NAND闪存穷途末路 下一代闪存技术百花齐放

由于闪存技术的发展，闪存正从U盘、MP3走向电脑、存储阵列等更广泛的领域。虽然其速度较以往的机械硬盘有了较大幅度的提升，但纵观整个计算架构，闪存仍旧是计算系统中比较慢的部分。况且目前主流的MLC和TLC在写入寿命上都还不尽如人意，并且随着工艺水平的提升，其寿命和良率还有越来越糟的倾向。闪存生产线已经达到15nm的水平，存储密度难在攀升、寿命却大幅下降。所以业界各个巨头都在积极研究下一代非易失性存储技术。

日前，镁光在IEEE IEDM 2014(国际电子设备大会)上就公布了其最新的可变电阻式存储（ReRAM）技术的最新进展。美光在大会上展出了其最新的27nm RAM颗粒，颗粒容量16Gb（2GB），核心面积168平方毫米，采用3层铜互连技术。而展出的芯片使用的是DDR接口，未来可以方便的更换其他接口。

由于只是用了27nm工艺制造，新的ReRAM在DieSize上相对于现在的NAND闪存并无优势，但在性能上，新的ReRAM却非常耀眼。根据镁光透露的消息，新的ReRAM可以承受10万次写入和百亿次读取；而更加难能可贵的是，ReRAM在目前就已经达到了900MB/s的读取速度和180MB/s的写入速度，读写延迟分别为2微秒和11.7微秒。在存储结构上，ReRAM可以在2个cell里存储3个bit，这一点介于目前的SLC和MLC之间。

由于未来的闪存标准还没有最终确定，因此，发力研究下一代闪存的企业和候选技术并不只此一家。

另一家名为Crossbar的新型科技公司正在研究一种名为RRAM的非易失性存储。虽然Crossbar并没有给出他们技术的具体性能，不过公司宣称其RRAM的擦写次数可以达到亿次级，并且可以在300摄氏度以下正常工作。而与目前NAND闪存工艺越高寿命越短行程对比的是，Crossbar的RRAM技术在现有技术演进路径下至少可以发展到4-5nm的水平。

当然，除了这些看似很遥远的技术，同样属于非易失性存储的相变内存（PCM）也是下一代闪存标准的有力竞争者。而且推崇这一技术的IBM已经开始着手研究如何利用相变内存替代现有NAND闪存的方案了。相对于现有NAND闪存，相变内存的擦写次数可以达到百万次级别，并且在速度上交传统闪存有上百倍的提升。当然更重要的是，镁光等厂商已经开始量产地规格的相变内存芯片。并且业界也已经有一些采用相变内存的实际产品。

随着NAND闪存在工艺进步下逐渐达到寿命临界点，新的闪存技术正在不断涌现。而这些技术最大的目标就是要在提高速度和寿命的前提下，继续推动摩尔定律向前发展，并为未来制程演进做好准备。相信2015年更多新类型的非易失性存储新品将出现在市场上和实验室里。

速率高达1Gbps！三星宣布量产64层V-NAND闪存芯片

想不到吧？其实三星电子在2017年1月份时已经开始向自己的主要IT客户开始正式量产256GB基于64层 V-NAND芯片的固态硬盘了；而这64位的V-NAND芯片基已经被认为是世界上第四代V-NAND芯片，其最高的数据传输速率达到了1Gbps，并且具有业界最短500微秒（㎲）的烧录器烧录单个芯片的时间（tPROG），这个数据要比现在10nm级的NAND闪存速度要快将近4倍左右。

这样的数据也要高于三星此前最快的基于48层三位256GGB V-NAND闪存的速度快了约1.5倍。

此外，与三星电子此前的48层256Gb V-NAND相比，新的64层256Gb 3-bit V-NAND提供了超过30%的生产率增益。而64层V-NAND的电路具有2.5V输入电压，与使用48层V-NAND的3.3伏相比，在能量效率方面也有约30%左右的提升，而全新的V-NAND电池的可靠性与前代相比也增加了约20%。

三星未来还将通过堆叠超过90层的单元阵列，以生产具有1Tb以上容量的V-NAND芯片。虽然秀了半天肌肉，小狮子还是更关心这固体硬盘的价格什么时候才能降到我们喜闻乐见的价格啊。

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