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從SLC到PLC閃存芯片經(jīng)歷
2023-02-16 547次


從SLC到PLC閃存芯片經(jīng)歷


  在存儲行業(yè),非易失性閃存(以下簡稱閃存)自誕生之日起,便掀起了一場影響深遠的行業(yè)變革。作為數(shù)字經(jīng)濟的基礎設施,閃存技術(shù)的創(chuàng)新迭代,使得數(shù)字時代終于從藍圖化作了現(xiàn)實。

  在不久前的FMS上,全球各大原廠再次同聚一堂,就閃存技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新,展開了熱烈的討論,其中傳言已久的PLC閃存芯片,也有了新進展。我們不由得感嘆,閃存技術(shù)的發(fā)展簡直日新月異,一日千里。

  閃存芯片的定義和原理

  閃存芯片,從定義而講,它是一種非易失性存儲器,樸素理解即在斷電的情況下依舊可以保存已經(jīng)寫入的數(shù)據(jù),而且是以固定的區(qū)塊為單位,而不是以單個的字節(jié)為單位;從原理上而言,NAND閃存是由成千上萬個Cell組成的Array(陣列),單位Cell內(nèi)部電位的多少,存儲量的高低,推動了不同類型閃存芯片的問世。閃存行業(yè)重要的技術(shù)發(fā)展方向之一由此誕生,即如何在單位Cell中注入更多的電位,存儲更多的數(shù)據(jù),實現(xiàn)性能和成本的統(tǒng)一。


從SLC到PLC閃存芯片經(jīng)歷

  不同閃存芯片電位數(shù)


  閃存芯片類型釋義

  SLC閃存芯片

  即在Cell內(nèi)部僅存有“0”和“1”總計2個電位,每單元可存儲1bit數(shù)據(jù),由于內(nèi)部電位設計較少,能夠快速執(zhí)行通放電指令,性能表現(xiàn)優(yōu)異;同時,沒有多余的電位設計,還使得其在穩(wěn)定性和壽命有著天然優(yōu)勢,可承受100000次擦寫;然而,SLC單層存儲單元設計,某種意義上是“以空間冗余換性能”,空間利用低。至于應用上,在某些特定的、成本敏感度不高,更追求性能和壽命的存儲場景中,SLC閃存芯片優(yōu)異的性能和壽命優(yōu)勢,依然存在不可替代性。


從SLC到PLC閃存芯片經(jīng)歷

  SLC閃存芯片特性


  MLC閃存芯片

  則是在Cell中擁有“00”、“01”、“10”、“11”等4個電位,形成雙層存儲單元,每個單元能夠存儲2bit數(shù)據(jù);在性能上,4個電位的存在,使得性能對比SLC略遜一籌。但在存儲空間上,是SLC兩倍,兼具了性能、壽命和容量優(yōu)勢,在閃存發(fā)展早期,MLC一直是業(yè)內(nèi)最具競爭力的產(chǎn)品,被廣泛的應用于早期的數(shù)據(jù)中心、服務器等領域。




從SLC到PLC閃存芯片經(jīng)歷



  MLC閃存芯片特性


  TLC閃存芯片

  擁有三層存儲單元,每個單元可以存儲3bit數(shù)據(jù),每個Cell內(nèi)部的電位數(shù)也擴容到了8個電位,存儲空間實現(xiàn)了大幅提升,兼具性能、成本、壽命等多種優(yōu)勢。

  可以說隨著TLC閃存芯片的問世,以閃存為介質(zhì)的固態(tài)硬盤產(chǎn)品,才真正意義上實現(xiàn)了普及,走進千家萬戶。目前主流的企業(yè)級應用場景,包括服務器、云計算以及中大型數(shù)據(jù)中心,基本都配置了綜合性能更

佳的TLC閃存產(chǎn)品。

從SLC到PLC閃存芯片經(jīng)歷

TLC閃存芯片特性


  QLC閃存芯片

  是在業(yè)界為了最大限度的拓展存儲空間,最大化降低存儲成本,加速固態(tài)硬盤普及的再次革新。該芯片擁有四層存儲單元,每個Cell內(nèi)部設計了高達16個電位,進而獲得了難以想象的存儲空間,業(yè)界單顆QLC閃存芯片已然擁有1TB的存儲容量。

  目前大部分QLC產(chǎn)品,憑借著成本低和較高性能表現(xiàn),成為流媒體等讀取密集型應用的最佳選擇,在該種場景下,能夠充分發(fā)揮QLC閃存芯片在絕對讀取上的優(yōu)勢,規(guī)避了頻繁寫入帶來的性能下降和壽命問題。而在其他應用場景中,壽命、性能和成本全面均衡的TLC閃存芯片,依舊是絕對主流。


從SLC到PLC閃存芯片經(jīng)歷

  QLC閃存芯片特性


  PLC閃存芯片

  至于開篇提及的PLC閃存芯片,顧名思義,則是在QLC基礎上進一步挖掘閃存芯片的性能潛質(zhì),擁有五層存儲單元的PLC閃存芯片,單位存儲量實現(xiàn)暴漲的同時,每個Cell內(nèi)部多達32個電位設計,極大的考驗著閃存加工工藝和制程水準,存儲空間則會相應的實現(xiàn)暴漲。

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