三星V-NAND ssd设计的高容量，速度，效率

V-NAND技术如何运作

垂直NAND，或V-NAND，是三星使用的名称3 d与非技术。在这种架构中，单元在单个NAND闪存芯片上多层堆叠，以增加每块芯片的密度。三星的第五代V-NAND芯片包含90到99层电池。

在3D NAND芯片中，位单元垂直堆叠以创建具有多个层的3D结构。虽然更多层通常意味着更多的容量，但是层数受电流技术的能力的限制。然而，也可以通过将更多位填充到每个单元中来增加容量。在今天的许多SSD中，两个平面和3D都可以容纳三个四位．

在3D NAND之前，制造商试图通过缩小单元尺寸来增加每芯片密度，使得可以将更多细胞挤入每个芯片中。但收缩电池可能导致电荷泄漏，导致数据损坏和可靠性减少。分层细胞是更具可行的方法，以更大的密度，同时将电池保持更合理的尺寸，以防止腐败并确保可靠性。以这种方式，每个小区仍然可以包含多个比特，并且每个芯片可以包含更多细胞。

通过在3D技术上建立，三星的V-NAND已经能够扩大容量而不牺牲可靠性。V-NAND还以其他方式提高了3D技术。例如，它包括信道孔蚀刻，该方法是使用圆柱通道使用圆柱形通道通过运行频道通过堆叠单元的每列运行频道来连接电池的方法。

V-NAND也使用电荷陷阱闪光(CTF)技术消除单元间干扰和电荷泄漏，这是浮栅技术常见的问题，浮栅技术是传统NAND闪存芯片中的单元技术。由于CTF防止了数据损坏，驱动器还可以使用更高效的编程算法，其写入数据的速度比基于浮动门的NAND芯片快两倍。

第六代三星V-NAND

2013年，三星提供了其第一个融合V-NAND芯片的商业驱动器。第一代芯片从24层CTF细胞开始。从那时起，供应商已经稳步改善了V-NAND技术，第六代筹码现在正在生产中．每个芯片将包含超过100层，并提供256 Gb的存储空间。首先，三星电子将推出250 GB的V-NAND sata固态硬盘。

三星计划在漫长而延长512英镑的芯片，扩大高速和更高容量的第六代V-NAND驱动器，最终扩大到企业服务器。

在三星的V-NAND芯片中使用的沟道孔蚀刻技术有助于增加新一代芯片的层数。当制造芯片时，供应商首先为每一层建立一个导电的模具堆栈，然后用圆柱形孔从上到下垂直刺穿它们，从而在每一层形成统一的CTF单元。

与此同时，三星电子将沟道孔的数量从之前的V-NAND芯片的9.3亿个孔洞减少到6.7亿个，从而使芯片更小，同时将生产效率提高了约20%。

这种新芯片采用了速度优化的电路设计，以提高数据传输速度。据三星电子介绍，第6代芯片的写入速度不到450微秒，读取操作也不到45微秒。这种新的电路设计还将功耗降低了15%以上，并将增加层数时可能发生的错误类型和读取延迟最小化。

三星电子计划首先以250 GB SATA固态硬盘(SSD)进军PC OEM市场。不过，该厂商并未透露该芯片何时可能进入三星数据中心ssd。

Samsung为数据中心提供四个SSD，所有这些都使用V-NAND芯片。三星V-NAND驱动器是为的SATA接口，另外两个使用PCIe和NVMe协议，这使得它能够支持广泛的工作负载。

V-NAND的未来

尽管提供了这些产品，三星数据中心ssd的未来仍不明朗。然而，我们所知道的是，三星计划在不久的将来进军512 Gb芯片，并扩大更高速度和更大容量的第六代V-NAND驱动器的生产，最终扩展到企业服务器。

与此同时，三星已经在讨论下一代V-NAND芯片，其层数超过300层，可能需要安装目前的三个层。然而，即使是3D NAND技术也有其局限性，毫无疑问，三星和其他芯片制造商正在展望其他技术，以满足未来数据密集型工作负载的需求。