SSD 简介—— NAND 芯片介绍

制作

存储芯片的制作和其他芯片制作大致相同，从沙子中提取单晶硅制作晶圆再封装芯片。

闪存芯片从架构上分为NOR和NAND

NOR Flash的source line把每个cell都并联起来，而NAND flash的source line是把cell串联。架构上NAND更加简洁。

NOR和NAND的具体区别参加下图：

• 成本：NAND由于更加简洁，单位容量的成本更低
• 容量：NAND容量更容易做大
• 写速度：NAND更快 - （NAND是串联为什么反而写速度更快呢？下文讲解）
• 读速度：NOR更快
• 代码执行（code execution）: NOR可以执行预置在芯片中的代码

由于以上的特点，NOR一般用在对容量需求不大，需要在启动时执行一段代码的场景中，而NAND用于高容量高性能的存储产品中。

NAND flash的结构

如果打开芯片的外壳，里面一层一层的东西叫做die（英语“死”那个单词，拼音叫“爹”），下图只是一个例子，一般是多个die，不一定都是8个。die就是NAND flash最外层的一个概念（die可以理解为一个小区）。

一个die上面分为了多个plane（平面），这些plane的内部结构都一样的，相当于复制粘贴（plan可以理解为几栋）

把上图旋转一下，从侧面看plane的结构就是这样：

一个plane里面分为了多个block（block可以理解为一个单元）：

一个block里面分为了多个page（下图中绿色那跟横线表示的就是一个page，可以理解为层楼）：

一个page里有多个cell，下图中紫色的点就表示一个cell。（cell可以理解为一个房子/住户）

总结一下NAND flash的结构： die->plane->block->page->cell

理解记忆：die(天香小区)->plane(二栋)->block(一单元)->page(二楼)->cell(三号)

再看看逻辑视图（小区平面图）

NAND flash制作工艺上分为2D和3D

相当于平房和楼房的区别。3D制作工艺更加复杂，但是单位体积能提供的容量更大，效率更高。现在企业存储应用中基本都是3D flash。

SLC/MLC/TLC/QLC

刚才说了一个cell相当于一个房子，房子我们根据能住的人数可以分为单人间，双人间，三人间，四人间。cell也可以根据能存储多少个数据来分类。

一个cell只存一个bit的数据，就叫做SLC，两个bit数据就叫MLC，三个bit数据就叫TLC, 四个bit数据就叫QLC。

一个cell存的数据越多容量就越大（这个很好理解），相反读写速度和使用寿命就更短（住的人越多就更拥挤嘛，设施折旧也更快）。