长江存储128层TLC闪存拆解：存储密度高达848Gbmm²，远超三星等

去年4月，国产存储芯片厂商长江存储（YMTC）宣布其128层3D NAND 闪存研发成功。包括拥有业界最高单位面积存储密度，最高I/O传输速度和最高单颗NAND 闪存芯片容量的1.33Tb 128层QLC 3D NAND闪存，以及512Gb 128层TLC闪存。

近日，国外权威研究机构Tech Insights对长江存储的128层TLC 3D闪存进行了芯片级的拆解，发现其存储密度达到了目前业界最高的8.48 Gb/mm²，远高于三星、美光、SK海力士等一线NAND芯片大厂。

据介绍，Tech Insights拆解的是Asgard（阿斯加特）的PCIe4.0 NVMe1.4 AN4 1TB SSD，其内部采用的正是长江存储的128层TLC 3D NAND 闪存芯片，这也意味着长江存储128层TLC 3D NAND 闪存芯片已量产。该SSD硬盘的PCB上总共四颗256GB NAND闪存，单个封装内是4颗芯片，也就是说单颗芯片容量为512Gb。该NAND闪存的型号为YMN09TC1B1HC6C（日期代码：2021 9W）。

△长江存储512 Gb 128层3D TLC NAND 芯片的外观，型号为YMN09TC1B1HC6C

根据长江存储此前公布的数据显示，在传统3D NAND架构中，外围电路约占芯片面积的20~30%，这也使得芯片的存储密度大幅降低。而随着3D NAND技术堆叠到128层甚至更高，外围电路所占据的芯片面积或将达到50%以上。而Xtacking技术则是将外围电路置于存储单元之上，从而实现比传统3D NAND更高的存储密度。

所以，长江存储512Gb 128层Xtacking 2.0 TLC芯片同样也是采用了两个晶圆来集成3D NAND，因此拆解后可以找到两个die，一个用于NAND阵列的die，另一个用于CMOS外围电路的die。

△长江存储512 Gb 128层Xtacking 2.0 3D TLC NAND die标记 （ CDT1B）

△长江存储512 Gb 128层Xtacking 2.0 3D TLC NAND芯片COMS外围的die标记（CDT1A 或 CDT1B）

作为对比，上一代的64层 Xtacking 1.0架构的TLC NAND die标记为（Y01-08 BCT1B） 和 CMOS外围电路die 标记为（Y01A08 BCT1B）。

根据Tech Insights的实测，长江存储512Gb 128层Xtacking 2.0 TLC的die尺寸为60.42mm²，这也意味着其单位密度增加到了8.48 Gb/mm2， 比 256Gb 64层的Xtacking 1.0 die 高出了92% 。读取速度达到了7500 MB/s，写入速度也高达5500 MB/s。

△长江存储512Gb 128层Xtacking 2.0 TLC NAND的die平面图

CMOS外围电路die则集成了页缓冲器、列解码器、电荷泵、全局数据通路和电压发生器/选择器。

△长江存储512Gb 128层Xtacking 2.0 TLC NAND芯片的CMOS外围电路die平面图

Tech Insights称，长江存储128层Xtacking 2.0单元体系结构由两个通过层接口缓冲层连接的层组成，这与KIOXIA 112L BiCS 3D NAND结构的过程相同。单元大小、CSL间距和9孔VC布局与以前的64L Xtacking 1.0单元保持相同的设计和尺寸（水平/垂直方向间距）。门的总数为141（141T），包括用于TLC操作的选择器等。

△垂直方向的长江存储3D NAND单元结构，以及注释为32L（T-CAT带39T）、64L（Xtacking 1.0带73T）和128L（Xtacking 2.0带141T）的门的总数。

Tech Insights表示，长江存储128层Xtacking 2.0上层有72个钨闸门，下层有69个闸门。包括BEOL Al、NAND die和外围逻辑管芯在内的金属层总数为10，这意味着与64L Xtacking 1.0工艺集成相比，外围逻辑管芯中增加了两个铜金属层。通道VC孔高度增加一倍，为8.49µm。

△长江存储三代3D NAND的比较：Gen1（32L）、Gen2（64L，Xtacking 1.0）和Gen3（128L，Xtacking 2.0）。

与三星 （V-NAND）、美光 （CTF CuA） 和 SK海力士（4D PUC） 的现有128层512 Gb 3D TLC NAND 芯片的die尺寸相比，长江存储512Gb 128层Xtacking 2.0 TLC NAND芯片的die尺寸更小，单位密度最高。

