讓SSD更大更強！除了QLC，快閃記憶體發明者東芝還有更多大殺器

在上周的FMS2019快閃記憶體峰會當中，快閃記憶體發明者東芝繼續扮演技術大佬角色，展示了一系列讓快閃記憶體和固態硬碟容量更大更強的尖端新技術，存儲極客將其歸納為多塞一個、一分錢掰兩半和超級戰士。

多塞一個：PLC快閃記憶體

PLC快閃記憶體，即Penta Level Cell，每個存儲單元記錄5比特數據。這項在過去一直被認為無法實現的任務，已經正式由東芝提出。

快閃記憶體和CPU一樣屬於半導體產品，為何快閃記憶體沒有像CPU那樣在近幾年陷入瓶頸，反而越戰越勇，不斷刷新固態硬碟容量新高呢？答案是快閃記憶體不只依賴製程微縮，更引入了多層單元。

多層單元，就是我們常說的MLC、TLC快閃記憶體，以及現在逐步走向成熟的QLC快閃記憶體，它們分別在一個存儲單元當中儲存2個、3個和4個比特的數據。藉助3D堆疊和QLC技術，東芝在年初的ISSCC上發表了單個晶元1.33Tb的BiCS大容量快閃記憶體。

而PLC（Penta Level Cell）就是要在QLC的基礎上，在每個存儲單元中再多容納一個比特的數據信息。PLC快閃記憶體能夠在QLC基礎上再提升25%的存儲容量。以下圖片來自FMS快閃記憶體峰會現場拍攝，畫質不佳請見諒。

玩過英雄聯盟的朋友應該對Penta Kill這個名詞非常熟悉，五連殺是一個非常了不起的成就，每個存儲單元記錄5比特數據的PLC也一樣。快閃記憶體通過多個閾值電壓來區分存儲單元中數據的信息，在QLC時代每個單元擁有多達16種電壓狀態：

而在PLC當中電壓狀態數量翻倍達到了32種，大家可以在圖中看到，一些區域已經出現了交叉點，這意味著在讀取數據時面臨更大的糾錯壓力，對快閃記憶體體質也要提出了更高的要求。

儘管PLC快閃記憶體的難度很高，業界還是普遍看好東芝的技術能力。QLC快閃記憶體同樣由東芝率先提出並實現量產，1.33Tb/die的存儲密度輔以16die Stack封裝，單個快閃記憶體顆粒就能夠提供2.88TB（1位元組B=8比特b）的高速記憶空間。

一分錢掰兩半：快閃記憶體密度倍增器

一分錢掰成兩半花，形容非常節儉，充分發揮每一分的價值。快閃記憶體技術發展到現在，無論是發展更先進的半導體製程節點還是繼續往每個存儲單元塞入更多比特，都已經異常困難。東芝今年提出了一項大膽的計劃：在BiCS架構之下將字線（WL）分成兩半，從而讓每個存儲器通孔的存儲單元數量加倍！

這項在普通人眼中近似於異想天開的計劃反應了東芝在NAND快閃記憶體中的技術積累和創新能力。當然，東芝沒有透露字線掰兩半的具體工藝實現，也沒有說明這項技術何時會進入到實際應用當中。

超級戰士：XL-FLASH

前面提到的快閃記憶體新技術都將增加容量密度作為目標，很多時候容量與性能是不可兼得的。除了家用環境和雲存儲對於容量更為渴求之外，企業級也有一些對存取延遲更敏感的應用。東芝XL-FLASH應運而生。

XL-FLASH不僅僅是單純的3D SLC快閃記憶體，更在Page頁大小、Plane面數量上做出優化，使得快閃記憶體讀取延遲從50微秒降低到5微秒，從而可以在數據中心中部分取代DRAM作為數據緩存。高性能的XL-FLASH與大容量的QLC甚至是PLC快閃記憶體黃金搭配，未來也有可能會進入到家用固態硬碟當中。

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