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NAND 閃存製造商一直試圖通過增加每個單元存儲的位數來提高其存儲設備的存儲密度。雖然從根本上說，這是提高記錄密度的最具挑戰性的方法，但從成本的角度來看，它也是最有價值的方法。像 Kioxia 這樣的公司一直在試驗他們可以在一個單元中存儲的比特數。今年，該公司表示，它已設法在每個單元中存儲 7 位 (7 bpc)，儘管這目前是在實驗室和低溫下實現。
為了存儲多於一位，NAND 單元必須保持多個不同的電壓電平，這具有挑戰性，因為 NAND 製造商必須為這些單元找到合適的材料，然後無錯誤地記錄和讀取它們。此外，電壓狀態的數量隨着位數的增加呈指數增長。例如，要存儲 4 位，單元必須保持 16 個電壓電平 (2^4)，但使用 6 位，該數字會增長到 64 (2^6)。Kioxia 實現每個單元存儲 7 位需要保持 128 個電壓狀態 (2^7)。鎧俠在 2022 年國際記憶研討會 (IMW 2022) 上展示了描述其成就的論文。
Kioxia 必須使用通過外延生長構建的單晶硅通道來存儲每個單元的 7 位。單晶硅的電阻比多晶硅低，因此更容易記錄此類電池。此外， PC Watch報告稱，具有單晶硅的單元晶體管的亞閾值斜率更陡（與傳統晶體管相比），而泄漏電流和讀取噪聲更低 。
這種 NAND 閃存單元現在無法在商業上實現，因此 Kioxia 的科學家們不得不在實驗室中製造它們。此外，為了記錄和讀取它們，他們將芯片浸入液氮（液氮（77°K，-196°C）中）以穩定材料，降低電壓要求，減少對隧道絕緣膜的需求，並避免由重寫周期引起的單元折舊。
在實驗室中構建定製晶體管只是超高密度 NAND 閃存挑戰的一半。首先，研究人員必須開發和使用具有適合處理 128 種電壓狀態的自定義編碼方案的自定義控制器。
自 2000 年代初多級單元 (MLC, 2 bpc) NAND 首次亮相以來，NAND 閃存控制器變得越來越複雜。因此，控制器的複雜性是 NAND 生產商和控制器開發人員都熟悉的東西。但能夠準確處理 128 個電壓電平的控制器可能與微處理器一樣複雜且價格昂貴。因此，主要問題是使用昂貴且複雜的 SSD 控制器將 3D NAND 記錄密度僅增加 40%（從 5 bpc 到 7 bpc）是否有意義。雖然 最好的 SSD 往往成本很高，但過於先進的控制器可能會使超高容量驅動程序變得過於昂貴，並消除它們的所有優勢。
西部數據認為， 即使在 2025 年之後，即使是 PLC 3D NAND（5 bpc）也幾乎沒有意義。但是 Kioxia 現在展示了每個單元存儲 7 位的物理可能性，甚至談到最終保持每個單元 8 位。
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