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一文讓你看懂三星第五代V-NAND技術(shù)
關(guān)鍵字: 三星V-NAND制程SSD導(dǎo)讀我們見(jiàn)過(guò)的閃存多屬于Planar NAND平面閃存,3D閃存則是立體堆疊的。轉(zhuǎn)自 天極網(wǎng)
今年1月底,三星電子又發(fā)大招,推出采用第五代V-NAND技術(shù)的SSD產(chǎn)品——三星970 EVO Plus SSD。事實(shí)上,隨著新一代3D NAND技術(shù)的不斷成熟,速度更快的NVMe協(xié)議的SSD固態(tài)硬盤已經(jīng)成為市場(chǎng)主流。
以前,我們見(jiàn)過(guò)的閃存多屬于Planar NAND平面閃存,3D閃存則是立體堆疊的。打個(gè)比方,如果說(shuō)普通NAND是平房,那么3D NAND則是高樓大廈。簡(jiǎn)單說(shuō),在3D NAND領(lǐng)域,誰(shuí)堆疊的層數(shù)多,誰(shuí)的產(chǎn)品性能就更先進(jìn)。
眾所周知,平面NAND閃存不僅有SLC、MLC和TLC類型之分,而且為進(jìn)一步提高容量、降低成本,NAND的制程工藝不斷進(jìn)步。雖然更先進(jìn)的制程工藝帶來(lái)了更大的容量,但容量提升、成本降低的同時(shí)可靠性及性能都在下降。
與之相比,為提高NAND的容量、降低成本,存儲(chǔ)廠商只需要堆疊更多的層數(shù)即可。
據(jù)悉,2bit MLC每cell單元存儲(chǔ)2bit數(shù)據(jù)只需要一兩打電子,3bit MLC(也就是TLC)的每個(gè)cell單元儲(chǔ)存。隨著制程工藝的不斷革新,cell單元之間的干擾現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。
三星的V-NAND不再追求縮小cell單元,而是通過(guò)3D堆疊技術(shù)封裝更多cell單元,實(shí)現(xiàn)容量增多的目的。
傳統(tǒng)上,SSD中使用的是浮柵極MOSFET(Floating gate MOSFET),電子儲(chǔ)存在柵極中,它相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體。這種晶體管的缺點(diǎn)是寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí),柵極與溝道之間會(huì)形成一次短路,這會(huì)消耗柵極中的電荷。
即每次寫(xiě)入數(shù)據(jù),都要消耗一次柵極壽命。一旦柵極中的電荷沒(méi)了,cell單元就相當(dāng)于掛了,無(wú)法存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
三星V-NAND閃存放棄浮柵極MOSFET,使用電荷攫取閃存(charge trap flash,簡(jiǎn)稱CTF)設(shè)計(jì)。每個(gè)cell單元看起來(lái)更小了,但里面的電荷是儲(chǔ)存在一個(gè)絕緣層而非之前的導(dǎo)體上,理論是沒(méi)有消耗的。這種更小的電荷有很多優(yōu)點(diǎn),比如更高的可靠性、更小的體積。
據(jù)了解,使用CTF結(jié)構(gòu)的V-NAND閃存被認(rèn)為是一種非平面設(shè)計(jì),絕緣體環(huán)繞溝道(channle),控制柵極又環(huán)繞著絕緣體層。這種3D結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提升了儲(chǔ)存電荷的的物理區(qū)域,提高了性能和可靠性。
相比傳統(tǒng)的FG(Floating Gate,浮柵極)技術(shù),三星NAND的電荷擷取閃存(charge trap flash,簡(jiǎn)稱CTF)技術(shù)難度更小一點(diǎn),因此這有利于加快產(chǎn)品量產(chǎn)。
目前,三星的3D V-NAND存儲(chǔ)單元的層數(shù)(Layer)由2009年的2-layer逐漸提升至24-layer、64-layer,再到2018年的96-layer(層)。
參考資料:
1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/21967038
2. https://zhuanlan.zhihu.com/p/48579501
3. https://news.mydrivers.com/1/273/273419.htm
- 原標(biāo)題:一文讓你看懂三星第五代V-NAND技術(shù)
- 責(zé)任編輯:張建鑫
- 最后更新: 2019-03-08 10:53:44
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