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Nand顺序写入三星介绍QLC数据中心级固态硬盘BM1743，搭载第七代V-NAND

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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三星介绍QLC数据中心级固态硬盘BM1743，搭载第七代V-NAND

IT之家 6 月 18 日消息，三星半导体近日在技术博客介绍了搭载其目前最新 QLC 闪存（v7）的下一代数据中心级固态硬盘 BM1743。

▲ 三星 QLC 数据中心级固态硬盘 BM1743

根据 TrendForce 集邦咨询 4 月的说法，在 QLC 数据中心级固态硬盘领域，仅有深耕多年的三星和 SK 海力士旗下 Solidigm 在当时通过了企业客户验证。

相较上代 v5 QLC V-NAND（IT之家注：三星 v6 V-NAND 无 QLC 产品），三星 v7 QLC V-NAND 闪存在堆叠层数方面几乎翻了一倍，存储密度也大幅提升 。

同时 v7 QLC V-NAND 的顺序读写性能至少是此前的两倍，随机读取速度更达到了 4 倍 。

这意味着 BM1743 可提供远超过基于 v5 QLC V-NAND 的上代数据中心 QLC 固态硬盘 BM1733a 的容量和性能，满足数据中心对更优秀存储的需求。

BM1743 包含 U.2 和 E3.S 两种外形规格，其中 U.2 版本支持 PCIe 4.0，容量可达 61.44TB，拥有进一步扩展至 122.88TB 的潜力，而 E3.S 版本可支持 PCIe 5.0 。

作为对比，BM1733a 仅支持 PCIe 3.0，最大容量也仅有 15.36TB，即 61.44TB 的四分之一。

而在可靠性方面，BM1743 的写入耐久为 0.26DWPD，断电数据保持时间为 3 个月；BM1733a 的这两项数据分别为 0.18DWPD 和 1 个月。

BM1743 的 2.5 英寸 U.2 版本具体性能如下：

顺序读取顺序写入随机读取随机写入7200MB/s2000MB/s1600K IOPS110K IOPS

三星半导体表示，用户既可以直接在现有 PCIe 3.0 环境使用 BM1743，享受其更低的 TCO 成本；

也可充分利用 BM1743 支持 PCIe 4.0 带来的提升，降低读取任务响应时间，提升 AI 负载处理能力；

而 BM1743 E3.S 版本对 PCIe 5.0 的支持则将为数据中心带来更大的性能优势。

写入不掉速！比SLC还要快的X-NAND QLC闪存究竟怎么做到的？

从SLC、MLC一路发展到TLC和QLC，NAND闪存的写入性能正以肉眼可见的速度快速降低。如果不是有SLC缓存遮羞，固态硬盘的写入速度恐怕要比几年前4倍甚至更多。

固态硬盘在变得便宜的同时，读写速度也在不断恶化，对于追求高性能的玩家来说很难接受。硅谷企业NEO Semiconductor研发的X-NAND技术或将成为NAND闪存的大救星：它理论上可以让QLC闪存比现有的SLC更快，同时还能保持低价。唯一的差别是，X-NAND无法提升闪存写入寿命。

增加Plane提高并发：

QLC自身的写入速度大约只有SLC闪存的1/8左右，提高数据读写的并发度是改善闪存性能的主要方向。目前3D NAND闪存已开始从2 Plane设计向4 Plane设计转变。

铠侠的XL-Flash超低延迟闪存为了提高性能更是采用了16 Plane等设计。不过要将16 Plane设计普遍应用到3D闪存中却并不经济：Page Buffer的数量会同步提升，并导致闪存芯片面积急剧增大，进而让闪存的制造成本上升。这也是XL-Flash只能专注于高性能存储而难以惠及消费级SSD的原因。

NEO Semiconductor更改了NAND闪存的设计，将Page Buffers容量降低到1KB来避免16 Plane设计在成本的增加。

X-NAND理论上可将闪存读写速度提高16倍，同时由于位线长度和电容的降低，随机读取速度以及写入验证速度也将大大提高。

按照NEO Semiconductor公开的数据，X-NAND技术可令QLC闪存的随机读写性能提高3倍、顺序读取速度提高27倍、顺序写入速度提高14倍。

提升之后的X-NAND QLC将比当前SLC闪存的顺序读写速度更快一些，但随机读写性能依然落后于真正的SLC闪存。不过，X-NAND技术同样可以用于SLC闪存，让SLC变得比现在更快。

加速鸡血永不停的奥秘：

回到大家最关心的“写入不掉速”问题上来。NEO Semiconductor承诺让QLC闪存可以始终以SLC缓存的速度进行写入，而不会出现缓存用完、速度暴跌。相信很多朋友和小编一样，怀疑这是不是真的。

NEO Semiconductor在最新的白皮书中解释了其中的原理。X-NAND充分发挥了Plane数量增加的红利，让不同分组的闪存交替以SLC写入、QLC释放和闪存擦除三种模式循环工作。

根据NEO Semiconductor的数据，32 Page的数据连续写入到8个Plane耗时6400μs，而将这些数据读取后并发写入到QLC Page所需的时间大约也是6400μs，这么一来一去，就可以保障数据可以始终保持全速写入而不发生掉速。

小容量设备的福音：

X-NAND的一个重要优势是它可以普惠众生，而不仅仅是面向昂贵的高端企业级SSD。

Plane数量的增加使得闪存并发存取性能提升，小容量的闪存也能提供可观的读写速度（特别是写入速度）。在外部接口（SATA/PCIe）总带宽固定的情况下，闪存性能的提升还可以降低对主控闪存通道数量的需求，进而降低SSD主控的成本。

灵活多变，满足每个人的需求：

每个人对存储性能的需求是不同的。硬件发烧友和电竞玩家追求极致性能，普通家用倾向于均衡的性能和成本，办公和教育市场可能更喜欢够用就好的高性价比SSD。X-NAND的Plane数量并非固定在16个，减少Plane数量意味着闪存芯片成本的降低，可以制造出速度相对不那么快、但价格更低的闪存。

NEO Semiconductor在去年的FMS闪存峰会上首次公开X-NAND，目前它们已经获得了相关技术专利，但它们不会自己利用这些技术进行闪存生产。所以我们什么时候能够实际体验到上述新技术优势，在一定程度上取决于世界主要闪存制造商会不会向NEO Semiconductor购买专利授权，或者它们自己是否已经有了类似的专利储备，并最终将其量产。总的来说，NAND闪存的发展前景是光明的，我们无需担心写入速度一步步向着HDD水平滑落而没有选择。

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写入不掉速！比SLC还要快的X-NAND QLC闪存究竟怎么做到的？

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