【技术】3D NAND SSD：突破2D平面NAND的扩展限制

时间： 2019-12-31 来源：ATP ELECTRONICS

技术问答

3D NAND SSD：突破2D平面NAND的扩展限制

自从Fujio Masuoka博士在80年代发明闪存以来，基于闪存的固态驱动器（SSD）已经走了很长一段路。在随后的几十年中，技术人员成功地开发了新方法，并使用新材料缩小了闪存芯片的尺寸，以便将其更多地安装在芯片上并提高容量。

但是，扩展规模有望达到极限。制造商试图将更多的元件封装到同一芯片上，但是我们正接近技术限制，光刻技术的微观宽度已不再可以进一步缩小。

从2D彻底转变的需要

在二维平面NAND中，存储单元并排布置在单个管芯层上。驱动器容量取决于将在基片上安装多少个单元，更多的单元意味着更高的容量。但是，此技术受以下限制：

·缩放限制。制造商一直在缩小存储单元的尺寸，以便将更多的单元装入芯片中。但目前光刻宽度已经接近达到技术极限。

·单元间干扰。不断缩小存储单元会导致电荷从一个单元泄漏或迁移到相邻单元中。当前的2D NAND光刻技术处于1y / 1z nm。超越这一点非常困难，因为随着单元的收缩，电子泄漏概率会增加。建立NAND的管芯越小，防止写入一个单元破坏其他单元中的数据变得越来越困难。这种情况称为单元间干扰，这大大降低了闪存的可靠性，并最终导致数据损坏。

·与拥挤的大都市寻找更有效地利用可用土地的方法类似，需要彻底改变以在有限的芯片尺寸内增加密度。

克服2D的极限

三维NAND是下一代闪存技术。3D NAND通过垂直堆叠多层材料突破了2D平面NAND的边界，然后形成单元层。这项创新技术可在给定的占位面积上增加容量，而不会过度缩小闪存芯片以使其更适合有限的基片尺寸。领先的制造商已经在堆叠更高的产品，从而提高了64层3D NAND的产量。容量显然增加了，另外还有更多好处：通过垂直堆叠层，可以使用更大的NAND单元，从而获得更好的性能和耐久性。它可以比作高层建筑，在有限的土地上您可以拥有许多楼层。3D NAND功耗也更低；降低每千兆字节的成本；通过使用更简单的算法加快读/写速度；并通过减少单元间干扰来提供更好的可靠性、耐久性和整体性能。

3D NAND优势摘要

·降低功耗。与平面NAND相比，功耗降低多达50％。

·更好的性能和速度，使用更简单的算法可将读取/写入性能提高1.3-2倍

·更好的耐久性。3D NAND减少了单元间干扰，从而提高了可靠性并延长了SSD的使用寿命。

·成本效益。随着3D NAND越来越流行，它将最终取代2D平面NAND，从而推动持续的比特成本降低，并为在企业和消费者领域更广泛地采用闪存铺平道路。通过3D NAND技术，预计闪存单位成本的降低将大大降低。

表1. 2D和3D NAND之间的比较。

ATP 3D NAND优势

ATP提供各种尺寸的3D NAND闪存，容量从128 GB到1TB不等。ATP M.2，2.5"固态硬盘，mSATA 和slimSATA 驱动器提供最大的顺序读/写速度为550/450 MB/s，这明显优于planar NAND解决方案。

从IC级测试到最终的3D NAND封装，ATP的自包装功能可确保对生产过程和质量管理的完全控制，从而确保客户缩短交货时间、BOM稳定性、定制包装并可控制总成本效益。

最重要的是，ATP的自包装3D NAND产品还具有先进的技术，即使在最苛刻的操作环境中，也可以确保数据完整性，持久性和可信赖性。

随着3D NAND的快速发展，有望在可预见的将来取代平面NAND。希望满足日益增长的数据存储需求的企业将受益于ATP的3D NAND解决方案，它们具有更高的容量，更好的性能，更久的耐用性以及更低的每千兆字节成本。

ATP 3D NAND解决方案

ATP 3D NAND解决方案具有不同的外形和容量。请参考下表。

表2. ATP 3D NAND解决方案。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 16
| 转发至：

本文由Jackie S翻译自ATP ELECTRONICS，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（16）