长江存储128层TLC NAND die平面布置图和两层阵列结构与美光和SK海力士相同，但长江存储的每个字符串的选择器和虚拟WL数为13，小于美光和SK 海力士（两者均为147T）。由于长江存储所采用的Xtacking混合键合方法，使得其使用的金属层数量远高于其他产品。

△128层512 Gb 3D TLC NAND产品的比较，包括刚刚发布的YMTC 128L Xtacking 2.0 3D NAND。

从上面的对比数据来看，长江存储512Gb 128层Xtacking 2.0 TLC NAND芯片的单位存储密度达到了8.48b/mm²，远高于三星的6.91Gb/mm²、美光的7.76Gb/mm2、SK海力士的8.13Gb/mm²，达到了目前业界最高单位存储密度。

目前长江存储Xtacking 2.0架构的512Gb 128层TLC NAND芯片已量产。虽然三星、SK海力士、美光等厂商也在致力于开发176层3D NAND闪存芯片，但是他们目前最先进的量产产品还是128层。

作为一家成立仅数年的国产NAND Flash闪存芯片厂商，长江存储在国外巨头已领跑数十年的存储技术领域，能够在如此短的时间内追赶上来，并且取得技术上的领先，实属不易。

编辑：芯智讯-浪客剑 资料来源：Tech Insights

丐版 M2 MacBook Pro 硬盘速度砍半，基本就告别生产力了

2007 年，乔布斯把苹果电脑公司（Apple Computer Inc.）更名为苹果公司（Apple Inc.），重心也从 Mac 转向了 iPhone、iPad 这些移动设备。

彼时，为苹果打下江山的 Macintosh 也退居幕后，隐去光芒。

然而，随着 M1 系列芯片的发布，带来超高能效比的同时，也让近年全面转向 Arm 的 Mac 又回归到了舞台中央。

▲ 苹果软件副总裁 Craig Federighi 在发布会上曾两次感叹 M 芯片：How cool is that？

如此，已经开启 Arm 新时代的 Mac，又唤起了许多人曾经的「苹果电脑」时代。

在今年结束的 WWDC 上，如期而至的 M2，以及全新设计的 MacBook Air 着实抢走了 iOS 16、iPadOS 16、macOS 13 等一系列软件的风头。

▲ WWDC 结束，我只记得全新设计的 MacBook Air

会后许多的讨论也集中在硬件当中，采用全新核心设计以及新工艺的 M2，彻底地让苹果电脑进入 Arm 时代。

虽然 MacBook Air 这款史上最贵的 Air 系列仍然采用了 8GB+256GB 的组合，落后于同价位的 Windows PC，但持币观望的用户仍然在热烈讨论如何把有限的预算花在「刀刃」上。

是升级内存还是 SSD 容量？相信这也是很多 Mac 用户在选购过程中颇为纠结的问题。

▲ 同为加价 1500 元，你怎么选？

贴心的是，苹果官网上无论是内存加倍，还是存储加倍，均采用了均一的加价 1500 元。

在苹果的衡量体系中，内存与存储同样重要，没有高低与贵贱。

以往，在做 Mac 消费推荐时，我更偏向于把有限的预算放在内存加倍上，毕竟存储可以外接，也能上云，灵活度很高，1500 元足以买两块 1TB 的高速移动硬盘。

而早就封装在主板上的内存，难以以合理的手段扩充，更别说 M 芯片中用上了统一内存架构，扩充属于难上加难，不如花个 1500 元一步到位。

▲Amazing 图片来自：ifixit

只不过，M2 MacBook Pro 可能彻底改变了内存优先升级的侧重。

我们做 M2 MacBook Pro 视频的测试过程中，对一个 13GB 的 zip（7z）压缩包（包含小文件、大文件和一个剪辑工程）解压的过程中，M2 MacBook Pro 的速度要远落后于 M1 MacBook Pro。

▲ 左：M2 MacBook Pro，右：M1 MacBook Pro 图片来自：MaxTech

另外，YouTuber Max Tech 直接用 BlackMagic 测试了标配的 256GB 版 M2、M1 MacBook Pro 的硬盘读取写入速度，发现了 M2 MacBook Pro 慢了一半。

而 512GB、1TB 版本的 MacBook Pro 则不受影响，与 M1 MacBook Pro 持平。

▲ Dell XPS 13 Plus 与 M1 MacBook Air SSD 读写速度对比 图片来自：MaxTech

原本 M1 MacBook Pro 的 SSD 速度也不算快，接近于 PCIe 3.0，再砍半的话，属实有点配不上 Pro 的名号。

当下，许多 Windows 笔记本电脑都已经普遍采用 PCIe 4.0 标准的 SSD，以求带来更好的体验。其硬盘的读写速度已经远超 M1 MacBook Pro 的水准。

