深入了解3DV―NAND技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1、深入了解3D V NAND技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更大的容量、更強(qiáng)的性能、更便宜的價(jià)格，SSD “白菜價(jià)”的始作俑者，一切看上去都那么美好。一切的一切都 要?dú)w功于去年 10月三星宣布量產(chǎn)的 3D 堆疊的 TLC V-NAND 閃存（簡(jiǎn)稱 3D V-NAND ）， 3D V-NAND 為何物？它究竟能 為我們帶來(lái)什么？今天我們不妨做一個(gè)討論。3D V-NAND 技術(shù)SSD 總?cè)萘康拇笮∪Q于其所采用的顆粒的數(shù)量及單 個(gè)顆粒的容量 （SSD 總?cè)萘?=單個(gè)顆粒的容量 X 總數(shù)量），而 顆粒的容量則取決于其封裝的芯片的數(shù)量及單個(gè)芯片的容 量（顆粒容量 =單個(gè)芯片的容量 X 芯片數(shù)量）。在這種情形下， SSD 容量

2、的提升是靠提升單個(gè)芯片的容量和芯片數(shù)量來(lái)實(shí) 現(xiàn)的。其中前者需要依托相應(yīng)的技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)，因此整個(gè) SSD 廠商采用的單個(gè)顆粒的容量基本相同 ;而后者則需要依 靠更為先進(jìn)的制作工藝才能實(shí)現(xiàn)，在新工藝的支持下同樣大 小的顆粒可容納數(shù)量更多的芯片， 從而實(shí)現(xiàn) SSD 容量的倍量 式遞增，從先前的32GB、64GB，一直到今天已成主流的 128GB、 256GB。然而芯片密度的增加并不具有無(wú)限性，制作工藝水平的 提高需要較長(zhǎng)的周期， 在新工藝未出現(xiàn)之前 SSD 無(wú)法靠增加 芯片密度來(lái)擴(kuò)容。 Flash 芯片要想正常地完成數(shù)據(jù)的處理工 作，必須依靠多次的充放電動(dòng)作才能實(shí)現(xiàn)，芯片密度過(guò)高勢(shì) 必會(huì)導(dǎo)致芯片間電

3、荷干擾增大，數(shù)據(jù)讀寫延時(shí)變長(zhǎng)，數(shù)據(jù)處 理時(shí)的錯(cuò)誤率提高，芯片的可擦寫次數(shù)下降。這也就是為什 么有些號(hào)稱采用先進(jìn)制作工藝、 容量較大的 SSD 在實(shí)際使用 過(guò)程中，整體性能反而不如那些依然采用舊工藝、容量較小 的產(chǎn)品的主要原因。為了解決這一現(xiàn)狀， 三星首次推出了 3D V-NAND 技術(shù) 該技術(shù)的亮點(diǎn)在于它采用立體、垂直堆疊的方式來(lái)提高顆粒 中包含芯片的數(shù)量。其基本原理相當(dāng)于高樓大廈，和占地面 積相同的平房相比這種發(fā)展縱向空間的做法顯然能大幅度 提高芯片的容納數(shù)量（具體數(shù)量要視堆疊層數(shù)而定，三星計(jì) 劃在 3 年后將 3D V-NAND 堆到 100 層）3D V-NAND 目前的優(yōu)勢(shì)堆疊層數(shù)的提

4、高最終會(huì)帶來(lái) SSD 容量的成倍提升， 同時(shí) 由于該技術(shù)中包含的其他一些特性，使得采用該技術(shù)的產(chǎn)品 還將為我們帶來(lái)很多驚喜。拋棄了傳統(tǒng)的浮柵極 MOSFET 結(jié)構(gòu)，采用了用控制柵極 和絕緣層將 MOSFET 環(huán)形包裹起來(lái)的方式， 會(huì)提高產(chǎn)品的使 用壽命。之前浮柵極 MOSFET 結(jié)構(gòu)是將電子存儲(chǔ)在柵極中， 每次寫入都會(huì)消耗柵極中的電子， 一旦電子用光 SSD 也就壽 終正寢了。而現(xiàn)在則會(huì)大大提升儲(chǔ)存電荷的物理區(qū)域，特別 是對(duì) TLC 閃存產(chǎn)品有非常積極的意義。更大的柵極間接觸面積會(huì)帶來(lái)更低的延遲和更高的指 令運(yùn)行效率，從而能提高產(chǎn)品的運(yùn)行性能。簡(jiǎn)化了編程階段，減少了產(chǎn)品在待機(jī)和活動(dòng)時(shí)的能耗。

5、傳統(tǒng)的閃存是通過(guò)三個(gè)階段的編程來(lái)控制電荷的， 3D 閃存 簡(jiǎn)化了這一流程，通過(guò)高速編程將三個(gè)階段整合為一個(gè)單獨(dú) 的階段，可有效地降低控制所需的時(shí)間和復(fù)雜度，讓產(chǎn)品更 節(jié)能。圖多層級(jí)堆疊的設(shè)計(jì)能降低單位 Bit 所耗成本，令產(chǎn)品 更具性價(jià)比。這一點(diǎn)是建立在該技術(shù)已經(jīng)足夠成熟并被廣泛 應(yīng)用的基礎(chǔ)上的，目前已經(jīng)出現(xiàn)的產(chǎn)品還未完全發(fā)揮 3D V-NAND 的優(yōu)勢(shì)。3D V-NAND 產(chǎn)品推薦3D V-NAND 技術(shù)為三星推出，三星是第一個(gè)將其應(yīng)用 到產(chǎn)品層面的公司。 現(xiàn)在我們?cè)谑忻嫔夏芤姷降?3D V-NAND SSD產(chǎn)品也僅限于三星 850 EVO和850 PRO系列。850 EVO、850 PRO 分為 120GB、250GB、500GB 和 1TB四個(gè)容量版本，主控制器是三星自主MGX 、MEX 主控，接口為SATA 6Gb/s ,顆粒為32層3D V-NAND ,連續(xù)讀取速度 最高為540MB/S550MB/S，連續(xù)寫入速度最大為 520MB/S 540MB/S，