3D闪存来了 你的动作片应该存在哪里?

2016-08-14 00:15 出处:PConline原创 作者:James 责任编辑:chenzhangwu

  【PConline 杂谈】平面结构的NAND闪存已接近其实际扩展极限,给半导体存储器行业带来严峻挑战。新的3D NAND技术,垂直堆叠了多层数据存储单元,具备卓越的精度。基于该技术,可打造出存储容量比同类NAND技术高达三倍的存储设备。

  该技术可支持在更小的空间内容纳更高存储容量,进而带来很大的成本节约、能耗降低,以及大幅的性能提升以全面满足众多消费类移动设备和要求最严苛的企业部署的需求。

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  传统NAND开始面临一种困境,容量要想提高,制程就越先进,可靠性和性能越低。于是不再追求缩小单位,通过3D堆叠技术封装更多cell单元,则成为闪存扩容的新方向。

Intel:3D XPoint闪存

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  3D Xpoint采用全新的交叉点阵结构,能够支持对单个存储单元的独立访问。每个垂直导线呈现更有效率的密集排列,1280亿个内存储存单元相互连接。另外,这些存储单元还能够立体堆栈。目前的规划是使用20nm制程制造,双层堆栈、能够存储128Gb的闪存。未来通过制程缩微以及堆叠更多层存储单元可以达到更高的存储容量。由于还没有上市,而且Intel对3D XPoint闪存口风很严,所以我们无法确定3D XPpoint闪存背后更多细节。但Intel主要面向企业级SSD,故不多做讨论。

三星3D V-NAND技术

 

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  三星SSD全新3D V-NAND到底是什么意思呢?3D是指立体存储,V指的是垂直存储,可靠性和性能提升是V-NAND闪存的一个方面,还有就是3D堆叠。由于三星已经可以垂直方向扩展NAND密度,那就没有继续缩小晶体管的压力了,所以三星可以使用相对更旧的工艺来生产V-NAND闪存,现在使用的是30nm级别的,介于30-39nm之间。

  使用旧工艺的好处就是P/E擦写次数大幅提升,目前的19/20nm工艺MLC闪存的擦写次数普遍是3000次,三星的V-NAND闪存可达35000次,更大容量的NAND有着更少的干扰,编程时间会更短,这意味着性能会提高。此外,更大容量的NAND的读写不需要那么多次的重试,因此总功耗也会更低。

东芝/闪迪:BiCS技术

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  由于2D NAND闪存简单堆栈是可以作出3D NAND闪存的,但制造工艺复杂,要求很高,而东芝的BiCS闪存是Bit Cost Scaling,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,也意味着成本更低。目前已经率先实现64层堆栈,比之前的48层堆栈更先进,核心容量256Gb(32GB),未来还会推出容量高达512Gb的产品。东芝表示64层堆栈的3D NAND闪存单位面积容量增加了40%,每片晶圆所能生产的NAND容量也变大了,成本随之降低。

SK Hynix:3D NAND闪存

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  SK Hynix的3D NAND闪存已经发展了3代了,2014年Q4推出的第一代,2015年Q3季度推出的第二代,去年Q4推出的则是第三代3D NAND闪存,只不过前面三代产品主要面向eMCC 5.0/5.1、UFS 2.0等移动市场,今年推出的第四代3D NAND闪存则会针对UFS 2.1、SATA及PCI-E产品市场。

  SK Hynix的3D NAND闪存堆栈层数从36层起步,不过真正量产的是48层堆栈的3D NAND闪存,MLC类型的容量128Gb,TLC类型的也可以做到256Gb容量。

  就成本而言,技术演进带来NAND Flash产出增加,成本降低。“以64GB NAND Flash芯片来看,一片12寸Wafer,如果采用1Xnm MLC可切割600片,采用1Ynm MLC可切割750片,1Ynm TLC 可切1000片。这意味着在原材料成本不变的情况下,即使原厂不增加新的产能,新的投片,整个市场的产出也将增加30%以上。3D同样如此,随着48层的陆续投产,它的成本下降会越来越明显。”

写在最后:

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  消费类SSD未来三大趋势,3D、TLC和PCIe。TLC代表更低的成本,3D代表更高的容量,PCIe代表更快的速度。未来,是TLC PCI-E SSD的天下?事实是否如此,让我们共同期待吧。

 

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