一颗芯片存好存满30小时高画质影片! 美光科技量产 176 层 3D NAND Flash
* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2021-03-05
你能想像能储存 30 小时的高画质影片的记忆体，比一根头发还细吗？
生活中处处都会遇到需要储存的东西，不论是照片、影片或是工作需要的档案，你是透过 USB、硬碟还是云端空间来存放呢？回顾储存科技的发展堪称是一日千里，如果你跟瘾特务一样是七年级生，一定有印象在 90 年代超级盛行的 3.5 磁碟片（Floppy Disk）。当时的3.5磁碟片一片只有1.44 MB 容量，要装一个游戏还需要好几片磁片才够存载，放到现在，存一张高画质的照片就已经满满满，真的是时代的眼泪！后来储存工具一路从磁碟片、CD、DVD、USB、SD 存储卡、NAND 硬碟再到云端储存，能存入的容量越来越多、速度越来越快，而体积也越来愈小。最近全球知名快闪记忆体（NAND Flash）制造厂商之一的美光科技（Micron），更率先全球，开始量产 176 层 NAND 晶片。
这项 176 层 NAND Flash 产品的特色之一，就是每一层晶粒薄化后仅有 45 μm 微米，比一根头发还要细！这是怎么做到的呢？
储存硬碟体积缩小存更多，一颗 176 层 NAND Flash 晶粒轻松存放一整套哈利波特系列电影！现在只要一颗面积和小拇指指甲差不多大的176 层 NAND Flash 晶粒，就能储存大约 30 个小时的“HD 高画质”影片。打个比方，假日时你想要用马拉松式看一整套哈利波特系列电影（总共 8 集），过去至少需要 8 片 DVD 来接续播放，但现在却不用这么麻烦了，因为 176 层 NAND Flash 能把整套哈利波特系列电影存入后，还能再存一套魔戒三部曲！
为什么硬碟储存的容量能一直持续增加呢？这就跟快闪记忆体的技术很有关系了。最初的NAND Flash是2D的形式，2D的 NAND 可以把它想像成只有一层楼的平房，如果要塞入的物件越多，空间就会逐渐不够，甚至人要在房间内走动也更加困难。后来 3D NAND 技术问世，等于解决平房空间有限的困境，从一楼开始往上盖大厦，从 32 层、64 层、96 层、128 层逐渐翻倍成长，让储存的容量变多且硬碟的效能、寿命也持续进化。
不过 3D NAND 的楼层越盖越高，相对技术门槛也就越来越困难，而美光科技运用独家CuA (CMOS-under-Array) 技术，进一步缩小晶粒尺寸到比现今业界顶级的晶粒还要更小 30% 。简单来说，就是大楼的楼层数变多、但体积高度却缩小。
美光藉此成功把楼层推升到176层，并维持晶片实际高度仍和64 层一样高。等于把全世界最高建筑哈里发塔（828公尺），在不影响其建筑结构、效能的前提之下，将高度压缩到只有艾菲尔铁塔（300公尺）的高度。换言之，硬碟的体积持续变小但能存入更多容量，背后的工程就是靠美光的CuA这项技术。
以前喝完一杯咖啡资料还没存好，有了 176 层 NAND Flash ，资料秒速储存除了储存量更多、体积更小，如何让硬碟跑更快，也是消费者相当重视的要素。大家一定都曾有这样的经验：打开容量超级大的旧档案或是将大量资料存到硬碟时，电脑跑有够慢，常常去茶水间喝完一杯咖啡后，回到座位发现档案还没跑完，还占用电脑效能，没办法顺畅使用其他功能，常常得等到天荒地老，让人忍不住想砸电脑。
现在美光 176 层 NAND Flash 让每个人工作快上加快，透过一种晶圆制造的高纵深比的蚀刻技术，让读取、写入的延迟速度比业界高容量 3D NAND 更快上 35% 以上。这是什么概念呢？简单来说，想像在 101 大楼内如果只有两座电梯，每个人等待上下楼就会耗时相当久，而蚀刻技术等于在大楼内多增设约 10 亿部的升降电梯，来快速消化人潮，也就是资料在读取、写入时间能缩短的原因。
另一方面，虽然电梯的数目增加了，但如果每个人要去的楼层都不同，每一个楼层都要暂停等待电梯开关门，无形中也在增加硬碟运算的时间。美光科技就采用 CuA 技术，让讯号直接从逻辑电路传送到储存阵列，等于是允许有些人可以搭乘“VIP 专属”电梯，从地下室的停车场直接送达到某一楼层的办公室，再也不用跟别人一层楼、一层楼慢慢停靠了。也是这项技术的开拓，让我们现在调阅、储存资料能够“秒速”完成的关键。
