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SSD改玩eTLC/eMLC了 这是啥?

2016/4/3 17:30:07      点击:

        在2015年里,TLC SSD逐渐成为市场主角,凭借超高的性价比掀起了SSD的普及战役。就在TLCSSD攻城略地之余,很多SSD厂商却开始改玩“eMLC”,而TLC SSD阵营中也出现了“eTLC”的分支。那么,这些前缀带“e”的闪存颗粒究竟是个什么东东?

闪存颗粒的筛选流程

早在SLC NAND时代,也曾有过名为“eSLC”的闪存颗粒。在MLC和TLC一统江湖的时代,eMLC和eTLC的出现也就显得顺理成章了。在正式介绍它们之前,我们先来回顾一下NAND闪存颗粒的筛选流程:

无论是SLC、MLC还是TLC,它们都是由晶圆切割而来的闪存颗粒(又称“Die”,可由1个或多个电路组成,最终被封装成一个NAND FLASH单元)(图1)。生产工艺越先进(比如从19nm升级到15nm),从每一块晶圆中切割出来的闪存颗粒就越多(图2),意味着成本更低。问题来了,晶圆这种硅半导体集成电路的生产存在良品率的概念,并非每一块晶圆片都是完美合格的。



在NAND闪存颗粒领域,我们习惯将没有通过任何检测的晶圆片(切割出来的闪存颗粒)称为“黑片”,也就是晶圆上故障率最高的废片。可惜,这些“黑片”很少被晶圆厂销毁,而是通过一些渠道流传出去,常被应用在山寨闪存盘中。还好,鲜有厂商会将其用于SSD,否则返修售后足以拖垮自己。

有些闪存颗粒经历了一次晶圆厂的筛选但却没有通过原厂故障检测,这类“瑕疵片”常被二线硬盘厂商采购。此时,硬盘厂商会用自己的厂内检测对“瑕疵片”进行筛选,凡是检测合格的闪存颗粒就被称为“白片”(又称Good Die)。虽然厂内检测不如原厂监测那般严格,但“白片”的品质还是有所保障的。

如果闪存颗粒顺利通过了晶圆厂原厂的筛选和故障检测,此时它们就会被称为“原厂颗粒”,并在芯片表面印上晶圆厂(如东芝、镁光、海力士、闪迪、三星、英特尔)的Logo和型号参数等信息(图3)。如果你拆开了某款SSD,发现闪存颗粒并非晶圆厂的标记,而是打上了SSD厂商自家的Logo(如Kinston的标志)(图4),那就基本可以断定该SSD采用的是闪存颗粒中的“白片”。



解读“e”的涵义

消费级市场注重速度,企业级市场则注重稳定,这种潜在的客户需求,也让晶圆厂在闪存颗粒的筛选中出现了分支。

为了满足企业级市场的要求,晶圆厂会将每块晶圆片上最好的那部分单元挑选出来,并依照企业级的标准对其进行严苛的测试,凡是达到数据完整性和耐久度测试标准的那部分闪存颗粒,就会被定义为“eMLC”(图5)或“eTLC”(图6)。换句话说,凡是前缀带“e”的,就是晶圆厂特供给SSD厂家的企业级闪存。与普通的MLC和TLC相比,这些企业级的闪存颗粒拥有更多的P/E数(寿命更长),稳定性方面也更为出色。


 图注:东芝eMLC原厂颗粒


 图注:东芝eTLC原厂颗粒

需要注意的是,想挖掘出“eMLC”和“eTLC”在寿命上的优势,还需搭配指定的主控芯片和固件算法。如果有SSD厂商拿eMLC/eTLC与普通主控搭配,是无法达到这些企业级闪存应有的高P/E数值的。

速度无法领先“e”步

令人遗憾的是,为了提高P/E数值,“eMLC”和“eTLC”在擦写操作和编程操作时所需要的时间相比MLC/TLC更长,这就意味着它们在速度上无法和搭配MLC/TLC闪存的SSD快。以建兴睿速T9为例,这款SSD采用了Marvell 88SS9187高端主控和东芝原厂eMLC颗粒,但性能却无法达到预期的那个高度(图7)。



令人欣慰的是,“eMLC”和“eTLC”并非提价的代名词。比如256GB的建兴睿速T9(eMLC)只卖499元,而东芝Q300(eTLC)不足400元,和采用MLC和TLC的产品相差极小。因此,如果你对数据安全极为看重,优先挑选搭配闪存颗粒带“e”的SSD准没错(eMLC的寿命大于eTLC),但如果你对SSD的要求就是越快越好,那不带e且配备高端主控的SSD才更适合你。

小结

为了提升卖点,可以预见2016年会有更多SSD用上“eMLC”和“eTLC”,这对担心SSD稳定性的用户而言无疑是个好消息。另一方面,随着3D NAND闪存技术的普及,从现在开始我们将面对一个以TLC为主的SSD市场,三星850 Pro以及被誉为“TLC永久模拟MLC的产物”,大容量TLC SSD潜在的使用寿命隐患已经得以解决。也许用不了几年,MLC SSD也会如果SLC SSD一样淡出市场,被列入传说中的行列。

扩展阅读:容量与功耗之间矛盾

我们都知道,SSD的容量与使用寿命和读写性能成正比,但随之而来的功耗问题就鲜有人关注了。简单来说,SSD容量越大,它的耗电量也就越高。经过国外媒体的实测,240GB SSD的平均功耗介于5400rpm和7200rpm转速的HDD械硬盘之间,SSD一定比HDD省电的结论是站不住脚的。还好,随着NAND闪存工艺和主控的进化,如今240GB的SSD耗电量已经与英特尔520时代的120GB SSD持平。因此,如果你特别在意笔记本的续航时间,选择SSD的容量“够用就好”即可。