基于Nand Flash的固態(tài)硬盤具有功耗低、速度快、可靠性高等優(yōu)點。相同容量的SSD固態(tài)硬盤與傳統(tǒng)機械硬盤相比仍然價格偏高；然而，基于3D NAND閃存的新型設(shè)備在存儲市場上的競爭越來越激烈。

存儲成本

硅片的成本與面積成正比，而且在很大程度上與它上面的東西無關(guān)。因此，NAND閃存的每字節(jié)成本取決于給定大小的芯片上可以存儲多少位。有幾種技術(shù)被用來提高NAND閃存的存儲密度。

第一種技術(shù)是縮小單元的大小。

這是由于制造工藝的不斷發(fā)展而成為可能的，這種工藝允許制造更小的特征。然而，這種收縮最終達到了極限。它還導致一些不必要的副作用，如更大的泄漏電流和更高的錯誤率。

另一個創(chuàng)新是在每個單元中存儲更多的比特。

現(xiàn)代的閃存不再是只能存儲一位數(shù)據(jù)的單層單元（SLC），而是開始在每個單元中存儲兩位（MLC）、三位（TLC）甚至四位（QLC）。這意味著多個水平必須精確編程和測量。雖然這種技術(shù)確實提高了存儲密度，但它也成為了性能降低、壽命縮短和錯誤率升高的一種折衷方法。

移動到第三維度——3D Nand

為了在硅片上形成一個完整的三維結(jié)構(gòu)，人們沒有在芯片表面布置一個存儲單元陣列，而是沉積了多層存儲單元。這允許在同一個表面積中有更多的存儲，同樣重要的是，允許更短的數(shù)據(jù)連接，從而實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸。

3D Nand Flash仍然可以采用與平面存儲器相同的SLC、MLC和TLC技術(shù)，以進一步提高可用的存儲密度。由于額外的存儲密度，3D NAND Flash可以使用這些稍舊的處理技術(shù)和更大的單元尺寸，與經(jīng)典的平面設(shè)計相比仍然具有優(yōu)勢。這些過程意味著功耗和錯誤率都會降低。

3D NAND閃存的優(yōu)缺點是什么？

3D NAND閃存的主要優(yōu)點是降低了每字節(jié)的成本。這是因為它在芯片的每單位面積上封裝了更多的位。因此，現(xiàn)在可以以合理的價格提供容量為1TB或2 TB的SSD。

必須承認，這種更高的存儲密度帶來了成本增加：制造過程的額外復雜性。制作3D芯片需要更多的處理階段。任何一個階段的微小污染或處理過程中的微小錯誤都可能導致設(shè)備無法使用。這使得3D芯片的制造成本大大提高。然而，這被更高的存儲密度所抵消。即使芯片的制造成本是原來的兩倍，每字節(jié)的成本仍然會大大降低。

3D NAND芯片中的存儲單元比分散在2D設(shè)備表面的存儲單元靠得更近。這意味著信號不必傳輸太遠，這減少了它們的延遲，并且取決于存儲數(shù)據(jù)的應用程序，可以提高內(nèi)存性能。最終，縮短信號需要發(fā)送的距離可以減少某些應用程序和實際中的功耗。

結(jié)論

雖然就存儲容量和每字節(jié)成本而言，3D NAND閃存可能是正確的選擇，但有效利用3D NAND閃存在很大程度上取決于閃存控制器。這就需要一個高質(zhì)量的閃存控制器來有效地管理大的存儲容量，以盡量減少持久性的影響，并確保最大的使用壽命和可靠性。