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长江存储官方科普SSD、3D闪存：堆叠500层不是没可能

作为国产存储行业的佼佼者 ， 长江存储近两年凭借在3D NAND闪存领域的突飞猛进 ， 引发普遍关注 ， 尤其是独创了全新的Xtacking闪存架构 ， 最近还打造了首个消费级SSD品牌“致钛” 。
今天 ， 长江存储产品工程与测试工程处副总裁陈轶做了一次官方科普 ， 详细解读了致钛SSD、3D NAND的故事 。
长江存储官方科普SSD、3D闪存：堆叠500层不是没可能文章插图
首先值得一提的是 ， 长江存储公司注册成立于2016年 ， 但其实早在2014年 ， 武汉新芯就已开始研发3D NAND ， 所以长江存储的历史已经有六年 。
产品方面 ， 长江存储的致钛系列SSD首批有两款产品 ， 其中SC001写入寿命170-680TBW不等 ， PC005则是200-640TBW不等 。
从参数上看 ， 致钛系列的写入寿命相比同类产品一点也不短 ， 甚至比很多还要更长 ， 而产品所做的测试认证也是完全基于行业标准进行 。
长江存储官方科普SSD、3D闪存：堆叠500层不是没可能文章插图
【长江存储官方科普SSD、3D闪存：堆叠500层不是没可能】SSD的写入寿命取决于多个方面 ， 比如闪存质量、固件算法等 。
致钛系列的算法是业界通用的 ， 不过写入放大是需要颗粒来承载的 ， 而长江存储的Xtacking架构确实可以间接帮助提高写入寿命 。
这是因为 ， Xtacking架构将闪存阵列的工艺和CMOS逻辑器件工艺分割隔离 ， 从这一程度上讲 ， 利用Xtacking技术可以更容易地调整优化闪存阵列的工艺 ， 寿命也相对会更长一些 。
另外 ， 长江存储的磨损均衡管理同业界使用的方法是一致的 ， 失效模型(defect modeling)同业界其他友商也是相当的 ， 在有些方面甚至还可能更好一些 。 长江存储会使用冗余度更低的方法来进行坏块管理 ， 而冗余度降低了 ， 写入寿命自然也就提高一些 。
未来规划方面 ， PCIe 4.0方兴未艾 ， 长将存储也在积极筹备 ， 不过因为PCle 4.0还比较新 ， 长江存储会考虑推出低中高端不同系列的产品 ， 会有性能、价格上的分割 ， 并尽量降低功耗 。
长江存储官方科普SSD、3D闪存：堆叠500层不是没可能文章插图
说到3D NAND闪存 ， 如今全球各大闪存厂商都在堆叠更多的层数 ， 美光最近就官宣了176层 ， 长江存储也做到了128层 。
3D NAND的容量有几个指标 ， 一是看芯片里有多少块(block) ， 二是看每个块里面有多少闪存晶体管 ， 而层数多了 ， 自然就能让一个块内的容量变大 。
不过 ， 并不是层数多了 ， 整体容量就一定变大 ， 因为可以同时设计更多或者更少的块 。 长江存储每一个块的容量就比业界其他产品多50％左右 。
另外 ， 每一层闪存的容量也没有统一标准 ， 只能说大致统一 ， 所以不同厂商的堆叠层数没有直接可比性 。
长江存储官方科普SSD、3D闪存：堆叠500层不是没可能文章插图
其实 ， 3D NAND层数的堆叠也面临一些挑战 ， 比如随着层数的增加 ， 越来越难以达到孔所需要的长宽比 ， 早先预计只能到100层左右 ， 现在已经大大突破了这个仅限 ， 但是难度也越来越高 。
这就像半导体工艺 ， 7nm、5nm在十多年前是几乎不可想象的 ， 但现在已经实现 ， 3nm、2nm也在不断取得重大突破 ， 但挑战难度是指数级增加的 。
利用更好的设备、更好的工艺调校能力 ， 长江存储最终达到了128层闪存 ， 而未来达到256层、300层、500层都是有可能的 。
当然 ， 3D NAND也不可能进行无限堆叠 ， 基于目前的堆叠方式 ， 预计极限大概在500层左右 ， 但届时肯定能找到全新的方法、设备或是理论 ， 突破到500层以上也是很有可能的 。
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