問世30年,看快閃記憶體如何影響我們生活
從物聯網設備到手機平板,再到企業級數據中心,快閃記憶體已經遍布我們生活的每個角落,影響著每個人的生活,而締造快閃記憶體世界的是正是東芝。
1984年是快閃記憶體元年,在這一年東芝研發出一種全新的半導體存儲器,被命名為快閃記憶體。
在快閃記憶體問世之前,電腦要存儲數據僅有磁帶、軟盤和機械硬碟等寥寥數種選擇,它們的共同特點是需要機械活動部件,不僅性能提升空間易受物理條件制約,對震動的耐受力也普遍不強。而當時研發出來的一些無需活動部件的固態存儲器譬如EEPROM不能高效經濟地存儲數據,當東芝的全新半導體存儲器問世的時候,由於其超快的擦除能力,它被命名為快閃記憶體(Flash Memory)。
最初的快閃記憶體被稱為NOR類型,具備與內存非常相似的隨機定址能力,能夠對每個單元進行存取。很多單片機至今還在使用NOR快閃記憶體,這樣做可以使程序能夠在ROM內直接執行,而無需先將其調入RAM內存。而在NOR快閃記憶體基礎上發展而來的NAND型快閃記憶體在1987年問世,由於共用位線,NAND快閃記憶體失去了NOR的隨機定址能力,但換來了更大的容量與更親民的價格。
自此,NAND這種像內存一樣快速,同時又能在斷電後保存數據的固態存儲器開創出了全新的世界。
早期的快閃記憶體容量僅有2MB,而後隨著半導體製程的發展,快閃記憶體容量實現了從MB到GB再到TB的跨越。相機、MP3等數碼設備在快閃記憶體的帶動下獲得了快速的發展。在智能手機出現之後,很多人發現手機比電腦更好用。從一開始就使用快閃記憶體作為存儲介質的手機,在使用體驗上超越了計算處理能力更強的電腦,這也說明了快閃記憶體作為存儲介質的優越性。
隨著快閃記憶體容量的提升與單位容量價格的下降,固態硬碟加速進入電腦,從早期硬體發燒友的專利演變為裝機必不可少的重要配件。東芝TR200的問世更是將3D快閃記憶體固態硬碟降至到人人皆可擁有的低門檻。
固態硬碟不僅可以將幾分鐘的開機時間縮短到幾秒,更是大幅提升了電腦多任務同步執行能力。據一位資深電腦遊戲玩家介紹說,固態硬碟在各種類型的遊戲中都能發揮顯著作用。對於魔獸世界、龍之谷一類的副本遊戲,固態硬碟可以讓讀條載入過程從煎熬變成享受;對於絕地求生這樣的沙盒類遊戲,跳傘後有固態硬碟的幫助可以減少由於材質載入不及時造成的「麵包房」現象;對於劍靈一類的開放世界遊戲,有了固態硬碟的幫助才能實現無縫的世界跨越,而如果使用機械硬碟在切換點免不了一頓讀條動畫。
作為快閃記憶體世界的締造者,東芝一直致力於發展高速度、高效能和大容量的快閃記憶體技術。自2007年在世界上首次提出3D快閃記憶體理論,東芝的3D快閃記憶體技術已經發展到第三代64層堆疊,通過將快閃記憶體單元從二維平面發展為3D立體,進一步突破半導體工藝桎梏,將單個快閃記憶體晶元容量提升至最大512Gb,再通過先進的TSV硅通孔技術將多個晶元封裝在一起,單顆東芝快閃記憶體顆粒即可提供最高1TB的存儲容量。
應用BiCS3快閃記憶體的東芝XG5-P NVMe固態硬碟在M.2 2280的小巧規格下提供最高2TB存儲容量與高達3000/2200 MB/s順序讀寫、320K/265K IOPS隨機讀寫的性能。
而在明年,隨著96層堆疊技術的BiCS4快閃記憶體以及東芝首創QLC技術的問世,單個快閃記憶體顆粒能夠提供高達1.5TB的存儲容量,不僅在性能上超越機械硬碟,更在容量上成為引領未來數據存儲的新動力。
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