3D NAND闪存技术和NVMe通信协议的应用将主导存储市场

当前固态硬盘(SSD)市场趋势和关注的焦点是“3D NAND闪存”,“NVMe通信协议”的最新产品。 随着更大的容量,更快的速度,更实惠的价格,SSD将在不久的将来全面取代硬盘驱动器(HDD)。 在本文中,将解释3DNAND闪存和NVMe协议的应用如何影响SSD市场。 我们将首先阐明为什么这两种新技术降低SSD的制造价格,同时提高其耐久性。 然后,我们将分析不同的SSD用户,包括企业和汽车制造商的日益增长的需求,并分享客户如何看待他们的存储设备的质量。

3D NAND闪存技术和NVMe通信协议的应用是SSD成本、耐久性和读/写性能的核心要素。 NAND闪存可分为SLCMLCTLC SLC SSD通常提供最快的读/写速度和更长的耐力。 然而,制造成本很高,因为它存储的数据比MLCTLC存储器更少。 因此,SLC SSD的用户通常是军队和高级企业。 中小型企业通常使用MLC SSD,它不仅比TLC SSD具有更长的寿命和更好的性能,而且比SLC SSD具有相对低廉的价格。 TLC SSD的用户,由于其更高的容量和更低的价格,是市场上的普通客户。 然而,与SLCMLC SSD相比,TLC SSD具有更长的访问延迟(即较低的性能)和在一个特定的块相对较少的写入擦除周期(即寿命较短)。

 3D NAND闪存技术的出现,垂直堆叠存储单元在多层,不仅使SSD超过容量限制,而且通过增加每天驱动器写入的时间(DWPD)来提高其耐久性。 具体地说,闪存NAND制造商在过去几十年中经常操作“收缩过程”来缩小每个存储单元的大小,以增加数据密度。 尽管这种技术提高了SSD的容量,但NAND变得更加脆弱,降低了DWPD 这就是为什么TLC SSD通常比SLCMLC SSD具有更大的3容量,寿命更短的原因。 由于3D NAND闪存技术允许存储单元垂直堆叠,存储单元可以堆放在多层中,增加了每层存储单元的大小和NAND中的容量。因此,SLCMLC SSD可以超过容量限制,TCLSSD也可以更可靠。 此外,NVMe通信协议的升级使SSD超过了PCIe SATA Gen3的最大带宽限制。 这些新规范将SSD的读/写性能提高到2,500MB3,200MB/s,使顺序读性能比使用6GB/SATA接口的SSD快了5倍。

 总之,3D NAND闪存和NVMe通信协议的应用将提高SSD的性能和耐久性,降低每个存储单元的成本。 这些优势将给不同层次的用户带来变化。

 HDD相比,SSD通常被认为具有更快的速度、更高的耐久性和更低的能耗。 这些特性允许企业用户减少其TCOTotal Cost of Ownership)。 由于未来每个存储单元的制造成本较低,可能会降低SSD的价格,企业用户将更愿意将其HDD升级到SSD 例如,在线商店通过装备SSD,能够提高其服务器的性能,在较短的时间内执行更多的数据,以减少买家的排队延迟。 因此,SSD将很快成为企业市场中必不可少的。 但是,将NVMe SSD不断地置于长期过载工作状态可能会显著降低其性能。

 车载信息娱乐(IVI)系统的发展在司机和汽车之间创造了新的关系。 随着智能设备和无线技术的出现,今天的IVI系统能够支持司机播放音乐和视频,通过分析实时交通信息找到最快的路线,并通过音频控件进行呼叫或发送短信。 然而,这些特性的性能在很大程度上依赖于系统中存储设备的数据执行速度。 SSD似乎是执行大数据的最佳解决方案。 此外,车辆中的电子设备往往不得不面对各种情况,如阳光或雪造成的极高/低温、汽车停留在山区或其他独特地区时的低气压/高湿度气氛,或驾驶时造成的随机振动和冲击。 对于这些严格的环境,SSD的无机械结构使其比HDD更可靠。 因此,我们预计,一旦新技术导致成本下降,汽车制造商将开始在他们的新车中使用SSD

 汽车制造商通过可靠性测试来检验SSD的可靠性,该测试能够模拟多个环境场景(例如,“随机振动与温度测试”,以检查在实际驾驶经验产品的振动和温度的条件变化。 在这种情况下,通过设置不同的振动频率,并添加不同的“强度密度谱”来再现在驾驶时可能发生的各种类型的振动,包括启动、突然断裂和其他由恶劣的道路条件引起的随机振动。 然后我们操作温度测试,将“振动”DUT放入一个可以达到最高+85°C和最低-30°C的环境中8小时。

 在这个严格的环境中工作后(即,振动经历极高/低温)连续8小时,一些SSD可能会增加他们的读/写错误率和延迟时间,甚至只是停止工作。 一些汽车制造商还需要其他可靠性测试,如湿度测试、随机冲击测试和电子测试。      

 结论在3D NAND 闪存技术和NVMe协议的推广后,SSD将主导存储市场。 我们深入地阐述了这两种新技术,并分析了为什么不同的用户,如企业和汽车制造商,会更愿意将他们的旧HDD更换为SSD 我们还分享了如何通过环境测试来感知车载的存储设备的质量。