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--  作者：andy6989 --  發佈時間：2014 07 8 4:05 PM --  【資訊】三星3D閃存多牛逼？能用280年！ 半導體技術正在進入立體堆疊時代，CPU處理器、DRAM內存、GPU顯存、NAND閃存都先後開始向3D方向發展，其中三星的3D V-NAND立體閃存已經進化到了第二代，並在日前發佈了首款面向消費級市場的立體閃存固態硬盤850 Pro。 由於還是2.5寸的SATA 6Gbps規格，性能上已經沒有太大作為，不過三星宣稱，V-NAND立體閃存在極大提升容量密度的同時，使用壽命也大大增加，最高可達2D平面閃存的10倍，但奇怪的是，850 Pro標稱的最大數據寫入量只有150TB，相當於840 Pro的兩倍而已。 真有這麼牛？AnandTech近日對此進行了專門的深入考察。 首先是和固態硬盤耐用性相關的幾個概念： 編程/擦寫循環(P/E Cycle)：閃存壽命的關鍵指標，耗盡之後就沒法用了，根據閃存顆粒、工藝不同而不同，一般來說SLC>MLC>TLC、工藝越先進越少。 損耗均衡技術(WLC)：S.M.A.R.T.屬性中的一個參數，初始值100，隨著設備的使用而降低，最後變為0，伺候仍可繼續使用很長一段時間(JEDEC規定能在一年內保持數據)，但可靠性無法保證。 寫入放大係數(WAF)：閃存寫入量與主控寫入量之比，越小越好。 【P/E次數計算】 為了計算850 Pro 3D閃存的P/E，向固態硬盤寫入隊列深度為1的128KB持續數據，記錄每次測試後的S.M.A.R.T. WLC數值和寫入量，重複十幾次就能推算出總的P/E。 結果發現，經過60次P/E之後，WLC數值就會減少1，因此總壽命是大約6000 P/E，相當於現在2D MLC閃存的大約兩倍。 那，10倍在哪裡？ 1、三星撒謊了，根本沒有10倍。 2、三星在850 Pro上用的是質量較低的3D閃存，更高級的留給企業級產品。 3、三星故意限制了850 Pro的壽命，好讓企業用戶多花錢去買高級產品。 【數據寫入量計算】 不管是哪樣，現在可以計算出850 Pro的終身寫入量了： 假如每天主控寫入100GB，寫入放大係數為3x，那麼即便是128GB型號也能用7年之久，而這種寫入已經大大超出普通用戶的日常操作。 如果是每天主控寫入20GB，寫入放大係數1.5x，1TB型號就能用280多年！ 當然啦，150TB的限制只考慮了低放大係數的持續數據，是一種理想情況，高放大係數的隨機數據堅持不了那麼多，但是三星表示，設置這個門檻，只是為了不讓850 Pro用在寫入密集型的企業環境中而已，普通用戶根本不用擔心。 【寫入放大係數計算】 剛才是最好的局面，現在來看最差的，改用隊列深度32的4KB隨機數據進行反覆寫入。以128GB型號為例，此時的一個P/E相當於閃存寫入129GB。 實際得到的寫入放大係數約為11x，對如今的消費級固態硬盤來說屬於正常範圍，其實一般家庭用戶那裡基本都不會超過2x。 此時，128GB型號可最多寫入不到70TB，1TB的則能堅持550TB，相當於兩天多點一次全盤寫入。 【3D閃存有多大？】 850 Pro裡的3D V-NAND閃存是32層堆疊的，三星還展示了晶圓，但並未披露顆粒的具體尺寸，而且由於堆疊都是在微米層面上，肉眼在晶圓上是看不到什麼不同的。 數了數發現，300毫米晶圓的垂直方向上有44個內核，那麼單個Die的高度大約是6.8毫米。 水平方向的寬度也可以這麼估算，或者測量單個內核的長寬比後計算。PC Perspective提供了一張近照： 使用PS量尺工具測量了一下，可知寬度是高度的大約2.05倍，那就是14.0毫米，面積就是約95.4平方毫米。 單顆容量86Gb(10.75GB很奇怪的設定)，容量密度就是0.90Gb/mm2，比起第一代的133平方毫米、128Gb來說，容量小了不少，面積也小了更多，密度略降，但都大大高於普通2D閃存。 至於為什麼第二代「縮水」了，大概是更小的內核良品率更高吧。 【三星3D V-NAND閃存官方演示】 以下來自三星固態硬盤全球峰會官方演講，大家隨便看看。 2D平面到3D立體 就像是從平房到高樓 3D堆疊改變了閃存單元的基本結構 現在已經可以做到最多32層 單元之間互不干擾(這是新工藝的最大問題) 沿用現有的光刻技術 3D堆疊可讓單顆容量在三年後達到1Tb(128GB) 3D堆疊可讓電流降低46％(功耗和損耗更低) 3D VS. 2D 3D閃存的材料、架構、整合之變，醞釀十年了 850 Pro 第一款使用3D閃存的消費級固態硬盤 對比840 Pro：主控還是第五代的三核ARM Cortex-R4 MEX，但頻率提升至400MHz，緩存容量也翻番至最大1GB 7月21日上市，價格130-700美元 終身數據寫入量150TB，相當於每天40GB、可用十年 850 Pro 850 Pro各單元拆解

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