[原创] 长江存储推出消费级固态硬盘，释放了什么信号
2020-09-17
14:00:40
来源: 半导体行业观察
8月28日，长江存储官宣将推出SSD品牌“致钛ZHITAI”。9月10日，长江存储发布了该品牌的首款产品——PC005 Active和SC001 Active。据悉，这两款产品均为消费级固态硬盘。
据官方资料显示，PC005 Active和SC001 Active均基于长江存储独有的Xtacking架构打造而成。其中，PC005 Active采用的是PCIe Gen3x4接口，NVMe协议，搭配512MB至1GB DRAM缓存。旨在满足高阶用户的需求，能够承载电竞、设计类高性能应用，使得设计源文件的打开速度和游戏加载的速度明显提升。而SC001 Active采用的则是SATA 3.0接口，适用于日常存储，尤其适合办公电脑、笔记本电脑等场景。
SSD是用于数据存储并由半导体制成的固态磁盘或电子磁盘。它使用与HDD相同的I / O接口设计，并将数据存储在固态存储器中。与HDD相比，采用电性能来读取数据的方式，使得SSD规避了机械故障的风险，从而可以实现更高速度的数据传输。
但在2018年以前，SSD在价格方面并不占据优势，这也使得很多用户对SSD望而却步。2018年以后，伴随着相关技术的成熟，SSD开始被市场所青睐。
根据相关媒体报道显示，在今年1月份的日本硬盘协会年度会议上，调研公司Techno Systems Research发布了今年固态硬盘的数据预测。2020年SSD出货量预计会增长19%，达到2.793亿个，而HDD硬盘今年出货量预计是2.74亿，因此HDD硬盘出货量将会首次被SSD硬盘超越。
这种市场需求为长江存储向SSD领域拓展提供了动力。
NAND闪存颗粒是决定SSD质量的重要指标之一。伴随着SSD的市场需求增大，NAND Flash也迎来了新的发展机会。
据新时代证券机构发布的调研报告显示，SSD是NAND Flash最大的应用领域。2017年NAND Flash存储密度为1620亿GB，其中SSD占比42%的产能。据CFM估计，到 2020 年，SSD 出货量将达到2.41亿台，SSD存储密度将达到1800亿GB。
众所周知，近些年来，闪存技术已经从2D走向了3D。相较于传统的2D NAND技术，3D NAND能够显著提升单位闪存内部的存储空间，从而降低固态硬盘的单位容量成本，进而推动整体固态硬盘产业的发展。
针对这一市场趋势，国际主流闪存厂商都接连推出了3D NAND技术。长江存储在3D NAND技术方面也取得了多项进展——2019年，其64层NAND Flash实现量产；2020年，其128层QLC 3D NAND闪存已在多种SSD等产品上通过验证。
在长江存储64层、128层3D NAND取得成绩的背后，Xtacking架构是长江存储的秘密武器。与其他架构相比，Xtacking架构的最大不同便是CMOS逻辑控制单元与存储单元的“去耦合”式分离研发和制造。
据长江存储官方资料介绍，采用Xtacking技术，可在一片晶圆上独立加工负责数据I/O及记忆单元操作的外围电路，使得NAND获取更高的I/O接口速度及更强的操作功能。存储单元将在另一片晶圆上独立加工。当两片晶圆各自完工后，Xtacking技术只需一个处理步骤就可将二者键合接通电路，且成本增加有限。
长江存储产品工程与测试工程处副总裁陈轶在本次线上发布会中坦言，当初长江存储在研发Xtacking技术时，也承受了很大的压力。据他介绍，Xtacking起源于hybrid bonding，hybrid bonding技术曾被用在CIS领域，而将之用于存储领域则是一次大胆的创新。陈轶表示：“Xtacking的成功能为公司以后的发展奠定基础，新架构的出现，使得公司在IP方面能够绕开技术壁垒，具有更大的灵活性。”
2019年9月，长江存储正式推出了Xtacking 2.0技术。据此前的报道显示，利用Xtacking技术，NAND的I/O速度有望达到行业颠覆性的3.0Gbps。据悉，该速度与DRAM DDR4的I/O速度相当。这对NAND性能的提升来说是一次重大的飞跃。（该架构将用于长江存储128层系列产品中，据此前公开的报道显示，其128层产品预计将于2020年年底至2021年年初实现量产。）
从闪存市场进军到SSD市场并不是一个意料之外的事情。在国际市场当中，有很多闪存巨头都参与到了SSD市场竞争中，并占据着重要的地位（例如，三星和美光等）。如此来看，长江存储推出SSD品牌也是在万事俱备下，走出了那必要的一步。
长江存储推出的SSD品牌名为“致钛”，在早些时候官方就解释了“致钛”品牌背后的深意——致是格物“致”知，是精诚所“致”，更是宁静“致”远，钛，指的是Titanium，原子序数22，这是一种稀有金属，重量轻，强度高，寓意是定义闪存科技新“钛”度。
从本次发布的PC005 Active和SC001 Active中，能够更清晰地看到长江存储对于拓展SSD产品的态度。
根据官方资料显示，PC005 Active和SC001 Active除了采用Xtacking架构、拥有卓越性能以及超长寿命以外，陈轶在介绍时还特别强调了PC005 Active和SC001 Active的原厂品质。原厂品质是什么，原厂品质对于SSD产品来说意味着什么？
陈轶解释，长江存储作为生产闪存颗粒的原厂，对闪存有着更深刻的理解。能够从晶体管开启速度的快慢、随时间漂移的程度、晶体管之间去耦合等方面进行改进，从而最大程度地释放SSD的性能。除此之外，长江存储基于原厂的SSD产品，在测试等方面还具有优势——据陈轶介绍，长江存储SSD产品的研发用了几近2年的时间；而之所以花费这么长时间，是因为长江存储从零开始建立了一套检测检验系统。在这套系统的帮助下，长江存储的SSD产品能够在提升性能的前提下，保证硬盘使用寿命。
在性能方面，PC005 Active和SC001 Active除了具有原厂品质外，这两者还兼具智能SLC缓存技术。据相关技术文章介绍，SLC缓存是利用TLC闪存以SLC模式工作，使得原本能存储3比特数据的存储单元只记录1比特内容，简单来说就是用空间换性能，特别是写入爆发力。
根据长江存储官方资料介绍，PC005 Active拥有三种不同的存储容量——256GB、512GB和1TB，尺寸规格均为M.2 2280，1TB版本拥有高达640TBW（总写入字节）；SC001 Active拥有三种不同的存储容量——256GB、512GB和1TB，各提供2.5寸和M.2 2280两种尺寸规格供选择，1TB版本拥有高达680 TBW（总写入字节）。
虽然，现在市场当中已经有不少SSD厂商采用了长江存储的闪存，但对于客户端来说，长江存储的闪存依旧很“遥远”。而本次长江存储凭借这两款消费级SSD产品，可以拉进他们与客户端之间的距离，进一步向业界展示其创新存储技术的实力。
另一方面，SSD产品不仅需要高品质的闪存做支撑，还需要主控芯片等产品的配合。在长江存储推出SSD以后，也会为这个产业链上的其他企业带来了新的发展机会。在此前的一些报道中也有记载，长江存储也正在打造Xtacking生态圈。相信在技术、产品和生态的加持下，长江存储能够进一步为存储器市场的健康发展注入新动力。
长江存储的故事由一枚小小的闪存颗粒开始，但这颗小小的颗粒却怀揣着巨大的梦想。从架构更新到向终端产品拓展的过程中，长江存储将释放更多元化存储产品的魅力。
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