QLC性能比肩SLC？X-NAND新架构为NAND原厂提供新思路

相较于TLC，QLC技术由于存储密度更高成本更低已经在诸多领域中得到广泛应用然而，QLC技术的局限性也十分明显，寿命和性能问题自然首当其冲

针对用户关心的寿命问题，各大厂商已经通过算法进行了优化此前就有报道称，IBM已经将QLC闪存的寿命提升到了MLC的水准，英特尔也表示如今的QLC闪存已经在平均故障间隔时间平均温度质保寿命不可修复错误率(UBER)数据持久性等质量与可靠性指标上看齐TLC

那么，至于性能提升，一家名为NEO SEMICONDUCTOR的初创企业通过架构优化，使QLC 3D NAND读写性能得以比肩SLC，并将该新型架构称之为X-NAND

X-NAND新型架构：在不增加Die size前提下，增加页面缓冲层数量，提升读写带宽

从TLC过渡到QLC，单位成本下降的同时存储密度提升了33%，然而，产品的读写性能却逐渐下降，这也导致QLC产品在人工智能深度学习等领域应用受限

在NAND Flash架构中，plane数量的提升能够有效提升读写带宽，进而提升器件性能然而，每一层plane的位元线必须和页面缓冲层保持连接，如此一来，在当前NAND flash结构中，页面缓冲层数量的增加将大幅提升NAND Flash的Die size尺寸

在如今传统的NAND架构中，需要16KB的页面缓冲区连接到每个plane 16KB的位元线来执行读写操作，因此NAND Flash的读写性能主要受限于页面缓冲层的数量而X-NAND架构是将一个16KB页面缓冲层分拆成16个1KB（或更多）的页面缓冲层，进而可以同时控制16个或更多plane的位元线

性能比肩SLC：X-NAND新架构使QLC随机读写性能提升3倍，顺序读写性能分别提升2714倍

根据上述介绍，可以得知，X-NAND新型架构能够将plane数量提高至16倍，进而在不增加Die size的前提下，将读写带宽提升16倍另外，该结构也将每个plane的位元线长度缩短至1/16，因此位元线电容和RC延迟也进一步缩小，大大提升器件的读写速度

相较于现有QLC架构，X-NAND架构的随机读写性能提升3倍，顺序读写性能分别提升2714倍

相较于SLC，X-NAND架构的随机读取写入速度分别达到SLC随机读取写入速度的80%和40%；顺序读取写入速度分别是SLC顺序读取写入速度的7倍2倍而在成本上，QLC仅是SLC成本的四分之一

X-NAND架构纯粹是一个设计解决方案，理论来讲，所有NAND Flash制造商在现有制造工艺上都能导入该架构，相对风险成本都较低，验证时间也相对较短

另外，由于X-NAND使QLC产品兼具QLC密度和SLC性能，也解决了传统NAND Flash SLC缓存耗尽之后直接输入QLC导致掉速的问题，从这个角度看，X-NAND为写入密集型的数据中心和NAS应用提供了较好的解决方案

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