1、目录CONTENTS闪存控制器闪存介质层闪存设备 SSD 盘闪存存储系统结束语01020304051.1 200+NAND 层数进化,奠定成本降低的基础.051.2 QLC 寿命进化到 3000-5000PE.071.3 3D堆叠必争制高点.091.4 GB/$的考验.101.5 中国元素.112.1 OpenChannel 的话题.152.2 高性能还是低功耗?.162.3 分区存储技术的最新发展.172.4 磁盘和 NVMe.203.1 企业级 SSD 与消费级 SSD 的区分 2.2 高性能还是低功耗?.233.2 拥抱PCIe 6.0.253.3 端到端 NVMe.283.4 Z-NA
2、ND 与 XL-Flash 没有更新的进展.293.5 计算型 SSD 和存算一体化.304.1 SCM:全闪存存储的重要组成部分.334.2 分布式全闪存阵列.334.3 NVMe-OF.354.4 40+w SSD 的新时代.364.5 数据存力和闪存.394.6 数据备份拥抱全闪存阵列.414.7 高性能计算和AI存储方案.434.8 即将掀起数据中心架构变革的 CXL.432023 闪存技术应用全景白皮书闪存介质层011.1 200+NAND 层数进化,奠定成本降低的基础1.2 QLC 寿命进化到 3000-5000PE1.3 3D 堆叠必争制高点1.4 GB/$的考验1.5 中国元素
3、52023 闪存技术应用全景白皮书1.1 200+NAND 层数进化,奠定成本降低的基础最早的 3D NAND 要追溯到 2007 年东芝的一次发布,而真正将 3D NAND 商业化应用的其实是三星在 2013 年的发布,从 2013 年起,3D NAND 作为最具突破性的技术开始推向市场,如今 200+已经成为了 3D NAND 层数堆叠的常态,没有 200+的水平,都不好意思说自己是 3D NAND,谈不上有什么竞争优势。从2D到3D的变化,为闪存容量提升带来新变数,从2D平房到3D楼房的演进下,层的概念成为介质进化的新标准。也是从 3D NAND 开始,制程工艺的演进显得并不那么重要了。
4、从最初的 32 层开始,到 64 层大约经过了三四年的时间,2019 年前后,96 层NAND 开始出现,2020 年进入 200+层时代,从 128 层开始,3D NAND 告别了 32整数倍的演进,开始出现 162、176 层的差别。高层堆叠的 NAND 技术推动了容量发展和闪存普及的步伐,让闪存在更多场景得到应用,在一定程度上,是 3D NAND 的出现拉开了闪存普及的大幕。3D NAND 颗粒层数不断推高,GB/$成本势必会不断降低,缩短闪存 SSD 和磁盘的差价,但从市场2023 闪存技术应用全景白皮书63D NAND 路线图(图源:Tech Insights)的演进看,闪存SSD成
5、本是在逐步降低,但是速度不如预期,究其原因,与三星、凯侠、美光等大厂对市场的把持有关,闪存颗粒并不是一个充分竞争的市场,受产能等很多因素的影响,大幅度降价未必符合厂商利益。从这个意义上,中国元素的崛起,有助于全球市场的发展。3D NAND 的堆叠技术方案有两大派系,一种是浮栅技术(Floating gate),另外一种是电荷撷取(Charge Trap)技术。如今Charge Trap技术已经成为市场的主流。浮栅技术的上下单元之间是分离的,而电荷撷取技术上下层之间是连通的,两者都是几十层水平时,差异不大,当变为几百层之后,采用电荷撷取技术的 NAND 上下电荷之间会发生串扰,造成数据不可靠。而
6、浮栅技术虽然工艺更复杂一些,但是在数据保留方面更可靠一些,浮栅技术在层数发展上更有前景。72023 闪存技术应用全景白皮书1.2 QLC 寿命进化到 3000-5000PE2014年开始,TLC NAND开始在市场上大范围出现,所谓TLC是指每个单元(Cell)中存储3个Bit,当时的主流还是MLC(每个单元中存储2个Bit),再往前看还有SLC(每个单元中存储 1 个 Bit),随着每个单元存储的数据增多,容量得到提升,作为代价的是,性能和耐久性都有所损失。从 MLC 到 TLC 转变过程中,人们最大的关注点还在于介质耐久性的降低,随着时间的推移,技术上的进步最终掩盖了介质上的差距,过去八年