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致态TiPro7000固态硬盘超过7400MB/s性能的秘密 Xtacking1.0到2.0 _存储_硬件教程_

2023-05-23 247人已围观

简介致态TiPro7000固态硬盘超过7400MB/s性能的秘密 Xtacking1.0到2.0 _存储_硬件教程_

近段时间以来，致态TiPro7000的问世，再次引发了全行业关注，作为一家2016年堪堪成立，不到6年，却实现了从SATA到PCIe3.0，再到如今消费级固态硬盘巅峰PCIe4.0 SSD，全领域的产品布局，长江存储·致态背后的Xtacking®为何如此神奇？Xtacking®技术究竟又有多少魔力？

根据官方解释，Xtacking® 是长江存储核心专利和技术品牌，代表着长江存储在3D NAND存储技术领域的创新进取和卓越贡献，同时它也是长江存储面向企业客户、消费者推广3D NAND产品的关键所在，也是体现长江存储原创设计的代表品牌。

致态TiPro7000

这个解释实质上有两重意思，一方面着重强调了Xtacking®是一项核心的闪存制造技术，是长江存储近年来发展壮大的关键专利，另一方面则是揭示了Xtacking®已然成为长江存储重要的品牌资产和代名词，有着非同凡响的象征意义。

今天，我们抛开品牌意义不聊，重点聊聊Xtacking®作为闪存制造技术，是如何推动致态TiPro7000的性能炸裂。

01 主流NAND闪存制造逻辑

在理解Xtacking®技术之前，我们需要先聊聊全球其他闪存厂是如何制造闪存的。

图源于互联网

我们都知道现阶段全球NAND闪存玩家，主要有三星、铠侠/西数、Intel/Micron以及SK海力士等几家，其中铠侠和西数，intel和Micron，基于资本和市场共享机制，在这里可视为一家。

通过上图全球主流NAND闪存横截面可以看到，制造技术上，三星和铠侠/西数大体上保持一致，都是常规的并列式架构，这样的好处在于加工难度较低，但对于晶圆蚀刻设备与技术要求太高，尤其是三星采用的一次性加工、内存孔（Memory Hole）的HARC蚀刻技术，更是对于设备和操作经验要求极高；铠侠/西数采用的则是相对轻松的两个48层堆叠而成，在技术难度上更具操作性，但也存在着内存孔的贴合匹配等问题。

Intel/Micron以及SK海力士，则采用了另一条制造路径，即CUA，CMOS under Array，顾名思义就是将能够控制数据读取、写入的CMOS线路放置在Array以下的一种加工方式，这样的架构同样存在制造工艺难度较高，优势则在于能够扩大单个芯片的存储密度。

Xtacking®架构下的长存颗粒

至于YMTC即长江存储则是采用了Xtacking®架构，该架构原理是将CMOS线路用一种不同于存储单元（Memory Cell）的晶圆制造而成，分别通过Bonding工艺进行贴合，更加朴素的解释便是等同于，在指甲盖大小的面积上通过数十亿根金属通道，将CMOS和Array进行连接，合二为一。

02 Xtacking®的先进性

看到这里，大家应该能够脑补Xtacking®架构和传统上下并列，CUA等闪存结构的不同之处，那么耦合而成的Xtacking®又有哪些特点呢？

从理论设计和实际经验来看，主要有更快的传输速度、更高的存储密度以及更灵活的开发周期。

Xtacking®架构生产工艺

先说速度，Xtacking®的制造原理是在两片独立的晶圆上，分别加工外围电路和存储单元，这样的话，可以在逻辑工艺上有着更多的自主选择性，从而让NAND获取更高的I/O接口速度及更多的操作功能，这也是致态TiPro7000能够取得超过7400MB/s的核心要义，从闪存制造的源头上，进行了性能优化，更多更高的I/O接口通道，为后续主控的性能调配奠定基础。

密度优化

再说密度，3D NAND颗粒最重要的发展方向便是密度的优化，在传统3D NAND架构中，外围电路约占芯片面积20~30%， Xtacking®技术创新的将外围电路置于存储单元之上，从而实现比传统3D NAND更高的存储密度，芯片面积可减少约25%，同等面积基础上，Xtacking®架构能够提供更多的存储单元。

Xtacking®工艺独立加工

最后再来看灵活的生产周期，实际上NAND颗粒的良品率和出货量，是目前市场竞争的重要一环，良品率方面，随着Xtacking®2.0技术的诞生，长江存储闪存颗粒的良品率已然实现大幅度跃升，能够满足现阶段长江存储客户的良品需求；而出货量上，基于Xtacking®工艺存储单元和外围电路的能够独立加工的特性，长江存储可以实现并行、模组化的灵活生产制造，根据推算Xtacking®工艺相较于传统结构，产品开发周期可缩短三个月，生产周期可缩短20%。

03 不止于Xtacking® 致态TiPro7000强悍性能的秘密

更快更高更灵活的Xtacking®架构，为致态TiPro7000奠定了旗舰级性能的基础，可我们都知道一款旗舰级固态硬盘，除开闪存颗粒，在主控的选配和硬件优化方面同样关键。

致态TiPro7000 SSD

致态TiPro7000内置了英韧科技IG5236主控，这是一款采用12nm FinFET CMOS制造工艺的PCIe4.0主控芯片，长江存储在该主控基础上，进行了固件的优化升级，历经长久的端到端的产品匹配，在充分挖掘该主控在GEN4协议上的潜能，并和Xtacking®2.0架构的长江存储高品质3D TLC颗粒进行校正和适配后，最终实现了性能的全部挖掘。