任天堂Switch 2或采用三星第5代V-NAND
任天堂 Switch 2 可能会使用三星第五代 V-NAND,从最近的一些研究结果来看,这将是相比其前代产品的一大进步。据Doctre81在 YouTube 上分享的一段新视频中报道,一位在该公司任职至 2019 年的前三星电子设备解决方案部门高级总监的 LinkedIn 页面上列出了他的主要资历和职责,其中包括领导开发了一款用于未指定任天堂游戏卡带的 NAND 闪存控制器设备。
在主要成就中,这位前三星员工还列出了由三星存储器第五代 V-NAND 闪存驱动的安全增强型 eMMC 卡的开发,这似乎不仅与用于未指定任天堂游戏卡带的 NAND 闪存控制器设备相吻合,而且还与其他一些信息相符,如创新未指定专有硬件的安全性和设计新的 PUF IP(物理不可克隆功能)。
任天堂 Switch 2 需要比上一代产品更快的读取速度并不完全令人惊讶,但使用三星第 5 代 V-NAND 仍然是个好消息,尽管以今天的标准来看,这已经是有些过时的技术了,因为三星正在开发第 9 代和第 10 代 V-NAND,后者计划于 2025 年发布。不过,第 5 代产品高达 1.4 GB/s 的速度对于任天堂的游戏来说应该绰绰有余,至少比前一代产品有了很大的提升。
关于 Nintendo Switch 2的细节人们所知甚少,只知道它将再次采用NVIDIA硬件。据说,T239 芯片将支持英伟达 DLSS 和光线重构等功能。
3DNAND原厂:哪家芯片存储效率更高?
随着数据存储需求的日益增长,3D NAND闪存技术凭借其高密度和低成本特性,已成为非易失性存储领域的关键技术。为满足面积密度的持续缩放趋势,3D NAND层数不断增加,这促使了双层乃至三层架构的出现,以避免对更复杂蚀刻工艺的需求。然而,这种多层结构在两层交界处引入了新的可靠性挑战。
近期,TechInsights对从SK hynix 2TB SSD(型号H25T3TDG8C-X682,使用PC811 HFS002TEM9X152N设备)中提取的SK hynix 238L 512 Gb 3D NAND芯片分析,并针对市场上的主流产品包括三星236L、SK hynix 238L、美光232L以及长江存储232L等2xx层TLC NAND产品,同时还有KIOXIA和西部数据的112L/162L以及Solidigm的144L/192L(FG)产品线,作了对比分析:
其中,有一个评估3D NAND单元效能时的关键指标,
垂直单元存储效率(VCE, vertical cell efficiency),它对NAND单元的工艺、设计、集成及设备运行至关重要 。随着堆叠的总栅极数增加,单元VC孔的高度也随之上升。为降低VC高度和长宽比,一种策略是通过减少dummy栅极、通道栅极和选择栅极的数量来提升垂直单元效率。VCE可定义为活跃单元占总栅极的比例,即活跃WL(Word Line)数量除以总集成栅极数量。例如,一个NAND串由活跃WL、通道WL(含dummy WL)和选择器(源/漏极)组成。若其包含96个活跃WL和总计115个栅极,则VCE为83.5%,计算方法为96除以115。VCE越高,对工艺集成越有利,能实现更低的长宽比和更高的生产效率。
三星在每一代产品中均保持最高的VCE水平,如单层结构的128L达到94.1%,176L COP V-NAND为92.1%,而236L第二代COP V-NAND则达到了94.8%。长江存储的232L Xtacking3 VCE为91.7%,美光232L为91%。KIOXIA的162L产品VCE稍低,为88%。SK hynix 238L拥有259个总栅极,VCE为91.9%,尽管较出色,但仍略低于三星的236L水平。
随着3D NAND技术向更高层数发展,提高垂直单元效率成为降低制造复杂度、提升成本效益的关键因素,而各存储巨头之间的技术竞赛也正围绕这一核心指标激烈展开。
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附:NAND技术最新路线
2024年第二季度,3D NAND闪存技术路线图迎来了最新更新,展现了存储技术领域的快速发展和竞争格局。以下是对主要厂商技术进展的深入分析:
三星(Samsung)
V7世代:三星已将单层结构改为双层结构,并将2D外围阵列设计转变为Cell-on-Periphery(COP)集成。目前,三星已向市场推出第二代COP结构的V8 236层1Tb TLC产品。
最新发布的V9代为接近300层的286层产品,再次体现了其在层数上的突破。三星还将引入混合键合技术(hybrid bonding),类似于铠侠(KIOXIA)即将推出的218层CBA技术和长江存储(YMTC)现有的Xtacking技术。
V6P版本:三星为990 EVO新增了133层V6 Prime(V6P)版本,作为128层V6的补充。133层为单层结构,无COP设计,总门数为133,有效字线数由128增至133,512Gb裸片上两个面各有两个子平面,速度提升至1600MT/s。
铠侠(KIOXIA)和西部数据(WDC)
继续沿用BiCS结构,当前市场上主要为112层(第5代)产品,去年推出了162层的第6代BiCS,但该代产品生命周期可能较短。
计划跳过第7代,直接进入BiCS第8代,第直接采用218层,后续正在开发284层的产品,两者都将采用两片晶圆的混合键合技术。若300层以上技术进展顺利,可能会跳过284层。
美光(Micron)
美光在128层时从FG CuA转为CTF CuA集成方式,已推出176层和232层产品。
目前正开发第7代产品,预计低于300层,类似三星的286层,未来可能直接跳至400层以上。
SK海力士(SK hynix+Solidigm)
Solidigm(原Intel NAND业务)已推出144层QLC NAND,采用三甲板设计。192层QLC已面市,下一步将迈向更高层数,但其计划受SK海力士影响存在变数。
SK海力士继续采用4D PUC结构,V7 176层产品将在2024年持续供应,而238层V8 4D PUC产品将很快广泛应用于市场。去年已宣布321层V9 4D PUC样品,下一个节点可能为3yy层(如370层或380层),位于400层以下。
长江存储(YMTC)
Xtacking结构:长江存储采用双晶圆混合键合的Xtacking结构,跳过了176层,直接进入232层。在开发232层之前,长江存储内部曾有过192层和198层样品,但最终选择了直接过渡到232层。
下一代G5产品将拥有超过300层,并采用Xtacking 4技术。由于受到美国芯片禁令影响,长江存储可能将更多精力转向已发布的128L和232L QLC设备,并为未来3D NAND开发多Xtacking技术。同时,长江存储正对包括美光在内的NAND竞争对手提起专利诉讼。
旺宏(MXIC)
旺宏已向市场提供了首款3D NAND产品,如为任天堂Switch提供的48层3D NAND芯片,目前正在采购相关零部件。旺宏正在开发第二代96层产品。
2024年内,200层及接近300层的3D NAND产品将成为市场主流,预示着存储密度和性能的新一轮飞跃。
未来两到三年内,市场有望见到超过500层乃至600、700层的3D NAND产品,这将依赖于更先进的混合键合技术和优化的铁电材料,以及低温HAR蚀刻技术。
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