MLC硬盘真香的时候,千万别忽视3D Nand的重要性

在高呼TLC/MLC硬盘真香的时候,千万别忽视3D Nand的重要性

这几天,中国企业研发出128层 3D NAND芯片的信息刷遍了IT圈。但是可能很多人还在一脸懵地问——3D NAND是什么?我家里的SSD是3D NAND的吗?


事实上,3D NAND技术在过去几年已经开始出现,在2017年已经有相关的成品,早在2018年,浦科特的M8V也使用了64层堆叠的BiCS 3D NAND颗粒,而M9P Plus则采用96层3D BICS4颗粒,实际上M8V也算间接推动了入门级3D NAND颗粒在SSD中的普及。

在高呼TLC/MLC硬盘真香的时候,千万别忽视3D Nand的重要性

在过去几年,购买固态硬盘时大家可能更在意的是使用的NAND颗粒是MLC?还是TLC或者QLC。

因为NAND闪存由多个以(bit)为单位的单元构成,这些位通过电荷被打开或关闭,如何组织这些开关单元来储存在SSD上的数据,也决定了NAND闪存的命名,比如单层单元(SLC)闪存在每个存储单元中包含1个位。

在高呼TLC/MLC硬盘真香的时候,千万别忽视3D Nand的重要性

由于SSD电路板规格具有行业标准尺寸,因此同样的单元物理空间下,多层单元(MLC)能使容量翻倍,三层单元(TLC)更能使容量变为三倍,基于这种发展,为SSD趋向大容量开辟了道路。在性能、体积的优势基础上,NAND闪存目前发展的方向便是降低每比特存储成本、提高存储容量,因此就有了后来的四层单元(QLC),每个存储单元有4个bits的格式。


但是,也因为每增加一层单元,单位面积容量就越高,但同时导致不同电压状态越多,越难控制,所以导致颗粒稳定性越差,寿命低。到了QLC,其理论寿命与性能都不被人看好,所以QLC技术很早便实现,但迟迟不能推出市场的原因。


不过3D NAND技术的出现,可以说给NAND市场注入了新的技术动力。

在高呼TLC/MLC硬盘真香的时候,千万别忽视3D Nand的重要性

简单地说,过去的存储单元都是在平面架构,而3D NAND则是立体架构,如果说过去的NAND是平房,那么3D NAND就是高楼大厦。把存储单元立体化,这意味着每个存储单元的单位面积可以大幅下降,从而大幅提升闪存的存储容量。理论上来讲NAND可以无限堆叠,但是由于技术和材料限制,目前量产中的3D NAND芯片仍然以64层与96层为主,而128层技术已经被成功研发出来,但是仍未实现量产。

在高呼TLC/MLC硬盘真香的时候,千万别忽视3D Nand的重要性

3D NAND技术的应用能让过去的内存颗粒容量成倍地增加,从而降低了单位存储成本,同时也让NAND颗粒的擦写次数大大增长——无论是TLC还是QLC都是如此,TLC在满足性能的同时也可以扩大容量和安全性,成为了SSD的主力军,而QLC则更多被应用在入门级的产品吸纳对价格敏感的群体。

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3D NAND目前主要是由日美韩几家大公司生产,韩国自然是三星和SK现代,而日本则是铠侠KIOXIA(东芝)、美国则是镁光。以铠侠KIOXIA为例,东芝是闪存技术的发明人,所以很早就投入3D NAND研发了,2007年他们独辟蹊径推出了名为BiCS—Bit Cost Scaling技术的3D NAND,强调的就是随NAND规模而降低成本,号称在所有3D NAND闪存中BiCS技术的闪存核心面积最低。目前来说,除了铠侠KIOXIA自家的品牌,像是浦科特也全系运用了铠侠KIOXIA的BiCS技术的3D NAND芯片。

在高呼TLC/MLC硬盘真香的时候,千万别忽视3D Nand的重要性

总而言之,过去被一些消费者所不信任的TLC NAND颗粒,在结合了3D NAND技术后也摇身一变使得速度和寿命都不逊色于过去MLC的性能,加上价格下滑,大家都开始喊着真香了。需要特别提到的是,不同品牌、技术的3D NAND颗粒都会对速度与品质产生影响,大家在选购的时候也需要多留个心眼。目前来说浦科特的M8V采用了行业公认的头部品牌铠侠KIOXIA(东芝)的BiCS 3D NAND颗粒,M9P Plus则为96层3D BICS4颗粒,在品质、速度、稳定性上都有保证。在未来,随着3D NAND技术的不断突破,容量更大更便宜的NAND颗粒将会陆续面世,这样子,购买SSD乃至笔记本,成本也都会不断地减低了。


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