長江存儲科普SSD、3D NAND的發(fā)展史

作為國產(chǎn)存儲行業(yè)的佼佼者，長江存儲近兩年憑借在3D NAND閃存領(lǐng)域的突飛猛進(jìn)，引發(fā)普遍關(guān)注，尤其是獨(dú)創(chuàng)了全新的Xtacking閃存架構(gòu)，最近還打造了首個(gè)消費(fèi)級SSD品牌“致鈦”。

今天，長江存儲產(chǎn)品工程與測試工程處副總裁陳軼做了一次官方科普，詳細(xì)解讀了致鈦SSD、3D NAND的故事。

首先值得一提的是，長江存儲公司注冊成立于2016年，但其實(shí)早在2014年，武漢新芯就已開始研發(fā)3D NAND，所以長江存儲的歷史已經(jīng)有六年。

產(chǎn)品方面，長江存儲的致鈦系列SSD首批有兩款產(chǎn)品，其中SC001寫入壽命170-680TBW不等，PC005則是200-640TBW不等。

從參數(shù)上看，致鈦系列的寫入壽命相比同類產(chǎn)品一點(diǎn)也不短，甚至比很多還要更長，而產(chǎn)品所做的測試認(rèn)證也是完全基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

SSD的寫入壽命取決于多個(gè)方面，比如閃存質(zhì)量、固件算法等。

致鈦系列的算法是業(yè)界通用的，不過寫入放大是需要顆粒來承載的，而長江存儲的Xtacking架構(gòu)確實(shí)可以間接幫助提高寫入壽命。

這是因?yàn)椋琗tacking架構(gòu)將閃存陣列的工藝和CMOS邏輯器件工藝分割隔離，從這一程度上講，利用Xtacking技術(shù)可以更容易地調(diào)整優(yōu)化閃存陣列的工藝，壽命也相對會更長一些。

另外，長江存儲的磨損均衡管理同業(yè)界使用的方法是一致的，失效模型（defect modeling）同業(yè)界其他友商也是相當(dāng)?shù)?，在有些方面甚至還可能更好一些。長江存儲會使用冗余度更低的方法來進(jìn)行壞塊管理，而冗余度降低了，寫入壽命自然也就提高一些。

未來規(guī)劃方面，PCIe 4.0方興未艾，長將存儲也在積極籌備，不過因?yàn)镻Cle 4.0還比較新，長江存儲會考慮推出低中高端不同系列的產(chǎn)品，會有性能、價(jià)格上的分割，并盡量降低功耗。

說到3D NAND閃存，如今全球各大閃存廠商都在堆疊更多的層數(shù)，美光最近就官宣了176層，長江存儲也做到了128層。

3D NAND的容量有幾個(gè)指標(biāo)，一是看芯片里有多少塊（block），二是看每個(gè)塊里面有多少閃存晶體管，而層數(shù)多了，自然就能讓一個(gè)塊內(nèi)的容量變大。

不過，并不是層數(shù)多了，整體容量就一定變大，因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)設(shè)計(jì)更多或者更少的塊。長江存儲每一個(gè)塊的容量就比業(yè)界其他產(chǎn)品多50％左右。

另外，每一層閃存的容量也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，只能說大致統(tǒng)一，所以不同廠商的堆疊層數(shù)沒有直接可比性。

其實(shí)，3D NAND層數(shù)的堆疊也面臨一些挑戰(zhàn)，比如隨著層數(shù)的增加，越來越難以達(dá)到孔所需要的長寬比，早先預(yù)計(jì)只能到100層左右，現(xiàn)在已經(jīng)大大突破了這個(gè)僅限，但是難度也越來越高。

這就像半導(dǎo)體工藝，7nm、5nm在十多年前是幾乎不可想象的，但現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，3nm、2nm也在不斷取得重大突破，但挑戰(zhàn)難度是指數(shù)級增加的。

利用更好的設(shè)備、更好的工藝調(diào)校能力，長江存儲最終達(dá)到了128層閃存，而未來達(dá)到256層、300層、500層都是有可能的。

當(dāng)然，3D NAND也不可能進(jìn)行無限堆疊，基于目前的堆疊方式，預(yù)計(jì)極限大概在500層左右，但屆時(shí)肯定能找到全新的方法、設(shè)備或是理論，突破到500層以上也是很有可能的。
責(zé)編AJX