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。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。有幾種技術被用來提高NAND閃存的存儲密度。

第一種技術是縮小單元的大小。

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構，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，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和更大的單元尺寸，與經典的平面設計相比仍然具有優(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。