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    从Xtacking®1.0到2.0 致态TiPro7000超过7400MB/s性能的秘密

      [  中关村在线 原创  ]   作者:Martin

    近段时间以来,致态TiPro7000的问世,再次引发了全行业关注,作为一家2016年堪堪成立,不到6年,却实现了从SATA到PCIe3.0,再到如今消费级固态硬盘巅峰PCIe4.0 SSD,全领域的产品布局,长江存储·致态背后的Xtacking®为何如此神奇?Xtacking®技术究竟又有多少魔力?

    根据官方解释,Xtacking® 是长江存储核心专利和技术品牌,代表着长江存储在3D NAND存储技术领域的创新进取和卓越贡献,同时它也是长江存储面向企业客户、消费者推广3D NAND产品的关键所在,也是体现长江存储原创设计的代表品牌。

    从Xtacking 1.0到2.0  致态TiPro7000超过7400MB/s性能的秘密
    致态TiPro7000

    这个解释实质上有两重意思,一方面着重强调了Xtacking®是一项核心的闪存制造技术,是长江存储近年来发展壮大的关键专利,另一方面则是揭示了Xtacking®已然成为长江存储重要的品牌资产和代名词,有着非同凡响的象征意义。

    今天,我们抛开品牌意义不聊,重点聊聊Xtacking®作为闪存制造技术,是如何推动致态TiPro7000的性能炸裂。

    01 主流NAND闪存制造逻辑

    在理解Xtacking®技术之前,我们需要先聊聊全球其他闪存厂是如何制造闪存的。

    从Xtacking 1.0到2.0  致态TiPro7000超过7400MB/s性能的秘密
    图源于互联网

    我们都知道现阶段全球NAND闪存玩家,主要有三星、铠侠/西数、Intel/Micron以及SK海力士等几家,其中铠侠和西数,intel和Micron,基于资本和市场共享机制,在这里可视为一家。

    通过上图全球主流NAND闪存横截面可以看到,制造技术上,三星和铠侠/西数大体上保持一致,都是常规的并列式架构,这样的好处在于加工难度较低,但对于晶圆蚀刻设备与技术要求太高,尤其是三星采用的一次性加工、内存孔(Memory Hole)的HARC蚀刻技术,更是对于设备和操作经验要求极高;铠侠/西数采用的则是相对轻松的两个48层堆叠而成,在技术难度上更具操作性,但也存在着内存孔的贴合匹配等问题。

    Intel/Micron以及SK海力士,则采用了另一条制造路径,即CUA,CMOS under Array,顾名思义就是将能够控制数据读取、写入的CMOS线路放置在Array以下的一种加工方式,这样的架构同样存在制造工艺难度较高,优势则在于能够扩大单个芯片的存储密度。

    从Xtacking 1.0到2.0  致态TiPro7000超过7400MB/s性能的秘密
    Xtacking®架构下的长存颗粒

    至于YMTC即长江存储则是采用了Xtacking®架构,该架构原理是将CMOS线路用一种不同于存储单元(Memory Cell)的晶圆制造而成,分别通过Bonding工艺进行贴合,更加朴素的解释便是等同于,在指甲盖大小的面积上通过数十亿根金属通道,将CMOS和Array进行连接,合二为一。

    02 Xtacking®的先进性

    看到这里,大家应该能够脑补Xtacking®架构和传统上下并列,CUA等闪存结构的不同之处,那么耦合而成的Xtacking®又有哪些特点呢?

    从理论设计和实际经验来看,主要有更快的传输速度、更高的存储密度以及更灵活的开发周期。


    Xtacking®架构生产工艺

    先说速度,Xtacking®的制造原理是在两片独立的晶圆上,分别加工外围电路和存储单元,这样的话,可以在逻辑工艺上有着更多的自主选择性,从而让NAND获取更高的I/O接口速度及更多的操作功能,这也是致态TiPro7000能够取得超过7400MB/s的核心要义,从闪存制造的源头上,进行了性能优化,更多更高的I/O接口通道,为后续主控的性能调配奠定基础。


    密度优化

    再说密度,3D NAND颗粒最重要的发展方向便是密度的优化,在传统3D NAND架构中,外围电路约占芯片面积20~30%, Xtacking®技术创新的将外围电路置于存储单元之上,从而实现比传统3D NAND更高的存储密度,芯片面积可减少约25%,同等面积基础上,Xtacking®架构能够提供更多的存储单元。


    Xtacking®工艺独立加工

    最后再来看灵活的生产周期,实际上NAND颗粒的良品率和出货量,是目前市场竞争的重要一环,良品率方面,随着Xtacking®2.0技术的诞生,长江存储闪存颗粒的良品率已然实现大幅度跃升,能够满足现阶段长江存储客户的良品需求;而出货量上,基于Xtacking®工艺存储单元和外围电路的能够独立加工的特性,长江存储可以实现并行、模组化的灵活生产制造,根据推算Xtacking®工艺相较于传统结构,产品开发周期可缩短三个月,生产周期可缩短20%。

    03 不止于Xtacking® 致态TiPro7000强悍性能的秘密

    更快更高更灵活的Xtacking®架构,为致态TiPro7000奠定了旗舰级性能的基础,可我们都知道一款旗舰级固态硬盘,除开闪存颗粒,在主控的选配和硬件优化方面同样关键。

    从Xtacking 1.0到2.0  致态TiPro7000超过7400MB/s性能的秘密
    致态TiPro7000 SSD

    致态TiPro7000内置了英韧科技IG5236主控,这是一款采用12nm FinFET CMOS制造工艺的PCIe4.0主控芯片,长江存储在该主控基础上,进行了固件的优化升级,历经长久的端到端的产品匹配,在充分挖掘该主控在GEN4协议上的潜能,并和Xtacking®2.0架构的长江存储高品质3D TLC颗粒进行校正和适配后,最终实现了性能的全部挖掘。


    CrystalDiskMark测试

    经过笔者实测,致态TiPro7000在最大顺序性能方面达到了GEN4行业的巅峰水准,最大连续读取7400MB/s,而最大连续写入也达到了5400MB/s,这一性能无论是对于游戏发烧友,还是存储负载较重的专业内容创作者,都能完全满足他们在硬盘带宽方面的性能需求。

    04 综述

    从Xtacking®技术的原理,我们可以发现,唯有打破常规,持续创新,才是推动产品革新,攀上巅峰的唯一要义。

    作为一家年轻的存储公司,长江存储·致态是幸福,也是幸运的,不断迭代的Xtacking®技术,层出不穷的诸如致态TiPro7000优秀产品,都一一昭示着它们正在一条正确的道路上,前行着。

    虽然正确的道路,往往是曲折的,泥泞的,甚至是充满危机的,但方向对了,其他不都是浮云了吗?

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