時隔首款3D V-NAND公布后一年多,三星又在ISSCC 2015研討會中,發(fā)表了第二世代3D V-NAND,32層堆棧、TLC結(jié)構(gòu)的128Gb配置,三星850 EVO SSD也使用了此款NAND Flash。
從最直觀的的比較下,可以看到第一代與第二代的差別在于面積與容量密度的差別:

第一世代為MLC設(shè)計,堆棧層數(shù)為24層,128Gbit容量所占的面積約為133mm2,計算之下容量密度約為 0.93Gb/mm2;
第二世代,使用了TLC設(shè)計,在堆棧的層數(shù)也提升到了32層,因此大幅的提升容量密度,128Gb所占面積為68.9mm2,容量密度為1.86Gb/mm2,提升幅度相當(dāng)驚人。

寫入部分:

傳統(tǒng)平面式NAND FLASH在達(dá)到一定程度的密度以后,每個單元蓄積的電荷量會下降,另外相鄰的內(nèi)存間也會產(chǎn)生電荷干涉。為了避免這些負(fù)面影響,TLC的寫入都會被拆分成二到三個階段,以進(jìn)行比較精確的控制。
不過3D V-NAND卻沒有傳統(tǒng)Plannar會遇到的問題,因此傳統(tǒng)的多階段控制就不需施行,三星透過了HSP技術(shù)將多階段程序的過程整合成一個,大幅縮減時間。

大幅縮減programing時間帶來的好處,就是能夠降低寫入時的功耗:

大致上寫入的功耗可以整理成電壓、電流、以及re-program時間長度的乘積,因此更低的程序時間,就能夠降低功耗,三星稱可以降低達(dá)40%的寫入功耗。
另外內(nèi)存結(jié)構(gòu)上的改變,造成了Word line在近端、遠(yuǎn)程的阻值會有些差異,這樣的阻值差異會造成Sense Amplifier與控制譯碼間的遲滯,因此為了解決這樣的問題,進(jìn)行了阻值監(jiān)測,以及針對不同的Word Line參數(shù)給予不同的電壓,這樣一來能夠有效降低setup-time。


最后則是擴充總線寬度:
透過從32擴充到64 bit,而芯片內(nèi)部的穩(wěn)壓線路也進(jìn)行了優(yōu)化,對應(yīng)了不同的Data rate來調(diào)整電流量,進(jìn)一步來抑制電壓變化,這樣一來就會反應(yīng)在信號的jitter上,在高速操作下有效降低jitter便能在高頻下更穩(wěn)定的工作,眼圖的量測結(jié)果也將1Gbps下的jitter由420ps降低到280ps。

