2014年5月底,三星宣布了第二代3D垂直堆疊閃存“V-NAND”,并先后用于850 Pro、850 EVO固態硬盤,還在多個場合公開了不少技術細節。
正在舉行的國際固態電路會議ISSCC 2015上,三星再次公開了3D V-NAND閃存技術的一些細節資料,涉及更加底層的閃存結構,這里我們粗略地看一下。
最核心的是兩代3D閃存的結構、密度對比。第二代基于三位的TLC NAND,可以堆疊32層,單顆容量128Gb,所占面積68.9平方毫米,存儲密度為1.86Gb/mm2。
而第一代基于雙位的MLC NAND,可以堆疊24層,如果想達到128Gb容量,則需要兩組64Gb閃存單元并排,此時面積133平方毫米,存儲密度0.93Gb/mm2,差了多達1.25倍。
更新的技術,“肚量”更大的TLC規格,都是第二代存儲密度大增的關鍵因素,但不可否認的是,TLC在性能、壽命上都比MLC差不少,因此三星現在追求更多的還是容量。
從平面到立體,并不是個簡單的堆積過程。2D閃存達到一定密度后,電荷存儲能力會大大下降,相鄰閃存單元的干擾也會非常嚴重,無法進一步提升,為此傳統的閃存編程分為三個階段,以便更精確地控制電荷電量。
3D閃存則無需多階段編程,三星通過高速編程(HSP)整合為單獨一個階段,所需時間和復雜度大大減少。
三星宣稱,HSP編程時間只有傳統的一半,功耗也能降低40%。
另外通過數據路徑層的調整,以及其他各種相關改進,三星還達成了1Gbps的高速傳輸速度。