固態(tài)硬盤(pán)正逐步從高性能存儲(chǔ)走向全能存儲(chǔ)，QLC閃存的問(wèn)世將使固態(tài)硬盤(pán)撼動(dòng)到傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)市場(chǎng)。為了使QLC實(shí)用化，作為閃存世界締造者的東芝都做了哪些工作?

　　去年?yáng)|芝宣布了96層堆疊的BiCS4 3D QLC閃存，雖然它還沒(méi)有直接出現(xiàn)在固態(tài)硬盤(pán)當(dāng)中，不過(guò)我們可以通過(guò)已經(jīng)公開(kāi)的資料了解到它背后的一些技術(shù)創(chuàng)新。

　　BiCS4 QLC閃存有一些新的特性：Toggle 3.0接口(667/800 MT數(shù)據(jù)傳輸率)、高達(dá)每平方厘米8.5Gb的存儲(chǔ)密度。閃存工作電壓從1.8/3.3V降低至1.2/1.8V，低電壓將帶來(lái)更低的功耗，有利于高速固態(tài)硬盤(pán)控制溫度。

　　閃存接口提速和挑戰(zhàn)：

　　東芝BiCS4閃存升級(jí)為T(mén)oggle 3.0接口，閃存接口數(shù)據(jù)傳輸率從BiCS3的533Mbps提升至800Mbps，可降低閃存?zhèn)鬏斞舆t、增強(qiáng)固態(tài)硬盤(pán)性能。

　　為配合閃存接口提速，東芝使用了On Die Termination和ZQ Calibration兩項(xiàng)技術(shù)。早在2010年，東芝就完成了On Die termination的技術(shù)儲(chǔ)備，并在當(dāng)年的FMS閃存峰會(huì)上發(fā)表。

　　On Die Termination在閃存芯片中內(nèi)置了一系列可智能控制的終端電阻，可消除通信線路中的信號(hào)反射。

　　在閃存編程寫(xiě)入時(shí)，ODT特性會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，增強(qiáng)信號(hào)完整性。

　　而ZQ校準(zhǔn)則是ODT技術(shù)的再次升級(jí)，它能夠?qū)﹂W存內(nèi)集成的終端電阻進(jìn)行自動(dòng)校正，保障各種溫度和電壓變化之下的信號(hào)完整性。

　　我們可以在東芝TR200 480GB(固件版本SBFA13.x)固態(tài)硬盤(pán)中見(jiàn)到提前應(yīng)用了ODT技術(shù)的BiCS3 512Gb die閃存。

　　存儲(chǔ)密度提升和挑戰(zhàn)：

　　存儲(chǔ)密度是閃存技術(shù)先進(jìn)性的一個(gè)重要體現(xiàn)，它是單個(gè)閃存die存儲(chǔ)容量與面積之比。QLC閃存每個(gè)存儲(chǔ)單元比TLC多存儲(chǔ)1比特?cái)?shù)據(jù)，東芝BiCS4 96層堆疊3D QLC閃存的存儲(chǔ)密度達(dá)到每平方毫米8.5Gb，超過(guò)了128層堆疊技術(shù)下3D TLC所能達(dá)到的每平方毫米7.8Gb。

　　不過(guò)QLC也帶來(lái)了新的技術(shù)挑戰(zhàn)。閃存的讀取是通過(guò)在控制極施加不同的參考電壓來(lái)判斷存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，為了在每個(gè)單元中存儲(chǔ)4比特?cái)?shù)據(jù)，QLC擁有16種閾值電壓狀態(tài)。

　　不同狀態(tài)之間的測(cè)量閾值相比TLC時(shí)變得更加緊湊和接近。

　　而且閾值電壓并非一成不變，而是會(huì)因?qū)懭敫蓴_和讀取干擾效應(yīng)產(chǎn)生飄移，使得QLC閃存當(dāng)中的數(shù)據(jù)更加容易出錯(cuò)。

　　東芝通過(guò)Soft Bit Read、Shift Read、Self adjusting Read、Async.IPR等技術(shù)加強(qiáng)閃存的讀取和糾錯(cuò)能力，將3D QLC的耐用性目標(biāo)設(shè)定為等同TLC早期的水平——1000次擦寫(xiě)循環(huán)�？梢哉f(shuō)3D QLC是閃存制造技術(shù)的結(jié)晶，1.33Tb容量的背后凝結(jié)了大量的技術(shù)創(chuàng)新。