第二代3D TLC NAND原厂级深度评测 | 是否如你所愿?
目前,市场上将3D TLC NAND flash主要分为两代:
第一代为32-48 layer 3D TLC NAND flash;
第二代为64-72 layer 3D TLC NAND flash;
第一代3D TLC NAND已经比较成熟,凭借容量和单GB成本优势,顺利取代2D NAND成为市场主导。其P/E cycle Endurance虽然比2D MLC差点,加上主控的优化,也足够可以满足消费市场和部分企业级市场的需要。不过,要想将3D TLC NAND大量用在企业级,需要企业级SSD主控有更加优异的优化措施。想必这点应该不足为虑,因为企业级SSD市场巨大利润空间,各大主控厂商都在各显神通,争取多分一杯羹。
第一代3D TLC NAND目前都正式量产,可以称为CS level。而很多SSD厂商拿到的第二代3D TLC NAND基本都是ES level。ES level是原厂验证等级,ES验证达标之后才会放产CS level.
接下来,结合实验数据来比较一下第一代3D TLC NAND与第二代3D TLC NAND的差异。有一点需要声明一下,实验数据中的第一代3D TLC NAND颗粒是CS level,第二代3D TLC NAND颗粒是ES level. 以下对比主要基于四部分内容:P/E Cycle Endurance, Program/Read/Erase Time, Post Cycle Data Retention, Post Cycle Read Cycling.
P/E Cycle Endurance
图注: 横坐标是BER(Bit Error Ratio), 纵坐标是PE Cycle次数
(实验结果基于市场表现优异的颗粒,IBM并没有注明原厂名称)
从P/E Cycle来看,第二代ES level颗粒与第一代CS level颗粒之间没有太大差异。但是,第二代ES level颗粒随着P/E Cycle的增加,BER会比第一代CS level颗粒稍高。 不过,小编相信,后续面向市场的第二代CS level颗粒一定比第二代ES level颗粒具有更强的P/E Cycle能力。
Program/Read/Erase Time
图注: 横坐标是Read时间, 纵坐标是PE Cycle次数
图注: 横坐标是Program时间, 纵坐标是PE Cycle次数
结果显示,不管是在program或者read时间方面,相比第一代CS level颗粒,第二代ES level颗粒均有约25%的提升。同样,后续面向市场的第二代CS level颗粒一定比第二代ES level颗粒在读写方面也会有所提升。
图注: 横坐标是Erase时间, 纵坐标是PE Cycle次数
在Erase时间方面,相比第一代CS level颗粒,第二代ES level颗粒有近33%~50%的提升。
Post Cycle Data Retention
从实验数据来看,在Post Cycle Data Retention方面,第二代ES level颗粒与第一代CS level颗粒相差不大.
在这里,小编想多说两句。NAND可靠性包括Read Disturb, Program Disturb, Erase Disturb, Data Retention等(详细见"NAND闪存可靠性概览")。不过,小编觉得最让SSD厂商头疼就是Data Retention. 某些Data Retention特别严重的颗粒,即使SSD主控启动LDPC soft/hard decode,RAID,以及NAND read retry等一系列纠正措施,都无法弥补Data Retention带来的恶果,如下图,即为某原厂颗粒的TLC NAND data retention fail Vth分布图。
Post Cycle Read Cycling
从实验数据来看,在Post Cycle Read Cycling方面,第二代ES level颗粒与第一代CS level颗粒平分秋色.
总结:
第二代ES level颗粒与第一代CS level颗粒对比中,除了Program/Read/Erase时间有明显提升以外,其他方面均没有特别大的差异。
致谢: 本文采用的实验数据来自IBM研究院,非常感谢!
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