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。

NANDXtend ECC 技术

NANDXtend™

新一代NANDXtend™-为TLC NAND提供更具可靠性、高效能及低功耗的ECC技术

慧荣专利的 NANDXtend™ ECC 技术，包括 LDPC 硬解码和软解码以及 RAID 保护，这些技术增强了 2D/3D TLC NAND 的 P/E 周期 - 延迟 SSD 使用寿命并确保数据的完整性。NAND 闪存在使用中不可避免会出现误码，而新一代 NANDXtend™ 包括 2KB LDPC 引擎及高级软件算法，提供了较高的功率效率、解码效率和纠错能力，以保持整个数据的一致性，并提供了更好的用户体验。

NANDXtend™ - 领航未来的三维解错修正技术

NANDXtand™是慧荣科技专为TLC SSD产品的需求设计，所独家开发的先进韧体技术。NANDXtand™三维解错修正机制，结合了LDPC（低密度奇偶修正码）及RAID Data Recover修正技术，能高速平行译码并且精准修正错误。

NANDXtand™独特的三维多层次解错机制，可依解错难易度分层开启错误修正－透过先进的LDPC译码校正执行数据写入，并且分别开启LDPC硬译码（Hard Decode）LDPC软译码（Soft Decode）及Raid Data Recovery进行数据读取。与现有的BCH译码单层错误校正相比较，更能有效提升数据稳定度，同时大幅强化TLC NAND的P/E Cycle，为TLC SSD产品带来更长的使用寿命及稳定度，满足客户设计出最佳市场口碑的TLC SSD产品。

LDPC提升ECC解错效能

为了协助客户面对TLC SSD的ECC（错误码修正）设计挑战，在NANDXtend韧体技术中独家导入最先进的LDPC（低密度奇偶修正码）。比起现有的BCH ECC算法，LDPC拥有更高的解错效能，同时所使用的功耗比BCH更低。透过LDPC新一代错误修正技术，将能为TLC NAND带来更高的错误较验能力，进一步提升数据稳定性及P/E Cycle，有效提升TLC SSD产品的使用寿命及可靠度。

RAID Data Recover保留完整SSD空间

控制芯片是SSD产品的核心所在，TLC NAND的限制使得必须透过先进控制芯片的执行运算处理，才能发挥最佳稳定效能。而随着TLC NAND制程进步所带来的精简体积，更要求无需预留容量空间（Over-provisioning）也能进行纠错及校准，达成优化SSD效能与稳定度的目标。

不同于其他竞争对手产品为了增加解错能力，需要预留SSD容量空间执行数据修正。NANDXtand独家韧体结合RAID Data Recover技术，整合于慧荣科技最新一代TLC SSD控制芯片中。RAID Data Recover无需预留解错校验空间，就可以为用户保留更为完整的SSD容量，让消费者更能感受到高容量TLC SSD产品的优势。

NANDXtand™为TLC SSD提高三倍使用寿命

根据Silicon Motion内部实验室测试证明，透过NANDXtend™韧体技术的协助，在84小时的耐受度中，TLC NAND拥有1800次P/E Cycle的惊人寿命；比起没有NANDXtend™技术加持的TLC NAND，只有600次P/E Cycle的寿命，差距达到三倍。即使在其他的耐受度时间中，NANDXtend™仍然能够提供最优异的P/E Cycle数据，提供最佳的使用寿命保障。

性价比，已经成为消费者抉择SSD产品的判断标准，因此TLC SSD产品需求将是未来市场大势所趋。如何在TLC NAND主流中，为消费者提供更具效能、耐力及可靠度的SSD产品，将是制造商未来的决胜关键所在。

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