2d跟3d闪存(2D3D4D闪存究竟是怎么回事)
现在很多固态硬盘都将"3D闪存"作为主要卖点,3D闪存究竟是怎样的结构,又如何带来了性能方面的提升?东芝在最新的宣传片中解释了BiCS架构3D闪存的秘密。
3D闪存,并不是简单的将2D闪存垂直堆叠起来。下图就是典型的错误示例:它展示的是将多个闪存晶粒封装到一个颗粒中的过程,而非2D闪存到3D闪存的变化。
在3D发展的过程中,整个闪存结构经历了巨变,从过去以衬底为基础的平面变更为以垂直通道为核心的圆柱结构。同时,闪存用以存储电子的结构也发生变化,从2D时代的Floating Gate浮栅结构进化为更先进的Charge Trap电荷捕获结构。
2D浮栅闪存的电子存储在Floating Gate当中。GIF动图:
电子在Floating Gate中可以自由移动,不受过多限制,这意味着一旦下方的隧道氧化层出现漏洞,电子就非常容易从Floating Gate中泄露,最终导致闪存中用电子表达的数据出错。
3D电荷捕获闪存的电子则存储在圆柱形构建的Charge Trap结构中。GIF动图:
Charge Trap就像是陷阱,能够牢牢锁住陷入其中的电子,对于闪存擦写寿命的延长有着积极的作用。
另外,随着半导体制程的微缩,2D闪存Floating Gate中能够存储的电子数量急剧减少、闪存单元间干扰增大,从而影响到固态硬盘在断电后存储数据的时长。而3D闪存中使用的Charge Trap圆柱形结构有着更大的空间用于储存电子。这是3D闪存耐久度优势的另一个原因。
由于采用了圆柱形的结构,3D闪存的每个存储单元可以在垂直方向串起来,使得整个芯片的面积降低,让闪存的存储密度得到提升的同时,降低了闪存的制造成本。下图是东芝BiCS 3D闪存结构示意。
目前,3D闪存正在固态硬盘、手机、平板、数据中心以及汽车电子等领域快速得到普及,在带来更大容量的同时,还扩展了闪存的写入寿命,同时降低了固态硬盘的价格。
至于今年新出现的所谓"4D闪存",实则是SK Hynix在FMS2018闪存峰会上提出的3D闪存结构上的一个小改进,将闪存的周围电路放到了闪存阵列下方。闪存堆叠层数的提升才是3D闪存最值得关注的方向,96层堆叠是今年下半年到明年的主旋律,而到2020年,闪存将发展到128层甚至更高,大众普及1TB固态硬盘未来不是梦。
,免责声明:本文仅代表文章作者的个人观点,与本站无关。其原创性、真实性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容文字的真实性、完整性和原创性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并自行核实相关内容。文章投诉邮箱:anhduc.ph@yahoo.com