闪存的3D时代 V-NAND对于TLC的意义

2015-07-08 15:10专题 标签:闪存 3D V-NAND TLC 破除迷信

将TLC应用在家用SSD当中的首例就是三星SSD,由于TLC相对传统MLC可靠性下降这一做法收到不少发烧友质疑。之后用户在选购时也尽可能避免去购买TLC产品,不过三星新的840EVO、850 EVO依然采用TLC,甚至还有闪迪等厂商也加入了TLC闪存的行列。与此同时,一种新的闪存堆叠形式也已经问世了,那就是3D的V-NAND形式。三星似乎对他的新V-NAND十分满意,这种全新的闪存技术似乎可以有效解决TLC固有的问题。

打破枷锁的V-NAND

SSD之前最大的问题就是容量比HDD要小,而传统NAND闪存如果希望实现更高的容量,就需要不断提升闪存颗粒制程,而制程约高其性能和可靠性就会越低,这是闪存和CPU、GPU所用半导体的最大不同。比如说在闪存颗粒50nm时可以实现全盘擦写(P/E)10000次的闪存颗粒到了25nm就骤降到3000次,目前主流的16nm闪存颗粒甚至已经要低于3000次了。如果在这种情况下还使用3bit的TLC闪存,其可靠性会进一步下降。

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图1 制程越先进可靠性和寿命就会越低

而三星V-NAND技术不再追求单位单元内不断缩小,而是通过一种近似于3D一样的立体堆叠,借以实现闪存颗粒更高的容量。所以三星V-NAND其实是一种非平面设计,三星希望NAND的密度以垂直方向发展,这样就没有制程上面的压力。比如说可以用原来30nm的制程来实现目前1TB以上的SSD,既保证了容量又确保了可靠性,这在过去是不可想象的。

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图2 而垂直方向发展的闪存颗粒则没有空间方面的压力

3D闪存对于TLC的意义

使用老制程来制造新闪存的优点显而易见,原本只有3000次全盘擦写的闪存颗粒现在可以达到6000~30000次,可靠性最大可以提升十倍。而对于原本口碑不太好的TLC其意义就更显而易见了,三星可以使用3D技术进一步提升存储密度,但是制程被严格控制在40nm这一成熟的工艺上,再辅以最新的三星主控,850 EVO的寿命比起之前的840/840 EVO有了非常大的提升。

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图3 三星V-NAND的出现彻底解决了闪存颗粒当前的问题

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图4 对于原本寿命有限的TLC更是有非常大的积极意义