NAND Flash 四种类型有什么哪些区别？

芯达人

四种类型的NAND闪存颗粒性能各有不同。SLC单位容量的成本相对于其他类型NAND闪存颗粒成本更高，但其数据保留时间更长、读取速度更快；QLC拥有更大的容量和更低的成本，但由于其可靠性低、寿命短等缺点，仍有待后续发展。

从生产成本、读写速度和使用寿命三方面来看，四类的排序都是SLC>MLC>TLC>QLC；以120G硬盘为例，我们计算一下使用寿命，假如每天写入10G数据，各个颗粒按照最低擦写次数计算，数据如下：
SLC理论寿命=120*100000/10=1200000天=3287.67年
MLC理论寿命=120*3000/10=36000天=986年
TLC理论寿命=120*500/10=6000天=1644年
QLC理论寿命=120*150/10=1800天=493年

从数据上来看QLC的寿命最短，但实际情况是QLC单位存储密度大，存储容量也大，按照500G计算理论寿命为20.55年，1T计算则为41年以上，电脑退休了，硬盘都不会坏，买硬盘之前考虑好用途，选择合适的类型。

目前主流的解决方案为MLC与TLC。SLC主要针对军工，企业级应用，有着高速写入，低出错率，长耐久度特性。MLC主要针对消费级应用，容量高于SLC2倍，低成本，适合USB闪盘，手机，数码相机等储存卡，如今也被大量用于消费级固态硬盘上。

而NAND闪存根据对应不同的空间结构来看，这四类技术可又分为2D结构和3D结构两大类，浮栅晶体管是主要用于2D FLASH，3D flash主要采用的是CT晶体管，浮栅是半导体，CT是绝缘体，二者在本质和原理上就有区别。其区别在于：
2D结构NAND Flash
2D结构的存储单元仅布置在芯片的XY平面中，因而使用2D闪存技术在同一晶圆中实现更高密度的唯一方法就是缩小制程工艺节点。
其缺点是，对于较小的节点，NAND闪存中的错误更为频繁；另外，可以使用的最小制程工艺节点存在限制，存储密度不高。
3D结构NAND Flash
为了提高存储密度，制造商开发了3D NAND或V-NAND（垂直NAND）技术，该技术将Z平面中的存储单元堆叠在同一晶圆上。
在3D NAND闪存中，存储器单元作为垂直串连接而不是2D NAND中的水平串，以这种方式构建有助于为相同的芯片区域实现高位密度。第一批3D Flash产品有24层。

2020年11月12日，美光宣布已批量出货全球首款176层3D NAND闪存，一举刷新行业纪录，实现闪存产品密度和性能上的重大提升。美光全新的 176 层工艺与先进架构共同促成了此项重大突破，使数据中心、智能边缘平台和移动设备等一系列存储应用得以受益，实现性能上的巨大提升。

另一方面，经过五十多年的发展，闪存的容量增势迅猛，从GB上升到TB，3D NAND闪存颗粒技术的实践使闪存容量进一步提升，未来有望进一步提升。