多少年前,我們裝在電腦機箱里面的硬盤都是磚塊形狀的機械硬盤。然而時至今日,硬盤的發展早已明顯落后于其它硬件,成為電腦性能的瓶頸之一,直到SSD固態硬盤的出現,才讓硬盤真正進入到高速發展的時代。不過固態硬盤并沒有很快獲得大家的認可,除了對它的不穩定、不安全、用久了會慢這些負面外,還有就是價格的因素。而事實上,如今的固態硬盤中的閃存與主控技術早已比過去成熟許多,同時隨著TLC技術的飛速發展,價格上也在直降。
理論上來說,TLC一直都是一種非常有前途的技術,它在NAND閃存單元里引入了8個基礎電位,大大提升了數據存儲的密度。例如,同樣16GB容量,16nm TLC NAND閃存顆粒要比過去的MLC顆粒體積小上28%左右。這意味著,使用相同面積的芯片,TLC閃存能存儲更多數據;而對于消費者來說就,理論上同樣容量的TLC固態硬盤價格要更便宜。
但TLC閃存的商用過程卻并非一帆風順,由于物理性能的限制,TLC閃存的耐用性不如MLC閃存,其編程/擦寫循環次數要比MLC低3-10倍。三星是第一個嘗試者,但是一開始的境遇大家都看到了,前幾款TLC固態硬盤的掉速bug問題這讓很多用戶以及SSD廠商談TLC色變。
——3D V-NAND技術給TLC帶來春天——————————
而讓人們及廠商對TLC態度大轉變的一個契機就是三星3D V-NAND技術的登場,過去一直讓人擔心的問題就是隨著工藝的進步,對存儲芯片帶來的致命的問題是:工藝越先進Flash芯片的性能就越差,因為在相同的空間內要針對更多單元做充放電的動作電荷干擾很嚴重,完成數據讀寫的延時就變大,數據處理時的錯誤率也較高而芯片的可擦寫次數從50nm的1萬次降到了34nm的5千次,2Xnm則是3千次,所以TLC閃存的壽命非常讓人擔心。
對于這種情況三星存儲非常形象的進行了解釋,三星存儲將CELL(存儲單元)比作一戶人家,隨著工藝的進步,CELL的居住密度越來越大,蝸居之間的公攤面積越來小,很容易出現糾紛,鬧得雞犬不寧……那么既然傳統的平房無法解決CELL之間公攤面積太小的問題,何不興建高樓大廈呢?!其3D V-NAND技術中的3D是指立體存儲,V指的是垂直存儲。3D V-NAND不再貿然使用新工藝來縮小CELL單元,而是選擇了堆疊更多層數這就和高樓大廈一個道理,可以居住更多戶人,而且可以保證足夠的公攤面積。所以可以說這個技術直接為TLC帶來了春天。
現在垂直堆疊結構的3D V-NAND Flash比重正迅速擴大,2016年前3D V-NAND市場規模預估將擴大10倍,而除目前獨占市場的三星電子外,也將有更多半導體廠加速生產V-NAND。三星將從目前的32層堆疊結構,增加到48層。當然,美光,Intel等廠商均已表示開始部署同樣技術。
——美光、東芝、Intel對TLC策略———————————
在TLC的發展上,東芝與美光也已開始重點發力,相比三星而言,東芝要顯得低調得多,盡管他們的19nm TLC閃存顆粒在前年就早已成功量產,但到去年上半年為止,東芝都只是將TLC閃存顆粒大量供應給第三方廠商,自有品牌的TLC固態硬盤遲遲不見上市。而今年東芝的多款SSD均已使用了最新的15nm TLC閃存。
而美光公司去年也坦誠了其在過去幾年當中錯過了發展TLC的良好時機,目前其正打算解決這一問題并更為積極地推動發展,加快步伐部第部署二代3D NAND,以及在此之后的第三與第四代技術方案已經成為美光公司固態硬盤發展的重點。當然他們也是如此做的,美光希望到2016年秋季將3D閃存產量在NAND閃存代工問題中的占比提升至50%以上。
而作為CPU巨頭的英特爾,在固態硬盤方面的變化也在去年非常巨大。英特爾和美光聯合生產閃存,前者生產英特爾閃存不足為奇。神奇的是,英特爾在中國大連投資55億美元,將其在當地的工廠轉型為3D NAND存儲芯片制造工廠。而在去年Intel & Richmax舉辦的一場技術講解中,Intel也提到現在2D NAND時代是沒有做TLC閃存的,但是在即將到來的3D NAND時代,Intel將推出自己的TLC閃存。而今年看來就已經是時機的成熟期了 。
——2016年TLC將引爆SSD熱潮————————————
如今,市面上的固態硬盤廠商已經多半推出了自己的TLC產品,隨著2016年將快速擴大1znm量產,同時3D NAND傾巢出籠,且從48層開始也均采用TLC,更主要的是現在各家廠商都對自己的產品提供多年的質保服務,這一服務讓很多質疑TLC SSD安全問題的用戶放心不少,也增加了選購欲望,所以今年TLC在SSD上的主流應用已是必然走向,必將成為引爆SSD的熱潮,2016年一定會是個SSD加速市場普及的年份。