一文讀懂3D NAND存儲器進化史

最近，美光科技推出的業(yè)界首款 64 層 3D NAND 企業(yè)級 SSD可能會引發(fā)您的好奇：“為什么 64 層 3D NAND 具有如此重大的意義？”——人們可能很難意識到存儲技術(shù)的改變會對日常生活有什么影響，今天的文章就將帶您了解美光科技 NAND 技術(shù)的最新進展如何幫助滿足人們不斷增長的存儲需求。

64 層 3D NAND 的問世意味著單個存儲芯片可以提供 64GB 存儲容量。對于拍攝自拍照的人來說，這能意味著在社交媒體上發(fā)布的 9000 多張照片；對家庭而言，則可能意味著記錄美好回憶的 10 小時高清視頻；或者是我們?nèi)粘２シ诺?5000 多首歌曲。

作為一種革命性的存儲技術(shù)，3D NAND 能將 64GB 的存儲空間置于比指甲還小的封裝芯片內(nèi)?；叵?000 年推出的首款基于 NAND 的 USB 盤的計量密度是以兆字節(jié) (MB) 為單位，在不到 20 年的時間里，業(yè)界已經(jīng)見證了技術(shù)的巨大進步，如今的 USB 閃存盤以 TB 計量，而不是 MB，就會發(fā)覺到這是一個令人驚訝的進步。多年來，業(yè)界通過縮小每代電路的寬度（以納米計量，1 納米 = 十億分之一米）來提高存儲密度并降低每 GB 的存儲成本。在認識到不斷縮小的光刻技術(shù)的擴展局限性之后，行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者們需要一種新的方法來增加每個設(shè)備的密度，同時降低每 GB 的相對成本。如同通過建造摩天大樓使得單位面積內(nèi)容納更多人口，行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者將這一實踐應(yīng)用于NAND技術(shù)領(lǐng)域，通過3D堆疊技術(shù)將存儲層層堆疊起來，促成了NAND 技術(shù)進一步成熟。

此外，為了繼續(xù)改進 NAND 設(shè)計，美光科技在 3D NAND 產(chǎn)品中引入了邏輯或邊緣架構(gòu)設(shè)計的新方法。美光科技已將通常被稱為“陣列下 CMOS”的技術(shù)添加到其3D NAND 中，它已成為實現(xiàn)當(dāng)今市場上最高的每平方毫米 GB 密度和效率的一項關(guān)鍵因素。就像對于大城市居民出行至關(guān)重要的地鐵系統(tǒng)一樣，美光科技利用存儲陣列下的空間縮小了每個硅片存儲更多數(shù)據(jù)所需的總物理尺寸。

最后但同樣重要的是，對于各種 NAND 設(shè)備始終需要衡量的一個關(guān)鍵性能指標(biāo)是編程吞吐量（以 MB/秒為計量單位）。為了改善這方面的表現(xiàn)，美光科技正在開發(fā)四面 NAND 架構(gòu) (quad plane NAND architecture)，使主機能夠?qū)υO(shè)備進行高效地編程，提高數(shù)據(jù)吞吐量。如果將 NAND 設(shè)備比作洗

車場，位面數(shù)量相當(dāng)于可供車輛進出的清洗艙數(shù)量，那么美光科技在這些 NAND 設(shè)計中增加更多位面就等于增加了清洗艙。無論是在洗車場中增加清洗艙或是在 NAND 中增加更多位面，都是增加吞吐量的合理方法，即增加通過洗車設(shè)備的車輛數(shù)量或增加通過NAND 的數(shù)據(jù)量。

隨著個人、專業(yè)、移動和數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用的存儲需求不斷增長，技術(shù)無疑將在未來繼續(xù)發(fā)展以滿足市場需求。美光科技將繼續(xù)尋找創(chuàng)新方法來增加 NAND 的存儲容量，提升每個設(shè)備的性能，并引入可擴展 NAND 有效實施的功能。盡管如此，思考已經(jīng)取得了哪些成就，當(dāng)前的技術(shù)還有哪些用武之地，以及是哪些進步為每一次發(fā)展奠定了基礎(chǔ)仍然具有深遠意義。