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V-NAND到底是个啥?三星970EVO Plus强悍机能的背后_闪存_电荷

雨夜梧桐 2025-01-01 03:43:49 0

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大略阐发,固态硬盘产品的内核无外乎三大组件,用于调控整体存储功能和分外机制的“大脑”即主控芯片,产品内部制作本钱最高、担当存储重任的闪存颗粒,以及部分产品上用于产品支撑的缓存颗粒。

至于主要性而言,一举冲破存储行业格局,让固态硬盘走入千家万户的存储介质,即闪存颗粒部分,可以说是差异固态硬盘好坏的最主要的内核组件。
本日,笔者就以业界有名的三星970EVO Plus为实例,大略聊下关于闪存颗粒的技能和功能演化。

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01 关于NAND闪存:单位电荷数Bit的变迁

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(图片来自网络侵删)

NAND闪存,按照业界一样平常的理解, 实质上是一种龟龄命的非易失落性(在断电情形下仍能保持所存储的数据信息)的存储器,个中非易失落性的突出特点,使得这种基于通断电存储的介质能够长久的保存数据,终极使得NAND闪存颗粒走向了前台;实在,熟习闪存的朋友,可能还听过另一个词,即Dram颗粒,即动态随机存取存储器,同样是基于通断电的特性,只不过DRAM芯片的每次存储数据的过程中须要对付存储信息一直的刷新,无法实现长久存储,因而错过了这次“C位出道”的机遇。

三星原厂NAND闪存颗粒

NAND闪存事情的事理是通过单位NAND内部电荷数Bit的通电和放电,实现对数据的存储。
基于无机器构造的电荷存储上风,NAND闪存技能能够供应包括高性能、稳定、耐摔耐磕碰、一体成型故障率低等多种特点,迅速成为了各家存储厂商研发的重点。

因而,为了进一步提升NAND闪存容量,知足用户对付大容量存储的需求,在以三星、东芝、Intel等领先的NAND原厂推进下,研发出了不同电荷数Bit的多种NAND颗粒,即为SLC(1bit)、MLC(2bit)、TLC(3bit)、QLC(4bit)以及处于实验阶段即将量产的PLC(5bit)等类型。

不同颗粒类型的bit数分布

可随着单位电荷数Bit的堆叠,带来了两个后果,一是单位电荷Bit的增加对付半导体工艺制程的哀求越来越高,从50nm制程一起升级到14/15/16nm制程,半导系统编制程工艺越来越无法知足更多单位电荷数Bit的堆叠了;二是单位电荷数Bit的堆叠,会在狭小的NAND闪存内部产生大量的滋扰电流,严重影响闪存产品的性能和寿命。

02 三星V-NAND技能:从平面到垂直的创新性探索

为理解决单位堆叠的带来的电荷滋扰问题以及半导体工艺的瓶颈,三星创新性的提出了在原有制程的根本年夜将NAND闪存以3D堆叠的形式,封装在NAND闪存之中,一方面办理了在平面的狭小空间内多个电荷数排列产生的电子滋扰问题,担保了产品的质量和性能;

环球首款V-NAND技能产品

更为主要的是,办理了工艺制程无法推进容量提升的瓶颈,用3D堆叠替代2D平面排列,让NAND闪存以垂直的形式进行排列,进而提升了总体的容量。

V-NAND和普通2D NAND

朴素的理解便是,此前的NAND闪存就像在单位面积的地基上盖平房,平房的容积是恒定的,要想提升入住人口,只能无下限的降落单位容积率,其后果便是制造工艺和电磁滋扰;

而V-NAND技能出身之后,2D的平房变成了3D垂直的楼房,理论上只要高度不限定,单位面积的地基上的可利用容积险些等同于无限,即避免了制程工艺的瓶颈又办理了电磁滋扰的问题。

01 V-NAND技能是三星970EVO Plus强劲性能的有力支撑

三星V-NAND技能从2013年引入市场,便引发了全行业的关注,从初代的32层(即在单位面积上的堆叠层数)到后续的64层,直到9X层,根据公开,三星V-NAND技能或将提升到200+层堆叠,最大限度的提升单位闪存的利用率。

而笔者手中这款三星970EVO Plus便是采取三星全新V-NAND技能研发的旗舰级产品,基于V-NANDND技能在容量和稳定性上巨大上风,搭配着三星自研的Phoenix主控,使得三星970EVO Plus的性能实现了超越。

根据官方供应的数据,三星970EVO Plus最大读取性能达到了3500MB/S,最大写入性能也达到了3300MB/S,险些达到了消费级固态硬盘的顶峰水准。
作为一款推出了数年的旗舰级固态硬盘,在即将踏入存储新纪元确当下,依旧没有任何一款同级别的PCIE3.0固态能够在性能上实现对970EVO Plus的绝对超越。

实测性能

这背后的缘故原由,无外乎三星在V-NAND技能上的近十年的积累,以及在此根本上进行的主控配对和优化。

多说一句,随着PCIE4.0时期的来临,三星也将在新世代推出旗舰级980PRO固态硬盘,进而延续PCIE3.0时期的行业地位,可以预见的是,980PRO固态硬盘依旧会在V-NAND堆叠、主控性能方面实现大超过的升级,至于三星970EVO Plus则还是会成为PCIE3.0世代下的王者存在。

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