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從Xtacking 1.0到2.0 致態TiPro7000超過7400MB/s效能的祕密

2022-01-12 11:00:17

近段時間以來,致態TiPro7000的問世,再次引發了全行業關注,作為一家2016年堪堪成立,不到6年,卻實現了從SATA到PCIe3.0,再到如今消費級固態硬碟巔峰PCIe4.0 SSD,全領域的產品佈局,長江儲存·致態背後的Xtacking?為何如此神奇?Xtacking技術究竟又有多少魔力?

根據官方解釋,Xtacking?是長江儲存核心專利和技術品牌,代表著長江儲存在3D NAND儲存技術領域的創新進取和卓越貢獻,同時它也是長江儲存面向企業客戶、消費者推廣3D NAND產品的關鍵所在,也是體現長江儲存原創設計的代表品牌。


致態TiPro7000(1TB)

這個解釋實質上有兩重意思,一方面著重強調了Xtacking是一項核心的快閃記憶體制造技術,是長江儲存近年來發展壯大的關鍵專利,另一方面則是揭示了Xtacking已然成為長江儲存重要的品牌資產和代名詞,有著非同凡響的象徵意義。

今天,我們拋開品牌意義不聊,重點聊聊Xtacking?作為快閃記憶體制造技術,是如何推動致態TiPro7000的效能炸裂。

01 主流NAND快閃記憶體制造邏輯

在理解Xtacking?技術之前,我們需要先聊聊全球其他快閃記憶體廠是如何製造快閃記憶體的。


圖源於網際網路

我們都知道現階段全球NAND快閃記憶體玩家,主要有三星、鎧俠/西數、Intel/Micron以及SK海力士等幾家,其中鎧俠和西數,intel和Micron,基於資本和市場共用機制,在這裡可視為一家。

通過上圖全球主流NAND快閃記憶體橫截面可以看到,製造技術上,三星和鎧俠/西數大體上保持一致,都是常規的並列式架構,這樣的好處在於加工難度較低,但對於晶圓蝕刻裝置與技術要求太高,尤其是三星採用的一次性加工、記憶體孔(Memory Hole)的HARC蝕刻技術,更是對於裝置和操作經驗要求極高;

鎧俠/西數採用的則是相對輕鬆的兩個48層堆疊而成,在技術難度上更具操作性,但也存在著記憶體孔的貼合匹配等問題。

Intel/Micron以及SK海力士,則採用了另一條製造路徑,即CUA,CMOS under Array,顧名思義就是將能夠控制資料讀取、寫入的CMOS線路放置在Array以下的一種加工方式,這樣的架構同樣存在製造工藝難度較高,優勢則在於能夠擴大單個晶片的儲存密度。


Xtacking架構下的長存顆粒

至於YMTC即長江儲存則是採用了Xtacking架構,該架構原理是將CMOS線路用一種不同於儲存單元(Memory Cell)的晶圓製造而成,分別通過Bonding工藝進行貼合,更加樸素的解釋便是等同於,在指甲蓋大小的面積上通過數十億根金屬通道,將CMOS和Array進行連線,合二為一。

02 Xtacking的先進性

看到這裡,大家應該能夠腦補Xtacking?架構和傳統上下並列,CUA等快閃記憶體結構的不同之處,那麼耦合而成的Xtacking又有哪些特點呢?

從理論設計和實際經驗來看,主要有更快的傳輸速度、更高的儲存密度以及更靈活的開發週期。


Xtacking架構生產工藝

先說速度,Xtacking的製造原理是在兩片獨立的晶圓上,分別加工外圍電路和儲存單元,這樣的話,可以在邏輯工藝上有著更多的自主選擇性,從而讓NAND獲取更高的I/O介面速度及更多的操作功能,這也是致態TiPro7000能夠取得超過7400MB/s的核心要義,從快閃記憶體制造的源頭上,進行了效能優化,更多更高的I/O介面通道,為後續主控的效能調配奠定基礎。


密度優化

再說密度,3D NAND顆粒最重要的發展方向便是密度的優化,在傳統3D NAND架構中,外圍電路約佔晶片面積20~30%, Xtacking?技術創新的將外圍電路置於儲存單元之上,從而實現比傳統3D NAND更高的儲存密度,晶片面積可減少約25%,同等面積基礎上,Xtacking?架構能夠提供更多的儲存單元。


Xtacking工藝獨立加工

最後再來看靈活的生產週期,實際上NAND顆粒的良品率和出貨量,是目前市場競爭的重要一環,良品率方面,隨著Xtacking 2.0技術的誕生,長江儲存快閃記憶體顆粒的良品率已然實現大幅度躍升,能夠滿足現階段長江儲存客戶的良品需求;

而出貨量上,基於Xtacking工藝儲存單元和外圍電路的能夠獨立加工的特性,長江儲存可以實現並行、模組化的靈活生產製造,根據推算Xtacking?工藝相較於傳統結構,產品開發週期可縮短三個月,生產週期可縮短20%。

03 不止於Xtacking? 致態TiPro7000強悍效能的祕密

更快更高更靈活的Xtacking?架構,為致態TiPro7000奠定了旗艦級效能的基礎,可我們都知道一款旗艦級固態硬碟,除開快閃記憶體顆粒,在主控的選配和硬體優化方面同樣關鍵。


致態TiPro7000 SSD

致態TiPro7000內建了英韌科技IG5236主控,這是一款採用12nm FinFET CMOS製造工藝的PCIe4.0主控晶片,長江儲存在該主控基礎上,進行了韌體的優化升級,歷經長久的端到端的產品匹配,在充分挖掘該主控在GEN4協定上的潛能,並和Xtacking?2.0架構的長江儲存高品質3D TLC顆粒進行校正和適配後,最終實現了效能的全部挖掘。


CrystalDiskMark測試

經過筆者實測,致態TiPro7000在最大順序效能方面達到了GEN4行業的巔峰水準,最大連續讀取7400MB/s,而最大連續寫入也達到了5400MB/s,這一效能無論是對於遊戲發燒友,還是儲存負載較重的專業內容創作者,都能完全滿足他們在硬碟頻寬方面的效能需求。

04 綜述

從Xtacking?技術的原理,我們可以發現,唯有打破常規,持續創新,才是推動產品革新,攀上巔峰的唯一要義。

作為一家年輕的儲存公司,長江儲存·致態是幸福,也是幸運的,不斷迭代的Xtacking?技術,層出不窮的諸如致態TiPro7000優秀產品,都一一昭示著它們正在一條正確的道路上,前行著。

雖然正確的道路,往往是曲折的,泥濘的,甚至是充滿危機的,但方向對了,其他不都是浮雲了嗎?


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