SLC、MLC、TLC、QLC……NAND闪存的不同存储格式一路走下来,很多人的怨言是越来越大,毕竟容量提升的同时,性能、可靠性、寿命都在持续走低,更加依赖主控、算法的优化。
如果你觉得QLC够垃圾了,还有PLC。
如果你觉得QLC够垃圾了,还有……
最近,铠侠(原东芝)研究人员已经成功开发出更新的存储颗粒,HLC闪存(Hepta-level),也就是7bits/cell(每个单元存储7比特),单位密度比QLC几乎翻倍。
铠侠透露,他们使用单晶硅取代多晶硅作为内部通道材料,从而实现HLC,另一个好处是运行时的电流噪声据说也得到降低。
HLC闪存的研制成功意味着,即便堆叠技术没有任何改进,SSD的容量也能实现直接翻倍。
实际上,铠侠早在2019年就投入了PLC、HLC闪存技术的研究,后续还有OLC(octa level cell),也就是8bit/cell。
因为要存储多个比特位,就需要不同的电压状态,QLC是2的4次方,也就是16个电压状态,PLC是32个,相应地,HLC需要多达64种电压状态,这对主控将是极大的考验,毕竟64种电信号不能相互干扰。
尽管难度高,但HLC的存储密度毕竟比QLC高出50%,对厂商的诱惑还是很大。
当然,HLC也有一些天然劣势,除了速度和带宽会有所牺牲,更重要的是耐用性,但尚无具体指标。
铠侠此前透露,已经在-196°C的液氮环境中,实现了HLC闪存1000次P/E(编程/擦写循环),预计量产后,在正常使用环境下恐怕会降到只有区区100次P/E。PLC预计不到500次。
再考虑到QLC闪存的真实写入速度都没有100MB/s,PLC闪存的写入速度恐怕连机械硬盘都不如——当然随机性能还是秒杀机械硬盘的。
QLC都被一些用户嗤之以鼻,PLC和HLC可想而知了……
当然,大家也不用太担忧,因为在HLC时代,存储容量将非常夸张,堆叠层数也会在600~1000次甚至更多,这意味要写满一次SSD,需要的时间并不会比现在的TLC、QLC明显差很多。
而且在未来3年里,大家应该都买不到PLC闪存的SSD,因为厂商在此之前恐怕无法量产,倒不是闪存跟不上,而是PLC需要新一代的主控芯片,需要具备极强的纠错能力,现有的ARM Cortex-R8内核主控满足不了要求,新一代主控要到2023-2024年才能问世,PLC硬盘还得等等。
值得一提的是,在去年8月份的闪存峰会上,Solidigm公司现场展示了全球首款正在研发的PLC SSD。
官方称,这既是Solidigm作为一家新公司(SK海力士收购Intel NAND闪存业务后组建)的一个重要里程碑,也是对未来存储技术发展具有广泛影响力的重要时刻。
不过,Solidigm并未透露这款PLC SSD的具体规格,尤其是大家非常关心的可靠性、寿命,只是说会率先用于数据中心产品,具体发布和上市时间待定。
PLC闪存可以在每个存储单元内存储5比特数据,在相同的空间内的存储容量相比QLC增加25%,带动SSD容量的进一步扩大,可以解决固态存储的成本、空间、能耗等问题。
Solidigm PLC闪存继续采用浮栅技术,这可以提供强大的电荷隔离、更优秀的电压阈值分布,使其可以向更多的比特/单元拓展,是达成PLC的关键支撑。
此外,PLC闪存可以直接在制造QLC闪存的已有设备上生产,因此无论技术升级还是量产、成本都更顺利。
NAND闪存的浮栅技术VS.电荷捕获技术
浮栅技术的PLC