什么是3D NAND閃存，它到底優(yōu)秀在哪？

“隨著SSD的普及，SSD已經(jīng)不再那么神秘，開始逐漸被人們所熟知。但是對于3D NAND閃存，很多人還不是很了解，今天我們就來聊聊3D NAND這個話題。”

3D NAND出現(xiàn)的原因

要聊3D NAND閃存價值，我們需要快速回顧一下NAND的發(fā)展史。NAND是非易失性閃存存儲器，所謂的非易失性我們可以簡單的理解為——在斷電的情況下數(shù)據(jù)不會丟失，會保持長期的存儲。于是，因?yàn)檫@個特性我們就可以用它來做SSD存儲數(shù)據(jù)了。

由于NAND的特性，所以NAND會出現(xiàn)在各種產(chǎn)品中，例如我們之前常用的U盤，筆記本電腦的SSD盤，自動駕駛汽車的存儲系統(tǒng)，以及基于閃存的企業(yè)級數(shù)據(jù)中心等等，我們都會看到NAND的應(yīng)用。

然而，隨著人們需求的不斷增加，受到有限寬度和長度尺寸內(nèi)容納存儲器單元的限制。2D NAND容量已達(dá)到其開發(fā)的極限，利用2D NAND很難在SSD容量方面上繼續(xù)增加。

于是，3D NAND應(yīng)運(yùn)而生。3D NAND可帶來更好的性能，更低的成本以及更高的密度。

什么是3D NAND？

3D NAND也稱為V-NAND，旨在克服2D NAND在容量方面的限制。3D NAND架構(gòu)可在不犧牲數(shù)據(jù)完整性的情況下擴(kuò)展到更高的密度，從而實(shí)現(xiàn)更多的存儲容量。

與2D NAND不同，3D NAND使用多層垂直堆疊，以實(shí)現(xiàn)更高的密度，更低的功耗，更好的耐用性，更快的讀/寫速度以及更低的每千兆字節(jié)成本。

簡單來說，之前的2D NAND是平面的架構(gòu)，而3D NAND是立體的。用蓋房子來解釋，如果2D NAND閃存是平房，那3D NAND就是高樓大廈。

把存儲單元立體化，這意味著每個存儲單元的單位面積可以大幅下降，從而大幅提升閃存的存儲容量。理論上來講NAND可以無限堆疊，但是由于技術(shù)和材料限制，目前大多數(shù)3D NAND是64層的。

3D NAND閃存的用處

3D NAND閃存帶來的最直接的價值，就是能夠提供容量的更大的閃存給用戶使用，近幾年來許多大廠紛紛投入3D NAND的研發(fā)，但目前只有Samsung, Toshiba/SanDisk/WD, SK Hynix, Micron/Intel四組公司能夠量產(chǎn)3D NAND。由于3D NAND價格昂貴，所以并不是所有領(lǐng)域都適合采用。常見的有以下場景：

超融合領(lǐng)域：HCI對于大型復(fù)雜數(shù)據(jù)中心非常有用，但它的投入并不低。 利用3D NAND可以提供更快的速度，滿足企業(yè)業(yè)務(wù)對高性能的要求，同時還以更低的成本增加容量，這使得HCI用戶能夠以合理的價格提高企業(yè)數(shù)據(jù)中心的性能和規(guī)模。

大容量需求環(huán)境：目前市場上已經(jīng)有15TB及以上的3D NAND SSD，正在開發(fā)的SSD存儲容量甚至能夠高達(dá)6PB。但這這么大容量的SSD很昂貴，因?yàn)樗鼈儾粌H需要純粹的容量，還需要智能控制器和快速的性能。但3D NAND SSD還是有很多大容量業(yè)務(wù)場景用戶需求的。

?3D NAND的未來

當(dāng)然，天下沒有免費(fèi)的午餐，魚和熊掌不可兼得。3D NAND也有著自己的劣勢，隨著先進(jìn)的工藝帶來的更大的容量，3D NAND的可靠性和穩(wěn)定性以及性能方面都在下降，因?yàn)楣に囋较冗M(jìn)，NAND的氧化層越薄，其可靠性也就越差，廠商就需要采取額外手段彌補(bǔ)這一問題，這必然會提高成本。

目前，各家廠商都在3D NAND上加大力度研發(fā)，盡可能提升自己閃存的存儲密度，此前SK海力士已經(jīng)量產(chǎn)72層堆疊3D閃存，東芝與西數(shù)2018年9月份開始量產(chǎn)96層堆疊的BiCS4芯片，并會在年底前發(fā)貨。

值得注意的是，報(bào)道稱東芝已開發(fā)出128層512Gb 3D TLC NAND裸片，被命名為BiCS5。不過，要128層3D NAND的量產(chǎn)普及，預(yù)計(jì)在2020年底以后才會實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)開始普及，所以，在今年的市場上各家原廠會將重點(diǎn)放在提高96層3D NAND產(chǎn)量上。

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