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中关村在线第六代V-NAND首秀 三星980PRO为何“卓尔不群”


9月22日 ， 三星品牌存储正式推出了旗下首款基于PCIe4.0协议的旗舰级产品——三星980PRO PCIe4.0固态硬盘 。 笔者在第一时间从产品的外观工艺 ， 内部核心架构 ， 新技术升级应用等角度进行全面深入的评测和体验 。
不得不说 ， 此次三星980PRO基本实现了全面的技术升级和产品革新 ， 在众多新技术新架构之中 ， 三星自研的第六代V-NAND闪存颗粒的应用 ， 毫无疑问 ， 是最让笔者感到惊艳和动容的 。
中关村在线第六代V-NAND首秀 三星980PRO为何“卓尔不群”
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说起三星自研V-NAND颗粒 ， 就不得不从固态硬盘产品的原理结构聊起 。 众所周知 ， 固态硬盘的核心便是利用闪存颗粒替代了传统机械硬盘的机械磁盘 ， 作为存储介质 ， 然后通过通电和放电 ， 将信息和数据读取和写入到闪存颗粒当中 ， 最终实现数据的存储 。
01 三星V-NAND技术的前世今生
从原理上 ， 我们不难发现 ， 闪存颗粒是决定固态硬盘绝对性能和存储容量的关键因素之一 ， 因而众多存储厂商都在大力研发具有自主知识产权的闪存颗粒产品 。 近年来 ， 为了进一步提升闪存颗粒在性能和容量上的齐头并进 ， 以三星为主的存储大厂 ， 突破性的提出了闪存颗粒内部3D堆叠技术 ， 用以满足日益增长的性能和容量的双料需求 。
所谓3D堆叠技术 ， 也就是在原本是2D平面的闪存颗粒内部 ， 通过技术手段在维持平面不变的状态下 ， 从Z轴 ， 也就是立体面上进行颗粒的堆叠 ， 这样就能实现在保持闪存颗粒尺寸不变甚至更小的情况下 ， 无限的通过垂直面颗粒堆叠 ， 实现闪存颗粒内部容量的扩容和倍增 。
正如同平房和楼房的差异一般 ， 3D堆叠如同在单位面积上进行楼房的加盖 ， 让原本面积固定的平房 ， 在不扩大地域的情况下 ， 提升可利用面积 。 理论上 ， 只要在技术足够可靠 ， 垂直方向的堆叠几乎可以做到无限制的扩容 。
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应用于三星870QVO上的V-NAND技术 3D堆叠技术 ， 三星称之为V-NAND技术 ， 是三星于2013年首次推出并应用在商用市场 ， 基于三星V-NAND技术采用了区别于传统浮栅极技术（即FG Floating Gate）的电荷撷取闪存（charge trap flash ， 简称CTF）路线 ， 因而一直领跑全行业 ， 平均下来几乎领先同期厂商2年以上 。
从2013年初代V-NAND首发 ， 直到今年2020年 ， 历经7年 ， 第六代三星V-NAND颗粒也终于问世 ， 从7年的研发路线也可以看出 ， 三星品牌存储几乎是一年一脚印 ， 不断在V-NAND技术上保证技术优势 ， 提升闪存产品的绝对性能和存储容量 。
02 第六代V-NAND颗粒的技术创新
那么 ， 应用于三星980PRO上的全新第六代V-NAND技术又有哪些技术创新呢？
总结下来就是两点 ， 一个是堆叠层数更多 ， 存储数据的上限更高；另一个是性能更强 ， 延迟更小 ， 能够提供更高强劲的存储表现 。
在堆叠层数方面 ， 第六代V-NAND颗粒应用了前文提到的三星独创的CTF路线 ， 也就是“通道孔蚀刻”技术 ， 即在闪存内部建立100多个层组成的导电晶片堆栈 ， 从上到下垂直穿孔 ， 形成均匀的三维电荷阱闪存（CTF）单元 ， 让第六代V-NAND颗粒内部拥有1XX层的堆叠 ， 相较于应用在970EVO Plus上的第五代9X层 ， 有了一个量级的提升 ， 这也意味着在同等数量的die下 ， 三星980PRO内置的闪存颗粒能够存储更多的数据 。
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第六代V-NAND闪存两大优势 在性能方面 ， 三星通过在电路设计上进行速度优化 ， 使得全新第六代V-NAND闪存拥有更快的数据传输性能 ， 根据测算 ， 相较于第五代闪存 ， 其写入操作时间少于450微秒（μs） ， 读取操作的时间少于45μs ， 性能提高了10%以上 ， 而功耗却降低了15%以上 。


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