和內存一樣快的固態硬碟要來了：鎧俠披露更多XL-Flash技術信息

在快閃記憶體容量越來越大的同時，性能成為成本妥協的犧牲品。正如大家看到的歷史，從SLC、MLC、TLC直到QLC和未來PLC，NAND快閃記憶體的性能、耐久度都會衰減。為了填補快閃記憶體和內存之間逐漸拉大的差距，高性能快閃記憶體的需求不斷增長。

日本網站PC Watch近日整理了鎧俠（原東芝存儲）在今年2月18日於ISSCC國際固態電路峰會上的演講內容，披露了大量關於鎧俠XL-Flash超高速快閃記憶體晶元的信息。

XL-Flash是繼英特爾3D XPoint、三星Z-NAND之後的又一個新型高速快閃記憶體技術。與3D XPoint所屬的PCM技術相比，基於NAND的XL-Flash能隨堆疊層數增長提供良好的成本收益。目前公布的信息顯示，初代XL-Flash將使用96層堆疊技術，單die容量達到128Gb。

鎧俠還將XL-Flash與三星的Z-NAND進行了對比。佔據後發優勢的XL-Flash在存儲密度（Capacity）和寫入延遲（tProg）上擁有明顯優勢，僅讀取延遲（tR）比Z-NAND稍大一些。XL-Flash和Z-NAND都有比普通3D TLC快閃記憶體強出多倍的性能指標。

XL-Flash使用SLC（1bit/cell）結構，單個Page大小也從3D TLC快閃記憶體的16KB降低到4KB，使用16平面結構（8倍於BiCS4 3D TLC）。平面數量的增多縮短了快閃記憶體中字線和位線的長度，使快閃記憶體訪問速度更快。

下圖是96層堆疊的3D TLC快閃記憶體（左）和XL-Flash（右）對比，XL-Flash中外圍電路與硅晶元的比例更大、更複雜。

從基礎原理上來說，鎧俠推出的XL-Flash並沒有脫離它的前身東芝存儲在1987年發明的NAND快閃記憶體。不過XL-Flash並不是簡單的3D SLC快閃記憶體，由它製成的固態硬碟性能將明顯優於當前固態硬碟的SLC緩存部分，特別是低隊列深度下的隨機讀寫IOPS（這部分也是傲騰SSD的魅力）。

XL-Flash將存儲單元陣列劃分成16個平面，從而令字線延遲時間減少到原有的1/20左右。此外，針對平面接地電位以及溫度補償電路的優化也對降低讀取延遲帶來幫助。最終的結果是XL-Flash的讀取延遲僅有普通3D TLC快閃記憶體的5%。

為了提升寫入性能，鎧俠在XL-Flash中將編程準備時間（PP）縮短到過去的三分之一，並優化編程和驗證的操作順序，使得原本需要200至300μs的編程時間縮短到75μs。

普通消費者不一定關心技術的具體實現方法，但也有好消息帶給大家，鎧俠對XL-Flash超高性能快閃記憶體採取了較為開放的態度（而不是像傲騰和Z-SSD那樣封閉），這意味著可以有眾多的主控去支持它，從而產生更加豐富的終端產品。根據之前的消息，XL-Flash快閃記憶體將在今年內完成出樣。

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