新极速霸主诞生 三星850 PRO首发评测

    作为此款产品最大特色，3D V-NAND闪存拥有的优势：容量提升两倍以上，速度提升两倍，寿命提升十倍，能耗降低一倍。三星宣称3D V-NAND MLC闪存颗粒的寿命超过了SLC！

    到底什么是3D V-NAND？我们要先从NAND制程变化开始说起了。去年NAND闪存向20nm过渡，最直接的好处是可实现Die（逻辑单元，也称LUN）尺寸以及成本的逐渐减小，34nm制程下甚至生产不出8GB的Die（需要两个Die），如果基于IMFT的25nm工艺，Die大小为167平方毫米，而如果改用IMFT的20nm工艺可进一步减少到118平方毫米，面积缩减了30%，芯片产量则可以提高40%，成本大大降低。

    在成本降低的同时，负面的影响也很明显，对于NAND Flash，越先进制程技术生产的晶片，因为其物理特性，在相同的空间要针对更多单元做充放电的动作，完成数据读写的延时就会越久，换个方式讲，就是性能会出现下降。同时寿命也在降低。50nm时代，P/E次数是10000次，编程时间只有900us，随着制程工艺的前进，P/E次数从1000次降到5000次再降到3000次，这还只是MLC的变化，要是TLC，P/E次数已经降低到了1000次了。

    同时，新制程下在数据处理时的错误率也比较高，需要提供更好的错误校正能力。从目前的资料看，20nm制程的L84颗粒Page会有8KB（L84A）和16KB（L84B/L84C）两种，L85则都是16KB Page，由于密度的上升，每KB需要ECC数据也在增加，比如说25nm时，每1KB需要24b的ECC，当制程进步到20nm后，每1KB需要40b的ECC。

　　而三星的V-NAND闪存放弃了传统的浮栅极MOSFET，改用自家的电荷撷取闪存（charge trap flash，简称CTF）设计。每个cell单元看起来更小了，但是里面的电荷是储存在一个绝缘层而非之前的导体上的，理论上是没有消耗的。这种看起来更小的电荷有很多优点，比如更高的可靠性、更小的体积，不过这些还只是其中的一部分。

　　使用CTF结构的V-NAND闪存被认为是一种非平面设计，绝缘体环绕沟道（channle），控制栅极又环绕着绝缘体层。这种3D结构设计提升了储存电荷的的物理区域，提高了性能和可靠性。

　　可靠性和性能提升是V-NAND闪存的一个方面，还有就是3D堆叠。由于三星已经可以垂直方向扩展NAND密度，那就没有继续缩小晶体管的压力了，所以三星可以使用相对更旧的工艺来生产V-NAND闪存，现在使用的是30nm级别的，介于30-39nm之间。

　　使用旧工艺的好处就是P/E擦写次数大幅提升，目前的19/20nm工艺MLC闪存的擦写次数普遍是3000次，三星的V-NAND闪存可达35000次，这也是三星说可靠性提升2-10倍的由来。

　　使用旧工艺甚至也没妨碍三星提高NAND密度，三星之前公布的V-NAND是128Gb核心的，目前主流19/20nm工艺的核心容量是64Gb，如果用传统工艺制造128Gb核心的NAND，那么工艺需要15nm。

　　更大容量的NAND有着更少的干扰，编程时间会更短，这意味着性能会提高。此外，更大容量的NAND的读写不需要那么多次的重试，因此总功耗也会更低。