美光实验室的数据显示,采用3D NAND技术的TLC闪存程式清除循环次数突破1万次,这个数字让多年前的2D TLC只有3000次寿命的尴尬成为历史-1

你是否在选购固态硬盘时被各种术语搞得头昏脑涨?3D NAND、TLC、QLC、SLC……这些技术名词究竟意味着什么?

别担心,今天我们将深入浅出地聊聊3D NAND和TLC这两个关键词,让你在众多存储产品中做出明智选择。


01 技术基础

当我们谈论闪存技术时,往往会遇到两个不同维度的概念:一个是存储单元的结构设计(2D还是3D),另一个是每个单元存储的位数(SLC、MLC、TLC或QLC)。

传统2D NAND就像在一张纸上画格子,每个格子存储数据。随着技术进步,格子越画越小,但小到一定程度就会出现问题——格子之间相互干扰,数据容易出错。

3D NAND则是在垂直方向上层叠存储单元,如同建造高楼大厦而不是扩展单层面积-7。这种设计允许使用更成熟的制造工艺,同时大幅提高存储密度。

TLC代表“三级单元”,意味着每个存储单元可以存放3位数据-4。相比之下,SLC只能存储1位,MLC存储2位。更多位数意味着更高存储密度和更低成本,但也对性能和耐久度提出了挑战。

02 发展历程

闪存技术经历了从2D到3D的演进过程。2D NAND技术依赖制程微缩来提高密度,但这种方法已经接近物理极限-2。随着制程节点不断缩小,存储单元之间的干扰问题日益严重,可靠性面临严峻挑战。

3D NAND的出现在2010年左右彻底改变了游戏规则。它不再追求水平方向的微缩,而是转向垂直堆叠-9。这一转变使闪存制造商能够使用更成熟的工艺制程,同时大幅提高存储容量。

有趣的是,3D NAND技术最初主要与TLC闪存结合使用。这并非巧合——3D架构正好弥补了TLC在可靠性和耐久性方面的短板-9

通过采用更成熟的制程和优化的单元设计,3D NAND显著提升了TLC闪存的性能和使用寿命。

03 核心优势

3D NAND与TLC哪个更好?这个问题需要从多个维度来解答。3D NAND技术极大地提升了TLC闪存的实用性,使它从“廉价低质”转变为“高性价比”的选择。

从耐用性角度看,3D NAND让TLC闪存实现了质的飞跃。传统2D TLC闪存的P/E循环次数仅为3000次左右-4,而采用3D NAND技术的TLC闪存耐用性大幅提高,甚至可达到超过10000次的程式/清除循环-1

这种提升使TLC 3D NAND能够满足汽车等严苛环境的应用需求,在-40°C至105°C的宽温范围内保持稳定性能-1

在性能方面,3D NAND同样为TLC带来了显著改善。研究显示,采用3D CT TLC NAND的存储解决方案比使用2D FG MLC NAND的解决方案性能提高了20%-3

这种性能优势来自于3D NAND更大的块大小和字线写入能力,同时由于单元尺寸更大,每位元数据的电子数量更充足,进一步增强了数据稳定性-1

04 现实应用

在实际应用中,3D NAND与TLC的结合已经成为消费级固态硬盘的主流选择。这种技术组合在成本、容量和性能之间取得了最佳平衡。

对于普通消费者而言,选择搭载3D TLC NAND的固态硬盘意味着能够以合理的价格获得大容量存储空间,同时不必过分担心使用寿命问题。

以目前市场上主流的1TB固态硬盘为例,采用3D TLC技术的产品通常提供5年质保或600TBW(太字节写入量)的保修政策,这足以满足绝大多数用户的需求。

在更专业的领域,3D TLC NAND也展现出强大潜力。美光推出的基于64层TLC的2100 SSD专门针对汽车和工业应用设计,支持PCIe Gen3接口和全汽车温度范围,展示了这一技术组合的可靠性-1

05 选购指南

当你站在购买固态硬盘的十字路口,面对3D NAND与TLC哪个更好的困惑时,应当考虑自己的实际需求和使用场景。

如果你需要大容量存储且预算有限,3D TLC固态硬盘无疑是最佳选择。它在价格和性能之间提供了最佳平衡点,适合大多数日常使用场景,包括游戏、内容创作和常规计算任务。

对于追求极致性能和数据安全的专业用户,可能需要考虑基于3D NAND的MLC甚至SLC解决方案,尽管这些选项价格更高、容量较小。

无论选择哪种技术组合,都建议关注产品的具体参数,如TBW(总写入字节数)、质保期限和性能指标,而不仅仅是技术术语。

随着3D NAND技术不断发展,层数从最初的24层增加到目前的200层以上,并有望在2030年达到1000层-7,未来我们将看到更先进、更可靠的存储解决方案。

技术的进步将继续推动存储设备向更高容量、更好性能和更长寿命的方向发展。


网友提问与回答

提问一:我主要用电脑玩游戏和日常办公,听说TLC寿命短,真的需要担心吗?

说实话,您现在完全不必过度担心这个问题。现在的3D TLC固态硬盘已经今非昔比了。以美光的数据为例,采用3D NAND技术的TLC闪存耐用性大幅提升,其程式/清除循环次数超过10,000次-1

这是什么概念呢?假设您每天写入100GB数据(这已经远超绝大多数用户的日常使用量),一块1TB的TLC 3D NAND固态硬盘也能持续使用超过27年!

实际中,您可能每天写入的数据量远小于这个数字,所以寿命会更加长久。对于游戏和办公使用,TLC 3D NAND固态硬盘不仅寿命足够,而且在加载速度和系统响应方面表现优异,价格也比MLC或SLC产品亲民得多-9

提问二:现在3D NAND技术发展这么快,我应该等下一代产品吗?

技术发展确实日新月异,但“等待下一代”可能是个无限循环的陷阱。目前主流的3D NAND已经达到200层以上-7,性能与可靠性都很成熟。

实际上,存储行业正朝着两个方向发展:一是增加堆叠层数,二是提高每个单元存储的位数。但这些进步往往是渐进的,每一代的提升并不都是颠覆性的

考虑到当前3D TLC NAND固态硬盘已经提供极高的性价比和足够的性能,除非您有非常特殊的专业需求,否则现在入手是明智的选择。

新技术刚推出时价格通常较高,需要一段时间才能降下来。所以,基于当前需求和预算做决定最实际——存储产品永远有“下一代”,但您的工作和娱乐需求不会等待。

提问三:不同厂商的3D NAND技术有区别吗?如何选择?

不同厂商的3D NAND技术确实有各自的特点和架构。三星的V-NAND采用电荷陷阱闪存技术-10;美光则使用CMOS-under-array架构-10;铠侠和西部数据联合开发的BiCS Flash技术则采用独特的批处理制造工艺-10

但作为普通消费者,您不必过于纠结这些技术细节。更重要的是关注产品的实际性能指标、价格和售后服务

各大厂商的3D TLC NAND产品在基本性能上都已相当可靠,差异更多体现在极端条件下的表现和某些特定工作负载的优化上。

选择时,可以参考可靠的产品评测,关注顺序读写速度、随机4K读写性能、TBW值和质保期限。同时,考虑品牌声誉和售后支持也很重要。