记得去年 MacBook Pro 14/16 发布会上，苹果直接在 Keynote 上标明给新设备换上了新的 SSD，存储速度能飙升到 7.4GB/s。

而在后续的真机测试中（同样为 BlackMagic），只有容量超过 4TB 才会达到如此的写入速度峰值，512GB 的标配和 1TB 的高配写入速度大概在 4600MB/s~5800MB/s，大概属于高速 PCIe 4.0 的水准。

▲ 配置拉到顶总没错 图片来自：MaxTech

在 Windows 笔记本还未普及固态时，MacBook Air/Pro 便凭借着高速固态硬盘一举拉开了差距。

到了 M2 的 MacBook Pro 13（256GB）中，其硬盘速度已然大幅落后于 Windows 笔记本，不到十年，风水轮流转。

▲ 预留了一个空盘位，供大家想象 图片来自：MaxTech

而为了找寻 M2 MacBook Pro 存储降速的原因，Max Tech 和 Create Tech 将其拆解，并与 M1 MacBook Pro 做比照。

在原本 SSD 焊位上，M2 仅用了一块 NAND 闪存颗粒，而 M1 则用了两块 128GB NAND 闪存颗粒。

▲别眨眼 图片来自：MaxTech

如此的做法，极有可能是 M2 MacBook Pro 存储大幅降速的缘由。

原理其实跟双通道、单通道内存类似，更多的 NAND 存储颗粒有着更多通道，数据吞吐量、速度也自然更高。

而仅用一个 NAND 闪存颗粒的配置，也是首次出现在 MacBook Pro 产品之中。

▲ 128GB 都是由两颗 64GB 组成 图片来自：ifixit

在查询 iFixiit 从 2016 年到 2021 年的 MacBook Air/Pro 拆解教程中，无论是 128GB 的入门版本，还是 1TB 的高配，Mac 都会在主板上至少搭配两块 NAND 闪存颗粒，以达到正常合理的速度。

相对来说，单块 NAND 闪存颗粒的配置，有利于降低一定的成本。只是对于售价并不低的 MacBook Pro 来说，如此的节省可能会极大的影响使用体验。

如今，M2 MacBook Pro 写入速度有着 1400MB/s，在很多轻体验中，感知可能没有数字上的那么明显。

▲ M2 MacBook Pro（左）频繁多任务切换，在加载网页时会有所延迟，还能接受 图片来自：MaxTech

但 M2 MacBook Pro 只有 8GB 内存，当内存吃满，占用 SSD 充当虚拟内存时，会有着天壤之别，会极大地影响正常使用。

▲ M2 MacBook Pro 只要内存占满，我就不会赢 图片来自：MaxTech

在测试中，无论是用 Lightroom 导出照片，还是导出视频，M2 MacBook Pro 都有着明显的落后，甚至在 Photoshop 里合成 HDR 照片时，直接崩溃。

诚然，M2 的搭载让 MacBook Pro 有了极强的竞争力，但加上已经与主流水准脱节的低速存储，使其难以配得上接近一万块的售价。

目前，存储降速仅限于 M2 MacBook Pro 256GB 的标配，512GB 的高配版不受影响。七月份即将开售的新 MacBook Air 是否存在如此情况暂时还未知。

准备第一时间入手 MacBook Air 的朋友不妨等等看第一波的反馈，或者直接升级到 512GB 容量以规避存储降速。

倘若再加上 1500 元的内存升级费用，新 MacBook Air 起售价直接来到 12499 元，似乎 MacBook Pro 14 2021 更香了。

M 芯片时代后，在低配版的 MacBook Air/Pro 设备中，M1、M1 Pro 有相应的缩核版本，可以理解为苹果 M 芯片的 i3、i5、i7 之分。

严格来说，如此的不同配置，并不会有天壤之别的体验，无非就是 85 到 95 分的差距。更高容量的储存（2TB、4TB）也是如此，提高的是上限。

而此番的 M2 MacBook Pro 的存储降速，反而是体验的下探，将原本基础款（8GB+256GB）75 多分的体验直接拉低到及格线以下，彻底沦为高端上网本，属实不该。

后续的新 MacBook Air 是否有所规避，或者后续的 MacBook Pro 13 是否会保留这种配置，也只能等苹果下一步的行动。

对于普通用户而言，现阶段还是建议暂时规避 256GB 储存的 M2 Mac 为妙。

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