Timm Lv9. 科学家 2021-02-25

学习了
otsuka Lv9. 科学家 2021-02-03

学习了！
飞翔的耗子 Lv6. 高级专家 2020-03-16

学习
冷锋 Lv7. 资深专家 2020-03-05

学习
用户56731903 Lv9. 科学家 2020-02-23

了解一下！！！

luose Lv8. 研究员 2020-02-18

学习了!
aran Lv7. 资深专家 2020-01-20

随着3D NAND越来越流行，它将最终取代2D平面NAND，从而推动持续的比特成本降低，并为在企业和消费者领域更广泛地采用闪存铺平道路。通过3D NAND技术，预计闪存单位成本的降低将大大降低。
小小哥布林 Lv7. 资深专家 2020-01-05

学习
maomao Lv8. 研究员 2020-01-05

了解
二二 Lv3. 高级工程师 2020-01-05

学习

展开更多评论

【技术】ATP固态驱动器(SSD)和模块使用单阶存储单元(SLC)缓存，进一步增强了3D TLC SSD读写性能

基于3D TLC NAND闪存的ATP下一代固态驱动器（SSD）和模块是具有SLC缓存的最新产品。为了获得更好的数据完整性和增强的设备保护，新的M.2 2280 NVMe N600Si / N600Sc和A600Si和A600Sc串行ATA（SATA）SSD具有最新版本的ATP的断电保护（PLP）技术PowerProtector 4，结合了硬件和固件解决方案，以确保在突然断电时可以保存和保护数据。

新技术发布时间 : 2020-04-20

【技术】符合Opal 2.0的ATP SATA和NVMe™驱动器，确保静态数据安全

ATP的下一代SATA和NVMe驱动器符合Opal 2.0标准，从而确保了静态数据的安全保护层

新技术发布时间 : 2019-12-10

【技术】ATP利用MCU为SATA和NVMe SSD提供智能电源管理和PLP功能

ATP PowerProtector 4集成了基于MCU的设计，可为ATP的下一代SATA和NVMe SSD提供增强的电源管理和PLP功能。通过结合硬件和固件解决方案，基于MCU的设计可保护数据以及存储设备，以实现更高水平的完整性和可靠性。

新技术发布时间 : 2020-07-08

泽石消费级SSD选型表

泽石提供64/72/96层3D NAND，Tensor SSD®； SATA 2.5寸，SATA M.2，PCIe M.2等全系列标准解决方案。

产品型号	品类	系列号	产品描述	规格	容量	工作温度范围（℃）	MOQ	MPQ
CC100X 256GB	SSD	CC100X	固态存储硬盘	M.2 2280 NVMe	256GB	0℃～70℃	1	50

选型表 - 泽石立即选型

ATP（华腾国际）DRAM存储模块和NAND闪存产品选型指南（英文）

目录- Company Profile Segment Challenges and Solutions Thermal Solutions Endurance Solutions Security Solutions CFexpress & USB 3.0 Value Line SSDs DDR5 DRAM SOLUTIONS FLASH SOLUTIONS Flash Products Naming Rule Solutions & Technologies Flash Technology Overview table Complete Flash Spec Overview & Product Dimensions

型号- A750PI,E650SC SERIES,S600SC,B800PI,S750 SERIES,S600SI,S600SCA,E750PC SERIES,B600SC,N700PC,S700SC,E650SC,A750 SERIES,E600VC,S800PI,A750PI SERIES,I800PI,A600VC,A650SI,A650SC,N700 SERIES,S650SI,N750,N750PI,A800PI,A700PI,N700SI,N650 SERIES,E600SAA,N700SC,A750,N600SC,A600VC SERIES,E600SA,E650SI,E650SI SERIES,N750 SERIES,E700PIA,TR-03153,N600SI,S650,S650SC,E700PAA,N650SIA,E600SI,B600SC SERIES,S750SC,S600SIA,I700SC,N650SI,N600VI,E600SIA,E750PI,N650SC,N750PI SERIES,N600VC,I600SC,E750PC,S700PI,A650 SERIES,N650,N600 SERIES,N600VC SERIES,S650 SERIES,A650,AES-256,E700PI,A600SI,E750PI SERIES,N700PI,E700PA,S750,S750PI,E700PC,A600SC

