张大妈

深度盘一下SK海力士5-Bit NAND技术:读取速度比传统PLC快20倍到底是个什么玩意

源自公众号:IT运维技术圈

01-18 16:50

SK海力士推出的5-Bit NAND技术,试图解决存储领域“容量”与“寿命”难以兼得的经典矛盾。其创新的Multi-Site Cell架构,宣称在提升25%存储密度的同时,实现了媲美TLC的读取速度与更低的功耗,这为未来大容量SSD的发展提供了新的可能性。

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  • 传统5-Bit PLC因电压状态过多,面临读写慢、寿命短的物理瓶颈。

  • 海力士创新采用Multi-Site Cell技术,将单个存储单元拆分为两个独立位点。

  • 新技术读取速度比传统方案快20倍,功耗也降至原先的三分之二。

  • 在密度提升25%的同时,其可靠性表现有望追平主流的TLC闪存。

  • 复杂的制造工艺可能导致成本高昂,或使其仅限于AI等高端市场应用。

深度盘一下SK海力士5-Bit NAND技术:读取速度比传统PLC快20倍到底是个什么玩意精华内容

这项技术听起来像是违反物理定律,但其背后是巧妙的架构创新。海力士究竟是如何突破瓶颈,在不牺牲性能的前提下实现更高存储密度的呢?

PLC的物理瓶颈

在存储芯片领域,容量与寿命往往是一对难以调和的矛盾。在一个微小的硅片单元中塞入的比特位越多,需要区分的电压状态就越复杂,出错率随之升高,寿命也相应缩短。

目前广泛应用的QLC(每单元4比特)技术,需要在单个单元内精确区分16种电压状态,已让许多用户感受到读写性能下降和寿命焦虑。而理论上的PLC(每单元5比特)要区分32种状态,这被普遍认为是难以逾越的物理障碍,微小的电压波动就可能导致数据错误。

拆分单元的创新

SK海力士的解决方案并未在电压状态识别上死磕,而是提出了名为Multi-Site Cell(MSC)的结构性创新。其核心思路是将一个3D NAND存储单元在结构上“横向劈开”,形成两个独立的电荷存储位点。

虽然对外仍被视为一个逻辑单元,但内部已由两个“子单元”协同工作。这一改变带来了本质区别:原先需要处理32种状态的难题,被拆分成两个独立位点各自处理不到10种状态,好比将一个拥挤的32人大通铺改造成了两个舒适的6人标间,大幅降低了干扰和出错概率。

性能数据实测

这种架构革新带来了显著的性能飞跃。在读取速度上,由于两个存储位点可以并行操作,其读取速度宣称比传统PLC方案快20倍,基本追平了市场主流的TLC固态硬盘,解决了PLC最大的性能短板。

此外,技术优化还将工作电压降低到了原先的三分之二。对于成千上万块固态硬盘组成的AI数据中心而言,这种功耗和发热量的降低,意味着电费与散热成本的显著节约,具有巨大的商业价值。

成本与市场前景

尽管技术指标亮眼,但MSC方案的商业化前景并非一片坦途。要在纳米级别的硅柱内精准分割单元并增加独立的位线连接,其制造工艺步骤远超传统方案,生产成本必然水涨船高。

在当前存储市场价格战激烈的大环境下,如果SK海力士无法有效控制成本,这项性能优越的5-Bit NAND技术很可能只会成为AI巨头等高端客户的“定制特供品”,而广大消费者仍需继续与性价比占优的QLC固态硬盘共处。

SK海力士的5-Bit NAND技术通过架构创新,为存储产业指明了一条兼顾容量与性能的新路径。尽管成本问题仍是其普及路上的最大挑战,但它无疑为大容量、高性能存储的未来带来了新的想象空间。这项技术最终能否走进寻常百姓家,或许将取决于工艺良率与市场策略的博弈。

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