當前位置:
首頁 > 科技 > 固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

很多固態硬碟在介紹3D快閃記憶體的時候都喜歡用下面這張圖片,然而這卻是一個典型的錯誤示範!存儲極客認為有必要讓大家從微觀層面了解真正的3D快閃記憶體到底是一個怎樣的結構。

固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

Layer和Level在英語中有著不同的概念,Layer是分層,而Level是分級。首先從底層的快閃記憶體存儲單元出發,看看它是如何增大存儲容量的。

多級單元:Multi Level Cell

Multi Level Cell,MLC的由來,是不是覺得很熟悉?沒錯,當每個存儲單元可以存儲3個比特數據時就叫Triple Level Cell(TLC),再增加一個比特存儲能力就是Quad Level Cell。

固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

多級單元是最早用來提升快閃記憶體容量的技術手段。大多數朋友第一次接觸到固態硬碟就已經是MLC時代了,而在此之前SLC也曾輝煌!只不過大家嘴裡說不在乎價錢,掏錢買硬碟的時候卻很誠實的選擇更便宜的型號,所以現在MLC也已經接近滅絕,而比TLC更激進的QLC明年年初就會進入實用化。

3D多層堆疊:3D NAND Layers

3D快閃記憶體是垂直化的堆疊,但不又不僅僅是堆起來這麼簡單。首先要解決的問題是將快閃記憶體從平面扶立起來,這就產生了從Floating Gate到Charge Trap的結構演變。

固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

過去平攤的快閃記憶體單元變成了圓柱體形態,多個單元得以像疊羅漢一樣堆疊起來。這才是3D快閃記憶體概念的由來:存儲單元的垂直排列。

固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

晶元堆疊:Chip Stack

高達64層堆疊的3D快閃記憶體層層落落地聚集在快閃記憶體晶圓上的一小塊晶粒中。而這些晶粒需要添加引線並封裝之後才能成為快閃記憶體顆粒,最終投入使用。而在使用樹脂材料封裝的過程中,還能將多個晶元堆疊起來封裝在一個顆粒當中。

固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

單晶元封裝的快閃記憶體顆粒:

TR200是東芝原廠3D快閃記憶體固態硬碟,BiCS3快閃記憶體的單晶元容量達到256Gb(32GB),240GB的TR200正好使用了8顆快閃記憶體顆粒,每個快閃記憶體顆粒內都只封裝了一顆晶元。低密度的快閃記憶體顆粒也能充分2.5寸固態硬碟的內部空間。

固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

多晶元封裝的快閃記憶體顆粒:

同樣是BiCS3快閃記憶體,東芝XG5 1TB上只使用了兩個快閃記憶體顆粒,每個快閃記憶體顆粒內都封裝了多達16個晶元,每顆快閃記憶體顆粒的存儲容量達到了512GB。在XG5-P高容量系列當中東芝甚至使用512Gb Die實現了單顆1TB這樣令人咋舌的容量。M.2板型寸土寸金,多晶元封裝能夠充分利用點滴空間,實現固態硬碟的更大容量。

固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

關於多晶元封裝的說法可能不太直觀,下圖是電子顯微鏡下多晶元封裝的快閃記憶體,密密麻麻的引線將層層堆起的16個減薄後的快閃記憶體晶元(圖中所示為多年前的2D平面快閃記憶體,它一樣會用到多晶元堆疊,但卻並不是3D快閃記憶體)連接在一起,實現了存儲密度的翻倍增長。

固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

堆疊的堆疊的堆疊:

XG5中使用16個3D NAND快閃記憶體晶元堆疊成了512GB的存儲顆粒,這還不是堆疊的極致。東芝在RC100 M.2 NVMe固態硬碟中為我們演繹了更加炫目的MCP多晶元封裝技術。

固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

在RC100中,NVMe主控與BiCS3快閃記憶體合為一體,單個顆粒既是主控又是快閃記憶體,使得高達512GB容量的高速NVMe固態硬碟濃縮到僅有拇指大小的M.2 2242規格之中。

固態硬碟高手也會搞錯,我們小看了3D快閃記憶體!

今天介紹的這些這些堆疊手段都增大了快閃記憶體容量,但原理卻並不相同。多層單元以及3D NAND快閃記憶體實實在在的降低了單位容量快閃記憶體的製造成本,而晶元堆疊主要實現的是空間上的緊湊。

喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!

TAG: |