选型指南 - ATP - v1.0 - 012023 PDF 英文下载

ATP推出业界最高擦写寿命的工业级固态硬盘（SSD），具有出色的耐久性和在极端温度下工作的能力

ATP推出N751Pi系列PCIe Gen4 NVMe M.2 2280 SSD，该SSD在配置了pSLC NAND的工业级固态硬盘（SSD）中具有出色的耐久性和在极端温度下工作的能力，是恶劣环境、恶劣条件和高负荷工作负载下关键任务和写入密集型应用的理想选择。

产品发布时间 : 2024-08-21

ATP（华腾国际）DRAM存储模块和NAND闪存产品选型指南（中文）

目录- 公司简介细分市场挑战和解决方案热管理解决方案 TSE闪存解决方案 DRAM解决方案闪存解决方案闪存解决方案-固态驱动器和模块闪存解决方案-存储卡闪存解决方案-托管NAND 闪存产品命名规则闪存规范概述和产品尺寸

型号- A750PI,S600SC,N750PI系列,B800PI,S750 SERIES,S600SI,S600SCA,B600SC,N700PC,S700SC,N600,E650SC,E750,E750PC系列,E600VC,S800PI,I800PI,E750 SERIES,A600VC,A650SI,N600系列,A650SC,N700 SERIES,S650SI,N750,N750PI,A800PI,A700PI,N700SI,E600SAA,N700SC,A750,N600SC,A600VC SERIES,E600SA,E650SI,E700PIA,N600SI,S650,S650SC,E700PAA,N600VC系列,N650系列,N650SIA,N750系列,E600SI,S750系列,E650,N700,S750SC,S600SIA,I700SC,N650SI,N600VI,E650SI系列,E600SIA,E650SC系列,E750PI,N650SC,S650系列,N600VC,I600SC,E750PC,A600VC系列,A650系列,S700PI,N700系列,N650,N600 SERIES,N600VC SERIES,A750PI系列,S650 SERIES,A650,E700PI,E750PI系列,A600SI,N700PI,A750系列,E700PA,E650 SERIES,S750,S750PI,E700PC,A600SC

选型指南 - ATP - v1.0 - 012023 PDF 中文下载

【产品】ATP推出无DRAM存储的SSD N600Vc/A600Vc系列，120GB~1TB容量可选

2022年5月，ATP ELECTRONICS推出N600Vc，A600Vc系列固态硬盘（SSD）。采用领先的100+层3D架构的三层单元（TLC）NAND，面向需要可靠性能、广泛的容量选择和价格友好的长期供应承诺的工业/嵌入式应用。

新产品发布时间 : 2022-05-25

What is NVMe SSD and What are the Benefits?

ATP M.2 2280 NVMe SSDs are designed for a PCIe 3.0 x4 interface and comply with NVMe 1.2 specifications. Along with up to 1 TB memory capacity, sequential read speed of up to 2,540 MB/s, and sequential write speeds up to 1,100 MB/s, ATP M.2 NVMe SSDs exceed the SATA interface bandwidth 2x-3x, eliminate bottlenecks, and deliver a dramatic performance boost over AHCI standards. ATP M.2 2280 NVMe SSDs integrate 3D NAND MLC technology, enabling higher memory capacity, lower cost per bit, and increased longevity.

设计经验发布时间 : 2023-12-01

BGA SSD: Powerful NVMe Performance in a Tiny Package

ATP‘s N700 Series SSDs are built with 3D triple-level cell (TLC) configured as pseudo-single-level cell (pSLC) NAND flash. By storing only one bit per cell, they increase the reliability and endurance of the NAND flash memory, while benefiting from the lower cost compared with native SLC, due to the higher cell density.

原厂动态发布时间 : 2021-05-26

【IC】泽石最新发布全国产工业级宽温PCIe SSD IP1X系列，提供480GB到4TB的大容量选择

泽石科技基于十余年在工业存储领域丰富的技术积累，正式发布全国产工业级宽温PCIe SSD，IP1X系列（IP110X/IP111X，IP100X/IP02X）新品。该系列产品同时具备全国产器件设计，搭载长江存储128层3D NAND闪存颗粒+宽温支持；支持稳定读写和掉电保护；可满足对稳定读写性能有高需求的使用场景。

新产品发布时间 : 2023-03-31

ATP Offers 3D NAND Flash in Various Form Factors With Capacities Ranging From 128 Gb to 1 Tb, Better Than Planar Nand Solutions

ATP offers 3D NAND flash in various form factors with capacities ranging from 128 GB to 1 TB. ATP M.2, 2.5“ SSD, mSATA and SlimSATA drives deliver maximum sequential read/write performance of 550/450 MB/s, which is significantly better than planar NAND solutions.

