dieses Projekts
2.1 Einsatz von Daisy-Chain-Verbindungen
Um sowohl Speichermodule mit großer Kapazität als auch mit hoher Bandbreite zu realisieren, hat Kioxia anstelle einer Busverbindung eine Daisy-Chain-Verbindung mit Beads von Controllern eingesetzt, die mit jeder Speicherplatine verbunden sind. Dadurch wird die Bandbreite auch bei einer Erhöhung der Anzahl der Flash-Speicher nicht beeinträchtigt und eine große Kapazität erreicht, die über die bisherigen Grenzen hinausgeht.

2.2 128 Gbps PAM4¹ Hochgeschwindigkeits-Transceiver mit geringem Stromverbrauch
Anstelle einer parallelen Signalübertragung wird eine schnelle differentielle serielle Signalübertragung für die Daisy-Chain-Verbindungen zwischen den Speichercontrollern verwendet, um die Anzahl der Verbindungen zu reduzieren. Durch den Einsatz von PAM4 (Pulse Amplitude Modulation mit 4 Pegeln) wird eine höhere Bandbreite von 128 Gbps bei geringem Stromverbrauch erreicht.

2.3 Technologien zur Steigerung der Flash-Speicherleistung
Um die Leselatenz von Flash-Speichern in Speichermodulen zu verkürzen, hat Kioxia eine Flash-Prefetch-Technologie entwickelt, die die Latenz durch Vorabruf von Daten bei sequenziellen Zugriffen minimiert, und diese im Controller implementiert. Darüber hinaus wurde die Speicherbandbreite durch die Anwendung von Signalisierungs- und Verzerrungskorrektur-/Unterdrückungstechnologie mit niedriger Amplitude auf die Schnittstelle zwischen dem Speichercontroller und dem Flash-Speicher auf 4,0 Gbit/s erhöht.

2.4 Prototypen von Speichercontroller und Speichermodul
Durch die Implementierung von 128-Gbps-PAM4-Transceivern mit hoher Geschwindigkeit und geringem Stromverbrauch sowie Technologien zur Steigerung der Flash-Speicherleistung hat Kioxia einen Speichercontroller und ein Speichermodul als Prototypen entwickelt, die PCIe® 6.0 (64 Gbps, 8 Lanes) als Host-Schnittstelle zum Server verwenden. Der Prototyp des Speichermoduls hat gezeigt, dass eine Kapazität von 5 TB und eine Bandbreite von 64 GB/s bei einem Stromverbrauch von weniger als 40 Watt realisiert werden können.

3. Zukunftspläne
Neben dem IoT, der Analyse großer Datenmengen und der fortschrittlichen KI-Verarbeitung am Netzwerkrand treibt Kioxia die frühzeitige Kommerzialisierung und praktische Umsetzung der Ergebnisse dieser Forschung voran und nutzt dabei neue Markttrends wie generative KI.

¹ PAM4 (Pulse Amplitude Modulation with 4 Levels): Datenübertragungstechnik, bei der zwei Bitdaten durch vier Spannungspegel dargestellt werden.

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Über Kioxia

Kioxia ist ein weltweit führender Anbieter von Speicherlösungen, der sich der Entwicklung, Produktion und dem Vertrieb von Flash-Speichern und Solid-State-Laufwerken (SSDs) widmet. Im April 2017 wurde das Unternehmen aus der Toshiba Corporation, dem Erfinder des NAND-Flash-Speichers im Jahr 1987, ausgegliedert. Kioxia hat es sich zum Ziel gesetzt, die Welt mit „Speichern“ zu verbessern, indem es Produkte, Dienstleistungen und Systeme anbietet, die Kunden Auswahlmöglichkeiten und der Gesellschaft einen Mehrwert durch Speicher bieten. Die innovative 3D-Flash-Speichertechnologie BiCS FLASH™ von Kioxia prägt die Zukunft der Speicherung in Anwendungen mit hoher Dichte, darunter fortschrittliche Smartphones, PCs, Automobilsysteme, Rechenzentren und generative KI-Systeme.

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Kota Yamaji
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