長江存儲SSD知識科普 一文讀懂精髓所在

　　長江存儲基於Xtacking架構的3D NAND顆粒打造的首款消費級固態品牌——致鈦存儲於日前正式與我們見面，並獲得眾多用戶的支持。而在網上呼聲較高的問題就是關於致鈦存儲的技術，而就在近日，長江存儲通過大咖來答疑欄目給出了相關技術答覆，讓大家更加的了解致鈦品牌固態。

　　背景介紹：

　　長江存儲於2014年，開始3D NAND flash的研發，技術團隊從最初開始研發相關技術到現在已經有六年的時間，並在，2016年註冊公司，短短的時間內就做到了從快閃記憶體顆粒，到Xtacking架構，再到消費級SSD。促使長江存儲快速發展的主要原因是基於長江存儲對研發的持續投入和團隊的努力，以及對Xtacking技術路線的創新和堅守。

　　關於硬碟壽命：

　　致鈦系列消費級固態硬碟的優點之一就是寫入壽命長，固態硬碟的壽命也是眾多消費者較為關心的話題。對此，長江存儲表示，寫入壽命是致鈦產品的一個很重要的指標。寫入壽命長實際上就代表了致鈦的SSD生命周期會更長。如果寫入壽命短，實際上用這個盤的時間就會短。NAND flash並不是無限可寫入的，它本身的壽命也是有限的。因此，當你的寫入壽命增加10%，那麼產品的可使用時長就增加10%。此外，在相同寫入量的情況下，寫入壽命更長的SSD，數據也會更加安全一些。

　　還有，硬碟的壽命也會受到不同因素的影響，寫入壽命本身是產品通過驗證和測試後一個重要的認證結果，可以通過硬碟的標識來辨別，其中致鈦 SC001寫入壽命從170TBW到680TBW不等，而PC005寫入壽命從200TBW到640TBW不等，在寫入壽命方面，致鈦已經達到了國際領先水。

　　當然，硬碟的寫入壽命主要與固件的算法直接相關，致鈦使用的算法同整個業界是一樣的，但寫入放大是需要顆粒來進行承載，這也就意味著Xtacking確實可以間接幫助提高寫入壽命。因為Xtacking是將快閃記憶體陣列的工藝和Xtacking下的CMOS邏輯器件工藝分割隔離的，從這一程度上講，利用Xtacking技術，長江存儲得以更容易地調整快閃記憶體陣列的工藝。如果快閃記憶體陣列的工藝更容易調整優化，相對它的壽命也就會更長一些。

　　還有，致鈦系列寫入壽命高的主要原因是使用顆粒本身的壽命會更長一些。長江存儲使用的磨損均衡管理同業界使用的方法是一致的。壞塊管理也跟壞塊產生的數量和程度相關，比如是壞了一個頁，或是壞了一個wordline，還是壞了很多，相應壞塊管理的方式就會不一樣。從現有情況來看，長江存儲的NAND flash的失效模型（defect modeling）同業界其他友商也是相當的，在有些方面甚至還可能更好一些。長江存儲會使用冗餘度更低的方法來進行壞塊管理，冗餘度降低了，寫入壽命自然也就提高一些。

　　通過上文相信大家對硬碟的壽命有了大概的了解，為了能夠讓大家更加了解硬碟壽命，長江存儲還進行相應的舉例解析。例如256GB 170TBW的硬碟，一個人每天寫60G，也要用差不多8年才能用完，這對普通消費者已經足夠了。然而，消費級的使用一天大概在5-6G左右。

　　此外，長江存儲的晶片也不僅僅開發給消費者，也會開發給一些PC用戶、OEM用戶、企業級用戶等等。在他們的使用過程中可能會有些特殊情況發生，使得每天的需求量會變得非常高。也就是說，長江存儲將能夠支撐更好應用的顆粒用在了消費級SSD上面，自然而然也就可以保障其壽命的增加。

　　PCIe 4.0時代 長江存儲蓄力待發

　　2020年可以說是PCIe4.0 SSD發力的一年，各大廠商都在運籌帷幄，而長江存儲希望能夠更快地進入到PCle 4.0的範疇，推出一些PCle 4.0的產品。因為PCle 4.0還比較新，可能會考慮接下來在PCle 4.0上推出低中高端不同系列的產品，會有一些性能的分割，在價格上也會有一定差異。此外，還會儘量降低整個產品的功耗，雖然PC005和SC001的功耗已經控制得不錯了，但仍有優化的空間。

　　關於3D NAND

　　有很多的小夥伴對3D NAND興趣濃厚，對此，長江存儲表示，3D NAND的容量有幾個指標，一是看晶片裡有多少塊（block），二是看每個塊裡面有多少flash的電晶體，層數多了，自然就能讓一個塊內的容量變大。不過，並不是層數多了就能讓整個產品的容量變大，在設計的時候，也可以設計更少的塊，那容量自然就小下來了，也可以設計更多的塊，容量自然就增長上去了。不過，並不是每一層的容量都是統一的標準，只能說是大致統一。長江存儲每一個塊的容量大約會比業界其他產品多50%左右。

　　眾所周知，3D NAND層數的堆疊，也面臨一些挑戰。比如隨著層數的增加，越來越難達到孔所需要的長寬比，正常來說，3D NAND的極限大概在100層左右，而長江存儲目前做到128層。對此，長江存儲表示，事實上，技術是一直在發展的，設備和工藝本身也在發展。以前長江存儲連五納米、十納米的技術都不敢想，那時候還是幾十納米、上百納米的技術，大家都認為十納米以下相當於一個原子都沒有了，是不可能的。而現在這已經是很普遍的技術了。所以，並不是說3D NAND的極限就在100層左右。現在128層也已經是相對比較成熟的技術了，在未來的一兩年裡面，市場上就會看到很多128層及以上的產品出現。

　　長江存儲，用更好的設備、更好的工藝調校能力，最終能夠達到128層，甚至將來達到256層、300層、500層都是有可能的。

　　當然，3D NAND不可能進行無限堆疊，使用現有的堆疊方式，3D NAND的堆疊層數大概在500層左右，但是技術是在不斷演進的，或許在500層以後，還需要找到全新的方法、設備或是理論，能夠幫助突破到500層以上，也是很有可能的。

　　寫在最後

　　非常感謝，重量級大咖——長江存儲產品工程與測試工程處副總裁陳軼帶來的SSD核心知識，相信大家對致鈦品牌固態已經有很更深入的了解。

　　長江存儲，作為新晉崛起的存儲器廠商，經歷了接近4年的創新探索和技術演變，終於在2018年成功推出具有自主智慧財產權的3D NAND堆疊技術——基於Xtacking架構的3D NAND技術，終於實現了量產。相信在未來，長江存儲能夠乘風破浪，決勝千裡。