IT之家学院：谈谈固态硬盘的二三事

今天和大家聊聊固态硬盘。

固态硬盘的三大部件：闪存、主控、缓存。本文主要讲闪存。

固态硬盘使用的闪存颗粒主要有SLC、MLC和TLC。其中，SLC价格最贵，速度最快，存储密度最小，寿命最长；TLC价格最便宜，速度最慢，存储密度最大，寿命最短；MLC介于两者之间。QLC是一种比TLC还要廉价的颗粒，但由于寿命短的可怜，还需要很长时间的改良。随着3D NAND的投产，TLC逐渐代替了MLC成为市场主流。从2016年年中开始，由于智能手机存储容量翻倍等原因导致供不应求，闪存价格一路走高，一些一线厂商只能降低产量，固态硬盘、U盘、存储卡等均大幅涨价，这就给了某些厂商可乘之机。

成本上涨的另一个原因就是制程的进步带来的良品率的降低。目前各家厂商都在努力提高新制程的良品率，相信闪存的价格未来也会得到适当的控制。

闪存颗粒由晶圆制成，晶圆是非常薄的圆形高纯度硅。搭载闪存的晶圆会被按照着要求切成许多矩形，那些不完整的，不稳定的边角料会按照废品处理掉，叫做“黑片”。合格品封装成颗粒，封装后检测不合格的叫做“白片”，也要当作废片处理。最终合格的NAND颗粒称为“原片”。目前国内没有任何一家可以自行生产闪存颗粒。

固态硬盘的成本主要集中在闪存颗粒上。一线的固态厂商基本都在使用原片，成本虽然高，但是经过严格筛选，质量过硬，自然赢得了消费者的信赖。而某些厂商出于价格的考虑，会购买废弃的白片，这已经是公开的秘密了。筛选质量较好的白片制成的固态硬盘价格比原片低得多，对于一些不愿意花太多钱的人来说诱惑很大，各种硬件论坛上关于原片和白片的争论也很多，但是，对于黑片，人们的反应很一致：垃圾就是垃圾。

毕竟需求摆在那里，一线厂商削减产量给了二三线厂商可乘之机。许多不知名的固态硬盘厂商大肆使用黑片和回收的固态硬盘，导致大量质量低劣的固态硬盘流入消费市场。在以往，黑片大多被他们用来生产U盘和存储卡，最常见的就是假冒金士顿的三无U盘，几块钱能买一大把，这些U盘的质量完全无法和真正的金士顿U盘比。黑片被这些厂商封装后，打上原厂的标志，做成固态硬盘等产品流入市场，根本就没有经过严格的检测，容量缩水，寿命奇短，专门靠华丽的广告和低廉的价格欺骗那些对此并不了解的小白。目前这已经形成了一条黑色链条，很多企业的出货量甚至超过了长期处于领先地位的一线厂商，而这上面的中国企业足足有上百家之多。

这些固态硬盘的主要流通方向是实体店、网店和OEM厂商。近年来各种互联网电脑品牌如雨后春笋般出现，这其中不乏有使用劣质零部件以降低成本，而绝大多数消费者对此并不了解，也不知道这其中的危害有多么可怕，被商家五彩斑斓的广告忽悠一通儿，就被拽上了“贼船”。

金钱有价，数据无价，购买这些劣质的固态硬盘等存储品无异于一场豪赌，因此，请看到这篇的朋友们，选择正规渠道，购买国际一线厂商的产品，切勿拿数据开玩笑。

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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。

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