3D NAND将拯救“手机空间不足”焦虑症

手机、平板电脑、台式机、笔记本、物联网设备——看似每天离不开各种电子设备的现代人，其实真正离不开的是各种无形、却看得到的数据。

比如手机用户，近年来下载的APP数量比以前成倍增长，并且更倾向尝试一些更复杂的应用，如4K视频播放和录制、网络视频流下载、导航以及VR/AR等，这些都要求手机具备更大内存容量。

再看中国智能手机用户最常用的“支付宝”、“微信”以及“滴滴出行”，相关类型的服务软件已经覆盖中国四百多座城市的四亿用户。大量数据密集型应用产生了更大量的数据，因此在满足容量的同时，还要求智能手机具有极快的系统响应性能，以及对海量数据的分析删选能力。

存储一线厂商会如何做来满足用户的需求？又将如何布局未来产品线？

日前，西部数据（Western digital）公司高级副总裁Christopher Bergey先生，以及产品市场部副总裁朱海翔先生接受了《电子工程专辑》的采访。

西部数据公司高级副总裁Christopher Bergey

机械硬盘与固态硬盘，谁也没能干掉谁

这是一个很古老的话题，自打固态硬盘（SSD）商用起，就不断有声音说“SSD要取代机械硬盘（HDD）了”。但Christopher Bergey认为，SSD和HDD之间的单位容量价格差别还是比较大，另外在企业级数据中心应用中，HDD仍然有着每年40%左右的持续显著增长，所以一种技术是否取代另一种技术，要看市场的选择。

HDD和SSD之间的$/TB呈逐年下降趋势（图：电子工程专辑摄）

“对西数来说，同时拥有HDD和SSD产品线令我们更具竞争力，” Christopher Bergey表示，“当前两种产品的销量都在往上走，因为不同的客户，确实对存储介质的需求不同。”

上图里提到了一项HDD的新技术——MAMR，它可以在同样堆叠的盘位上达到更大的容量，实现HDD存储能力的跨越式增长，也会令HDD于SSD之间的缠斗更加胶着。《电子工程专辑》曾刊登西部数据公司Device部门市场部副总裁Brendan Collins的一篇文章，其中详细介绍了这项技术。

RISC-V可能最适合以数据为中心的计算体系结构

究竟是用性价比更高的HDD，还是加钱上SSD体验飞一般的感觉呢？

Christopher Bergey表示，西数构建了以数据为中心的架构，把数据分为“大数据”和“快数据”。比如机器学习和自动驾驶中的判断执行，就是两个完全不用的数据应用，前者需要海量大数据来分析学习，机械硬盘是最好的载体选择，后者则要在5毫秒内根据看到的东西，决定车左转还是右转，需要用闪存实现快数据。

西数对于数据的划分（Source：电子工程专辑摄）

“另一个快数据的例子是社交平台，比如中国最近很火的短视频应用，” Christopher Bergey，“它能根据你点击的视频，5毫秒内推送下个一你可能感兴趣的视频给你，这也是典型的快数据。”

大数据应用一般透过深度学习技术来分析大型数据集，并揭示趋势、模式和关联性，从而实现图像识别、语音识别等功能。因此，大数据是基于过去的信息或常驻在云端的静止数据。

大数据分析的一个常用的功能是执行特定任务“训练过的”神经网络。这种任务最好由专门的引擎来执行，这种引擎直接驻留在边缘设备上并由快数据应用程序（下图）来引导。通过在边缘设备上处理本地所捕获的数据，快数据能够利用来自大数据的算法提供实时决策和结果。

Christopher Bergey表示。“大数据提供了从‘过去发生了什么’到‘将来可能会发生什么’所演绎出的预测分析，而快数据则提供改善决策、运营并减少低效实时行动，来影响最终结果。”

但由于两种工作模式都需要大规模并行的数据处理，而且边缘与云端之间来回移动所有数据进行计算分析并不是一件有效率的事，所以需要一种非常适合于此类型应用的架构和生态系统。

大数据、快数据和RISC-V的潜在机会（Sources：西部数据）

“RISC-V指令集架构最适合以数据为中心的计算体系结构，因为它提供了一套由开源软件支持的标准化过程，使得开发人员能够完全自由地采用、修改甚至添加专有矢量指令。” Christopher Bergey说到，“所以我们一直公开透明地支持RISC-V，也会支持全新RISC-V架构的存储控制器发展。”

3D NAND拯救你的“空间不足焦虑症”

说到手机族最怕看到的弹出信息，除了“电量不足”和“网络无法连接”外，应该就是“您的存储空间已满”。

导致空间不足的原因很多：

一是智能手机应用的使用量大幅增加，手机APP的实际大小也在不断提高。2017年，移动应用的平均大小在iOS 系统中大约为38MB，在Android 系统中大约为15MB。

二是在较为流行的APP中，基本上都有照片及视频采集功能，而且目前所采集的内容也明显更加先进和复杂。一小时1080P高清视频，在每秒30帧的情况下，需要大约7.6GB空间，而在每秒60 帧的情况下需要大约11.7GB空间。一小时4K Ultra 视频需要大约21.9GB空间。

不要以为4K视频里我们很远，数据显示2016 年Q4全球销售的智能手机中，44％都能录制4K视频，而慢动作视频需要的存储容量通常比标准视频高八倍。

16GB和32GB明显已经out了，3D NAND应需而生。

西数的3D NAND进入量产阶段（Source：电子工程是专辑摄）

Christopher Bergey认为，几十年来，闪存技术一直基于二维平面，受到芯片面积的限制，2D技术已经达到了其极限。3D NAND存储单元能够在各个层面上进行垂直堆叠，并且通过传播电荷的导线进行连接，“这种垂直堆叠方式能够在相同的物理空间中实现更大的存储密度，而不受芯片边界的限制，并且比2D NAND 更可靠。”

对于更可靠这一说法，Christopher Bergey解释说：“3D NAND架构中每个存储单元之间的空间比2D NAND更宽松，从而支持存储设备更快地写入（或传输）数据。更宽松的单元空间还能够减少同一个层面上每个相邻3D NAND 单元之间的噪声和“单元对单元”干扰，从而带来比2D NAND 更高的存储数据完整性。”

据悉，西部数据在2017年发布的第四代96层3D NAND，将于2018年Q3抢先进入量产，Fab工厂每天产量可达8500片晶圆。先期以96层TLC 245Gb/512Gb为主，Q4开始量产96层QLC 1Tb，TB存储级别的手机，想想就激动。

西部数据在中国市场的策略

作为世界第二大经济体，中国是西数不可忽略的市场。目前西数在中国有两家工厂，分别生产HDD和闪存相关产品，一家在上海，一家在深圳，中国员工总人数6000多。

西部数据公司产品市场部副总裁朱海翔

“西数不仅仅把中国当作销售市场，更是长期技术合作的市场。” 朱海翔表示。比如汽车市场，西数除了与在中国的合资车厂合作，更与很多中国本土车厂合作探寻汽车电动化、智能化、联网化和共享化后面的数据基础架构改变。

与此同时，针对手机行业，西数也在中国成立了产品团队。朱海翔表示，“我们希望不只是和客户的采购团队打交道，更希望与客户的产品团队保持沟通，我们会分享西数对两到三年内市场的看法，以及产品路线图。长此以往与客户建立了信任后，客户也愿意跟我们分享他们的目标，一起开发下一代的高科技产品，这是西数在中国市场的和其他国际厂商不太一样的策略。”

目前西数有三个主要品牌，消费级的包括WD（西数）和SanDisk(闪迪)；行业客户品牌就是Western Digital，跟公司的名字一样。

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