美光新的176层3D NAND工艺可能意味着更大、更便宜的固态硬盘

周一，内存和存储供应商美光(Micron)宣布，其新的176层3D NAND(大多数固态硬盘背后的存储介质)工艺正在生产中，并已开始向客户发货。新技术应该提供更高的存储密度和写入耐久性、更好的性能和更低的成本。

新的NAND工艺是美光的第五代NAND及其第二代替换栅极架构--取代了美光和英特尔过去都使用的较早的浮栅架构。在传统的浮动栅中，绝缘体将单个电池隔开，这导致了电池之间不需要的电容。

相反，美光的替换栅极架构将多个单元构建成一个单独的绝缘结构，几乎消除了单元间的电容，并(根据美光的说法)提高了写入耐久性、功率效率和性能。该公司尚未提供量化这些主张的具体基准。

新的3D NAND工艺在每个芯片中构建了更多的单元层，提供了更高的存储密度、更低的访问延迟和更高的电源效率。作为参考，美光目前的浮栅NAND提供96层，其上一代替换栅NAND提供128层，西部数据的BiCS5 3D NAND工艺提供112层。

增加层数意味着在相同数量的存储单元下显著减小管芯尺寸。美光声称，与同类最具竞争力的产品相比，新芯片的芯片尺寸减少了30%。这使得更高的存储容量在更小的外形尺寸中更加实用。

我们应该清楚，在这里以更小的外形尺寸增加存储的实用性意味着非常小的外形尺寸，例如M.2 NVMe驱动器和集成的eMMC存储。尽管消费者习惯于传统磁盘的容量高于固态硬盘，但限制因素是成本，而不是容量。存储供应商Nimbus在两年多前就开始销售传统3.5&34；硬盘规格的100TB固态硬盘；与此同时，西部数据今年7月才开始销售20TB常规硬盘。

美光表示，除了增加的面密度外，新工艺在读取和写入延迟方面都有显著改善-与目前的浮栅NAND相比提高了35%，比第一代替换栅NAND提高了25%。

在这里，最大的性能收获不是营销部门青睐的压倒性多数数字的典型选择--也就是在理想条件下，一台硬盘可以为超大型业务实现的绝对最高速度。更重要的是，它们意味着提高了服务质量(QoS)-换句话说，即使在不太理想的工作负载和条件下，速度也会更稳定。

美光新改进的延迟也应该意味着更好的低端性能-换言之，4KiB或更小的块大小的操作，这些操作并不是在大规模并行工作负载中进行的。

如果美光声称大大提高了写入耐用性，那么在要求苛刻的应用中，用便宜得多的3D NAND设备取代昂贵得多的SLC(单层单元)企业/数据中心固态硬盘可能成为可能。与此同时，假设每个晶片的制造成本没有大幅增加，每个芯片的存储密度大约增加三分之一，可能意味着同样便宜的消费设备。

我们还不认为这会为传统硬盘敲响丧钟。即使在最好的情况下-制造成本不会增加-这也会使TLC NAND的每TB成本在85美元左右。传统硬盘每TB的成本约为27美元，因此在价格方面，这两种技术之间仍有很大差距。