Nand Flash for SSD

市場(chǎng)上MLC顆粒的NAND型Flash晶片應(yīng)用占絕大多數(shù)，與SLC顆粒應(yīng)用的比重為是99%:1%。兩種Flash最大的差異就在于成本、讀寫(xiě)次數(shù)與讀寫(xiě)特性上。SLC顆粒的做法，以東芝為例，是采用專(zhuān)屬SLC制程的晶圓來(lái)生產(chǎn)，而要生產(chǎn)MLC晶圓時(shí)，則用專(zhuān)屬M(fèi)LC顆粒的晶圓來(lái)堆疊生產(chǎn)，同樣大小尺寸的晶圓，能夠產(chǎn)出的MLC顆粒比SLC多很多，成本就有很大的差異。而有的晶圓廠，生產(chǎn)SLC、MLC顆粒所使用的晶圓是一樣的，差別只在于設(shè)定讀寫(xiě)型態(tài)是Single或Multiple而已，雖然這樣打造出來(lái)的SLC晶片成本比東芝的方式要低，但SLC的產(chǎn)出量仍舊是較少的，故售價(jià)還是比較高。

單顆MLC晶片和SLC晶片相比，屬于多通道讀寫(xiě)，讀取的速度較快，但相對(duì)的，寫(xiě)入的速度會(huì)比較慢些，故需要好的控制晶片，利用其演算法、記憶體快取與延后寫(xiě)入來(lái)提高其寫(xiě)入速度，目前MLC晶片的SSD，在寫(xiě)入速度已經(jīng)也可以和SLC晶片做成的SSD相比。

那么，SLC顆粒的SSD定位究竟是如何呢？相對(duì)于整體NAND型Flash市場(chǎng)MLC與SLC的比例是99比1，在SSD市場(chǎng)上，MLC和SLC SSD的比例可達(dá)到90%比10%。這是因?yàn)镾LC晶片在資料處理方面更穩(wěn)定，需要靠ECC來(lái)校正資料錯(cuò)誤的情形比MLC要少很多，而且SLC晶片的可讀寫(xiě)次數(shù)比MLC晶片更多，意味著SLC晶片的SSD具備更長(zhǎng)的使用壽命。

也正因?yàn)槿绱耍琒LC晶片的SSD，應(yīng)用在軍事領(lǐng)域、航太領(lǐng)域與工業(yè)電腦領(lǐng)域?yàn)橹?，這些應(yīng)用都能夠負(fù)擔(dān)SLC顆粒SSD的高價(jià)格。對(duì)于伺服器、工作站而言，采用SLC顆粒SSD也是不錯(cuò)的選擇。但這不代表MLC顆粒SSD不適合用在伺服器、工作站，相反地，由于MLC顆粒成本的降低，以及新型控制晶片演算法和效能的改進(jìn)，應(yīng)用多通道技術(shù)，以及DRAM記憶體快取技術(shù)，高速讀寫(xiě)的SATA3傳輸規(guī)格SSD，同樣也很適合應(yīng)用在伺服器領(lǐng)域上，可以用一樣的價(jià)格買(mǎi)到更多的儲(chǔ)存容量，又不失其效能訴求。

2X奈米 VS 3X奈米

DRAMeXchange這次評(píng)測(cè)的整體產(chǎn)品簡(jiǎn)表中，有的資料會(huì)標(biāo)示使用NAND型Flash的制程水準(zhǔn)，一般而言，數(shù)字越低的奈米制程代表產(chǎn)制出來(lái)的晶片更省電，相同數(shù)量電晶體所占用的晶圓面積更小，生產(chǎn)出來(lái)的晶片成本更便宜。

不過(guò)，NAND型Flash晶片制程和其他半導(dǎo)體制程有一個(gè)不同的地方，就是越先進(jìn)奈米制程技術(shù)生產(chǎn)的晶片，因?yàn)槠湮锢硖匦?，在相同的空間要針對(duì)更多儲(chǔ)存單元做充放電的動(dòng)作，完成資料讀寫(xiě)的延遲時(shí)間(lantency)就會(huì)越久，其晶片在資料處理時(shí)的錯(cuò)誤率也比較高，需要控制晶片提供更好的錯(cuò)誤校正能力。

SSD大廠OCZ在2011年Q1收購(gòu)了韓國(guó)廠商Indilinx。SandForce則有來(lái)自于Seagate方面的投資，日前三星與Seagate也有傳出合作SSD控制晶片的消息，顯示SSD控制晶片市場(chǎng)的商機(jī)潛力十足。

以某大半導(dǎo)體廠的25奈米MLC顆粒NAND型Flash晶片為例，延遲時(shí)間為1200ms，比該半導(dǎo)體廠32奈米的900ms要長(zhǎng)，這造成如果采用32奈米晶片來(lái)打造SSD，會(huì)出現(xiàn)比25奈米晶片SSD更快的情形，以至于2011年Q1到2011年Q2，市場(chǎng)上會(huì)有一些熱門(mén)NAND型Flash晶片較為缺貨的情形，其平均售價(jià)也比一般的Flash晶片要高。

相較于追求效能，有的半導(dǎo)體廠則采取較保守的做法，他們產(chǎn)制的2X奈米Flash晶片，規(guī)格上標(biāo)示的延遲時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1600ms，因此在采用其晶片的SSD產(chǎn)品上，會(huì)呈現(xiàn)效能較低的情形，除非控制晶片與原廠合作調(diào)校，不然也不能隨意去超頻加速使用。這種情況相對(duì)是擁有固定Flash晶片出口客戶的晶圓廠較會(huì)發(fā)生，特別是擁有蘋(píng)果(Apple)這種大客戶的半導(dǎo)體大廠。