为什么闪存将成2014年“速度与激情”的典型代表?

闪存在整个2013年迎来了梦幻般的发展，各类统计数字的持续攀升使其成为不容忽视的又一波技术浪潮。

刚刚过去的这一年里，闪存领域显现出众多迅猛的变化信号：存储单元体积愈发小巧、全闪存阵列纷纷涌现、闪存企业相继被传统巨头收购、不少闪存从业公司在首次公开募股后旋即崩盘、而三家混合型闪存/磁盘阵列供应商则沐浴在市场向技术行业洒下的慷慨阳光之中。

要跟上步伐如此迅捷的发展节奏并将各种细节融合进宏观背景加以审视，其难度不亚于在尼亚加拉大瀑布中捧水而饮。

不过在席卷而来的汹涌潮流之下，仍有一些产品以及闪存技术新闻显得格外抢眼，而这也将成为我们的关注重点。作为市场普及的第一步，整个技术业界达成了这样的共识，即闪存在访问I/O敏感型随机数据时的表现要远远优于普通磁盘、而且全闪存阵列在扮演热门随机数据网络化存储机制容器这一角色方面也具备先天优势。诚然，磁盘在处理数据流时的表现并不逊于闪存，而且每GB使用成本也要低得多。不过综合来看，磁盘阵列还是最适合近线、冷门或者偏冷门数据，最好被用于支持大型文件的访问流。

在乔布斯的得意之作Macbook Air当中，闪存已经成为不可或缺甚至至关重要的组成部分——可以说，没有闪存就不可能有如此轻薄的产品出现

目前的一致性观点是，轻薄的上网本要想追求速度就必须利用闪存来获得极致性能，这一点在平板设备上也有所体现。不过体积相对小巧的2.5英寸混合型闪存+磁盘设备同样获得了厂商们的青睐，并被用于某些平板及超级本设备——其中卓越的闪存速度支持热门数据、成本低廉的磁盘则存储规模更庞大的冷门数据。

我们会在今后的其它文章中系统讨论企业方面的催生点，不过受篇幅所限、今天我们姑且将闪存技术作为主要关注对象。

相对小众的TLC

就2013年来看，企业应用程序并不太倾向于采用三层单元（简称TLC）NAND，这主要是因为TLC闪存的速度较慢而且写入寿命水平也低得有些离谱。相比之下，闪存代工厂处于生产线设计与部署的考量，也更乐于制造单层与多层单元（即SLC与MLC），因为这些产品的生产规模更大、能够在同样的生产投入资金下带来更为丰厚的经济回报。TLC闪存目前的主要施展舞台仍然是移动U盘以及相机闪存卡之类。

在过去一年中，闪存单元的大小已经开始由2X（即29纳米到20纳米区间）向1X（19纳米到10纳米区间）过渡。举例来说，东芝目前就在生产19纳米闪存芯片。这里要提一句，随着NAND闪存芯片物理尺寸的不断缩小，同一块晶圆片将能够切割出更多块芯片成品，从而将闪存设备的单位GB成本进一步拉低。不过这一趋势尚未覆盖到整个存储行业；美光公司今年才刚刚开始着手将现有20纳米制造工艺升级为16纳米。

3D NAND已然初露端倪

目前尚未真正面世的方案之一在于非易失内存技术，但业界普遍认为这种设计思路很可能最终取代闪存的地位。当下的共识在于，闪存技术在制造工艺达到15纳米甚至更低之后，其使用寿命将无法达到企业闪存存储的硬性要求。在这种情况下，相变存储与各类电阻式内存开始粉墨登场，其中最具代表性的就是惠普的Memristor（即忆阻器）方案——不过这些暂时只能被视为未来科技，眼下我们主要利用3D NAND作为一种临时性手段，旨在解决闪存存储容量有所不足的难题。所谓3D NAND是将更多闪存层塞进同一块闪存芯片，并利用连接通道（贯穿简称为TSV的硅通孔）将闪存层与基本逻辑层相连。

3D NAND示意图

美光公司预计将在2014年年中之前推出3D NAND产品样品，这一日期最早可能在四月之内。不过规模化生产最早也要到2015年才有可能实现。三星在宣传其3D_VNAND技术方面可谓不遗余力，但实际生产在今年之内恐怕也不太可能正式展开，而且该产品也不接受预订。