3d mlc nand MLC与TLC同根生,Intel 3D NAND技术大揭秘

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发布于:2025年05月03日

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MLC与TLC同根生,Intel 3D NAND技术大揭秘

现在每一个闪存厂家都在向3D NAND技术发展,我们之前也报道过Intel 3D NAND的一些信息,昨天5月14日,Intel & Richmax举办了一场3D Nand Technical Workshop技术讲解会,在会议上Intel的技术人员给在场人员具体的讲解了Intel 3D NAND的计划以及一些技术上的细节。

3D NAND的好处自然就是能够比现在的闪存提供功能大的存储空间,存储密度可以达到现有闪存的三倍以上,未来甚至可以做出10TB以上的2.5寸SSD出来。另外还有一个重要特性,就是(每单位容量)成本将会比现有技术更低,而且因为无需再通过升级制程工艺、缩小cell单元以增加容量密度,可靠性和性能会更好。

Intel在现在2D NAND时代是没有做TLC闪存的,但是在即将到来的3D NAND时代,Intel将推出自己的TLC闪存,另外还有一个非常重要的就是,TLC与MLC其实都是同一块芯片,这点和现在三星的3D NAND差不多,Intel的客户可以根据自己的需求选择闪存是工作在MLC模式还是TLC模式。在MLC模式下每Die容量是256Gb,而TLC模式下每Die容量是384Gb。

Intel 3D NAND目前会使用32层堆叠,电荷存储量和当年的50nm节点产品相当,第二第三代产品依然会保持这样的电荷量,以保证产品的可靠性,会议上并没有明确说明3D NAND到底是使用那种工艺,只说了用的是50nm到34nm之间的工艺。

Intel的3D NAND代号是L06B/B0KB

L06B是MLC产品的代号 ,采用ONFI 4.0标准,Die Size 32GB,16k Page Size,使用4-plane设计,虽然会带来额外的延时,但同时也提供了比目前常见的2-plane设计闪存高1倍的读写吞吐量,闪存寿命是3000 P/E。

B0KB则是TLC产品的代号 ,由于是同一芯片所以许多东西都是L06B一样,当然容量、性能与寿命什么的肯定不同,Die Size 48GB,闪存寿命是1500 P/E,由于是TLC所以需要ECC标准是更高的LDPC。

Intel 3D NAND全部会使用132-Ball BGA封装,L06B可以从256Gb(32GB)到4096Gb(512GB)的产品,具体的请看上表,不过这款闪存的CE数其实是可以调的,这样可以更容易的做出更大容量的SSD。

闪存有三种工作模式

MLC工作的模式有2-pass和1-pass两种编程模式,默认的是2-pass编程模式,第一次编程lower page的数据写入到NAND阵列里面,而第二次编程则会把upper page的数据写入。

而1-pass编程模式的意思当然就是指一次编程就把lower page与upper page的数据都写入到NAND阵列里面,这样可以节省15%的编程时间,但是用这种算法的话闪存寿命会比两步编程模式时低一些,低多少并没有具体说明。

而TLC的编程算法则要复杂很多了,第一步和MLC的一步编程模式相类似,就是直接把lower page与upper page一齐写入到NAND阵列里面,第二步则是写入extra page的数据,由于算法复杂,第二部编程时需要对数据进行ECC校验。

上面所说闪存的2-pass MLC、1-pass MLC与TLC工作模式是可以用使用指令随时切换的,这对厂家来说闪存的使用会变得非常灵活,当然了产品的用户是不能这样乱改工作模式的。

至于Intel的3D NAND什么时候会开始供应,今年Q3中旬会开始相各个合作伙伴提供测试样品,MLC/TLC的都有,2015年Q4末开始大规模供货,产品的定价会根据那时的市场情况再决定。

USB 闪存盘 固态硬盘和闪存卡中的 SLC、MLC、TLC 和 3D NAND 之间区别

什么是 NAND?

NAND 是一种非易失性闪存,可在未连接电源时存储数据。

断电后保留数据的能力使得 NAND 成为内置设备、外置设备和便携设备的理想选择。

USB 闪存盘、固态硬盘和 SD 卡均利用闪存技术,为手机或数码相机等设备提供存储。

市场上存在多种类型的 NAND。

简言之,不同类型之间的区别在于每个单元可以存储的位数。

位代表电荷,电荷只能存储 0 和 1 两个值(代表开/关)中的一个。

各种 NAND 类型之间的关键区别在于成本、容量和耐久性。

耐久性是由一个闪存单元在开始磨损前可以完成的程序擦除 (P/E) 周期数量决定的。

一个 P/E 周期是指擦除和写入一个单元的过程,NAND 技术支持的 P/E 周期越多,设备的耐久性越高。

NAND 闪存的常见类型是 SLC、MLC、TLC 和 3D NAND

SLC NAND

优点:最高耐久性 缺点:价格贵、容量低

单级单元 (SLC) NAND 每个单元存储一位信息。

一个单元存储 0 或 1,因此可以更快地写入和检索数据。

SLC 提供最佳性能和最高耐久性,高达 100,000 个 P/E 周期, 因而比其他类型的 NAND 更加耐用。

不过,低数据密度使得 SLC 成为最贵的 NAND 类型,因此通常不用于消费类产品。

它通常用于服务器以及其他要求速度与耐久性的行业应用。

MLC NAND

优点:比 SLC 便宜 缺点:速度和耐久性不如 SLC

多级单元 (MLC) NAND 每单元存储多个位,尽管 MLC 一词通常意味着每单元两位。

MLC 的数据密度比 SLC 高,因此可以实现更大的容量。

MLC 在价格、性能和耐久性之间取得良好平衡。

不过,MLC 对数据错误更加敏感,拥有 10,000 个 P/E 周期, 因此耐久性比 SLC 低。

MLC 通常用于对耐久性要求不算高的消费类产品。

TLC NAND

优点:最便宜、高容量 缺点:低耐久性

三级单元 (TLC) NAND 每单元存储三个位。

通过向每单元添加更多位,可以降低成本并提高容量。

不过,这对性能和耐久性具有负面影响,只有 3,000 个 P/E 周期

许多消费类产品采用 TLC,因为这是最便宜的方案

3D NAND

近十年来,3D NAND 是闪存市场最大创新之一。

闪存制造商开发了 3D NAND 来解决缩小 2D NAND 时面临的问题,从而以更低成本实现更高密度。

在 2D NAND 中,用于存储数据的单元水平并排放置。

这意味着,可用于放置单元的空间量有限,试图缩小单元则会降低其可靠性。

因此,NAND 制造商决定在另一个维度叠放单元,从而促成纵向叠放单元的 3D NAND 的产生。

更高存储密度可实现更高的存储容量,同时不会导致价格大幅上升。

3D NAND 还提供更高的耐久度和更低功耗。

总体而言,NAND 是一项非常重要的闪存技术,能以较低的每位成本提供更快的擦除和写入速度。

随着游戏行业的发展,NAND 技术料将进一步发展,帮助满足消费者日益增长的存储需求。

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