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記憶體

NAND 的演變

美光科技 | 2018 年 3 月

部落格影像 5200 sata ssd

很難理解記憶體技術的變化在日常生活中將如何影響您。在此部落格文章中,我想藉此機會說明美光最新的 NAND 技術進展如何幫助滿足日益增長的儲存需求人類要素。美光最近宣佈業界首款 64 層 3D NAND 企業級 SSD 的消息,可能讓您想知道『為什麼 64 層 3D NAND 如此重要?』

64 層 3D NAND 的開發意味著在單一記憶體晶片中 64 GB 的存儲空間。根據我們在評估其影響時應用的觀點,這可能意味著許多不同的事情。對自拍的人來說,這意味著可以存儲超過 9,000 張發佈在社交媒體上的照片、10 小時記錄家庭幸福回憶的高畫質影片,或超過 15,000 首歌曲,讓音樂在我們日常生活中持續播放。

3D NAND 是一種革命性的存儲技術,允許將 64GB 的存儲空間壓縮到比指甲還小的封裝中。當我們考慮到 2000 年首次上市的基於 NAND 的 USB 硬碟的密度以百萬位元組(MB)計算時,這確實令人驚嘆。不到 20 年的時間,該產業在技術方面取得了巨大進步,現在的 USB 隨身碟容量已從 MB 級別提高到 TB 級別。多年來,該產業透過縮小每一代中電路寬度(以奈米 – 十億分之一公尺為單位),提高儲存密度並降低該儲存裝置每 GB 的成本。隨著不斷縮小的光刻技術的極限被認識到,業界領袖們需要一種新的方法來提高每個裝置的密度,同時降低每 GB 的相對成本。NAND 技術中達成此目標的最新催化劑是實施 3D 堆疊技術,讓可塑性儲存的「摩天大樓」彼此疊加。

以房地產術語來說,為了讓每英畝土地容納更多的人口,方法從縮小街道以建造更多房屋轉變為建造摩天大樓。此外,為了繼續改進 NAND 設計,在 3D NAND 產品中引入了新的邏輯或外圍電路架構方法。這種技術最常被稱為「陣列下 CMOS」,美光已經將此技術加入我們的 3D NAND,這成為當今市場上擁有可用的密度和效率最高的每平方毫米 GB 之一的關鍵因素。就像對在大城市中移動的人們至關重要的現代地鐵系統一樣,美光已利用儲存裝置陣列下的空間來縮小儲存每片矽片更多位元所需的總實體尺寸。

最後但同樣重要的是,在各種 NAND 設備中始終如一地測量的關鍵性能指標之一是程式設計吞吐量,以每秒 MB/s 為單位。為提高這方面的效能,美光正在開發四面 NAND 架構,讓主機能夠非常有效地對裝置進行程式設計,從而提高資料吞吐量。如果將 NAND 設備比作洗車機,而平面數量相當於可讓車輛進出清洗的洗車槽數量,美光在這些 NAND 設計中增加了更多的槽和額外的平面。無論是洗車機中的更多的槽,還是 NAND 中的更多平面,這都是一種增加通過洗車機的汽車吞吐量或通過 NAND 的資料吞吐量的合理方法。

nand 演變

隨著個人、專業、手機和資料中心應用程式中對存儲需求的日益增長,毫無疑問,未來技術將繼續演變以滿足市場需求。美光將持續尋找創新方式,以增加 NAND 的儲存容量、改善每部裝置的效能,並引進可擴大 NAND 有效實作的功能。儘管如此,反思我們過去的經歷、現今技術能夠達到的能力為何,以及支持每次自拍進步的潛在技術進展,仍然讓人深感意義深遠。