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只用一颗闪存芯片能做多大的固态硬盘?

2019-09-11| 发布者: admin| 查看: 52

拆开一颗普通480GB固态硬盘你可能会看到PCB上满满的元件:主控、DRAM缓存以及8个或16个闪存颗粒。不过,480GB固态硬盘也可以只用一颗芯片就实现:上图中的M.2 2242迷你固态硬盘是东芝的RC100,虽然有两个缺口,却是 ...


拆开一颗普通480GB固态硬盘你可能会看到PCB上满满的元件:主控、DRAM缓存以及8个或16个闪存颗粒。不过,480GB固态硬盘也可以只用一颗芯片就实现:

只用一颗闪存芯片能做多大的固态硬盘?

上图中的M.2 2242迷你固态硬盘是东芝的RC100,虽然有两个缺口,却是货真价实的NVMe固态硬盘(PCIe 3.0x2)。黑色的颗粒当中封装了PCIe主控和16颗东芝BiCS3闪存。

只用一颗闪存芯片能做多大的固态硬盘?

可能有朋友会问,DRAM缓存呢?RC100其实并没有将缓存一并融合封装到一个颗粒当中,而是选择了当前较为新潮的HMB主机内存缓冲技术,通过NVMe驱动程序共享主机内存来充当自己的缓存使用。

只用一颗闪存芯片能做多大的固态硬盘?

它使用的闪存芯片也值得小编说道一下,BiCS3是东芝研发的第三代3D TLC闪存,具备3000PE起步的擦写寿命,与过去的平面MLC闪存同样耐用。

只用一颗闪存芯片能做多大的固态硬盘?

每个BiCS3闪存小晶粒的容量是256Gb(比特),也就是32GB(字节)。将16颗这样的闪存小晶粒堆叠封装到一起,就达成了512GB的存储容量。为了优化性能,东芝保留了大约7%的OP预留空间,最终的存储容量就变成了480GB。

只用一颗闪存芯片能做多大的固态硬盘?

3D闪存的每个闪存单元都是立体垂直堆叠的。多个小晶粒之间也通过堆叠的形式来提升单个闪存颗粒的容量。过去常用引线键合工艺来处理晶粒堆叠:

只用一颗闪存芯片能做多大的固态硬盘?

而东芝应用了更为先进的TSV硅通孔工艺来实现晶粒堆叠,降低耦合损耗减少了堆叠对性能的影响。

只用一颗闪存芯片能做多大的固态硬盘?

为了满足8芯片或16芯片堆叠NAND闪存的数据高效传输,还需要增加I/F芯片。I/F芯片是一个双向的收发器结构,提供数据重定时与训练,自适应改善信号完整性。额外的I/F芯片需求也是高密度封装闪存较为少见的一个因素。在空间比较宽松的2.5寸TR200固态硬盘中,东芝就使用了多颗4芯片封装或2芯片封装的闪存颗粒。

只用一颗闪存芯片能做多大的固态硬盘?

单颗480GB容量并不是终点。QLC闪存将成为继3D堆叠之后又一个提升容量的有效手段。通过在每个存储单元中增加1个比特的数据,QLC理论上可以获得比TLC高出33%的存储容量。

只用一颗闪存芯片能做多大的固态硬盘?

在东芝已经宣布的BiCS4 3D QLC闪存中,单晶粒容量达到1.33Tb,采用16die封装的情况下就可以达成单颗2.66TB的存储容量!TB级容量的手机和固态硬盘或将由此成为主流。

只用一颗闪存芯片能做多大的固态硬盘?

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