原厂动态发布时间 : 2023-11-17

ATP NVMe Solutions Built for the Fast Lane, Sequential Read Speed of up to 2,540 MB/s, and Sequential Write Speeds up 1,100 MB/s

ATP Electronics responds to the clamor for acceleration in enterprise and mission-critical environments with its NVMe-based M.2 2280 SSDs. Designed for a PCIe 3.0 x4 interface and complying with NVMe 1.2 specifications, ATP NVMe SSDs boast up to 1 TB memory capacity, sequential read speed of up to 2,540 MB/s, and sequential write speeds up 1,100 MB/s. ATP NVMe solutions also integrate 3D NAND MLC technology, enabling higher memory capacity, lower cost per bit, and increased longevity.

原厂动态发布时间 : 2023-10-25

ATP 100+ Layer Prime Die 3D NAND SSD Built for Industrial Applications : Value Line with 3D TLC NAND Offers Prime Quality, Reliability and Endurance at Lower Cost per GB

型号- AF1TSTIA-2BBXX,AF128GSTCJ-2BBXX,AF64GSTIC-2BAXX,AF128GSTIA-2BBXX,AF128GSTCJ-2BAXX,AF256GSTHI-2BBXX,AF512GSTIA-2BBXX,AF512GSTHI-2BAXX,AF512GSTHI-2BBXX,AF1TSTCJ-2BBXX,AF32GSTCJ-2BAXX,AF512GSTCJ-2BAXX,AF512GSTCJ-2BBXX,A600VC,AF32GSTIC-2BAXX,AF128GSTHI-2BBXX,AF64GSTCJ-2BAXX,N600VC,AF256GSTIC-2BBXX,AF1TSTIC-2BBXX,AF256GSTIC-2BAXX,AF128GSTHI-2BAXX,AF64GSTHI-2BAXX,AF480GSTJA-DBCXX,AF960GSTJC-DBBXX,AF240GSTJA-DBCXX,N600VC SERIES,AF120GSTJA-DBCXX,AF256GSTCJ-2BBXX,AF480GSTJC-DBBXX,AF256GSTIA-2BBXX,AF256GSTCJ-2BAXX,A600VC SERIES,AF128GSTIC-2BAXX,AF256GSTHI-2BAXX,AF128GSTIC-2BBXX,AF32GSTHI-2BAXX,AF1TSTHI-2BBXX,AF240GSTJC-DBBXX,AF512GSTIC-2BAXX,AF512GSTIC-2BBXX,AF120GSTJC-DBBXX

数据手册 - ATP - v1.0 - 012023 PDF 英文下载

ATP 176-Layer Prime Die 3D NAND SSD Built for Industrial Applications PRODUCT FAMILY FLYER

型号- AF1TSTIA-2BBXX,AF128GSTCJ-2BBXX,AF128GSTIA-2BBXX,AF128GSTCJ-2BAXX,AF256GSTHI-2BBXX,AF512GSTIA-2BBXX,AF512GSTHI-2BAXX,AF512GSTHI-2BBXX,AF1TSTCJ-2BBXX,AF512GSTCJ-2BAXX,AF512GSTCJ-2BBXX,A600VC,AF128GSTHI-2BBXX,N600VC,AF256GSTIC-2BBXX,AF1TSTIC-2BBXX,AF256GSTIC-2BAXX,AF128GSTHI-2BAXX,AF480GSTJA-DBCXX,AF960GSTJC-DBBXX,AF240GSTJA-DBCXX,N600VC SERIES,AF120GSTJA-DBCXX,AF256GSTCJ-2BBXX,AF480GSTJC-DBBXX,AF256GSTIA-2BBXX,AF256GSTCJ-2BAXX,A600VC SERIES,AF128GSTIC-2BAXX,AF256GSTHI-2BAXX,AF128GSTIC-2BBXX,AF1TSTHI-2BBXX,AF240GSTJC-DBBXX,AF512GSTIC-2BAXX,AF512GSTIC-2BBXX,AF120GSTJC-DBBXX

商品及供应商介绍 - ATP - v1.1 - 062023 PDF 英文下载