176 层 NAND 就在我们身边，原来 3D NAND 应用如此多元一颗 176 层 NAND 小晶片，这样听起来距离很遥远的高端技术，其实在我们日常生活中，处处都能看见美光的身影。现在越来越多应用都跟大数据、人工智慧有关，例如全世界有超过10亿人使用的APP——Instagram，每天有数十亿张的照片、限时动态在上传，要储存如此庞大的数据就需要大机房，也就是资料中心。而美光 176 层 NAND 提供资料中心 SSD 关键设计标准，能帮助机房加速密集资料储存及工作负载。
另一个应用就更热门了，也就是现在最夯的5G手机。5G网路具备低延迟、高传输的特色，要让消费者享受到越来越快的网路，手机的硬体也要提供相对应的强劲性能。美光 176 层 NAND 帮助手机储存的负载效能提高 15%，让手机呈现更高画质，也让热爱玩多人对战的手机玩家，享受更流畅又快速的游戏体验。
另一个最近备受关注的话题，也就是全球都在抢车用晶片，美光这款 3D NAND 应用到车子，主要是引擎被启动后，能加速车载系统的反应速度。也就是车主一发动车子之后，车子的资讯系统立刻准备就绪，背后就是应用美光 3D NAND ONFI（Open NAND Flash Interface）汇流排，让车子的资料传输率达到 1,600 MT/s，传转速度比目前市面车种再提高 33%，相信未来无人车也会在更多功能使用到美光的 176 层 NAND。
看完这么多 176 层 3D NAND 的介绍，是不是颠覆你的认知，原来生活中使用到的硬碟，甚至手机、资料中心都需要仰赖如此深奥的储存技术。而回头想想从 3.5 磁碟片，装一张照片就会爆的时代，到现在能储存 30 小时高画质电影，却只有 ⅔ 头发厚度的176层晶粒，让人不禁再一次赞叹人类的智慧！
生活中处处都会遇到需要储存的东西，不论是照片、影片或是工作需要的档案，你是透过 USB、硬碟还是云端空间来存放呢？回顾储存科技的发展堪称是一日千里，如果你跟瘾特务一样是七年级生，一定有印象在 90 年代超级盛行的 3.5 磁碟片（Floppy Disk）。当时的3.5磁碟片一片只有1.44 MB 容量，要装一个游戏还需要好几片磁片才够存载，放到现在，存一张高画质的照片就已经满满满，真的是时代的眼泪！后来储存工具一路从磁碟片、CD、DVD、USB、SD 存储卡、NAND 硬碟再到云端储存，能存入的容量越来越多、速度越来越快，而体积也越来愈小。最近全球知名快闪记忆体（NAND Flash）制造厂商之一的美光科技（Micron），更率先全球，开始量产 176 层 NAND 晶片。
这项 176 层 NAND Flash 产品的特色之一，就是每一层晶粒薄化后仅有 45 μm 微米，比一根头发还要细！这是怎么做到的呢？
储存硬碟体积缩小存更多，一颗 176 层 NAND Flash 晶粒轻松存放一整套哈利波特系列电影！现在只要一颗面积和小拇指指甲差不多大的176 层 NAND Flash 晶粒，就能储存大约 30 个小时的“HD 高画质”影片。打个比方，假日时你想要用马拉松式看一整套哈利波特系列电影（总共 8 集），过去至少需要 8 片 DVD 来接续播放，但现在却不用这么麻烦了，因为 176 层 NAND Flash 能把整套哈利波特系列电影存入后，还能再存一套魔戒三部曲！
为什么硬碟储存的容量能一直持续增加呢？这就跟快闪记忆体的技术很有关系了。最初的NAND Flash是2D的形式，2D的 NAND 可以把它想像成只有一层楼的平房，如果要塞入的物件越多，空间就会逐渐不够，甚至人要在房间内走动也更加困难。后来 3D NAND 技术问世，等于解决平房空间有限的困境，从一楼开始往上盖大厦，从 32 层、64 层、96 层、128 层逐渐翻倍成长，让储存的容量变多且硬碟的效能、寿命也持续进化。
不过 3D NAND 的楼层越盖越高，相对技术门槛也就越来越困难，而美光科技运用独家CuA (CMOS-under-Array) 技术，进一步缩小晶粒尺寸到比现今业界顶级的晶粒还要更小 30% 。简单来说，就是大楼的楼层数变多、但体积高度却缩小。
美光藉此成功把楼层推升到176层，并维持晶片实际高度仍和64 层一样高。等于把全世界最高建筑哈里发塔（828公尺），在不影响其建筑结构、效能的前提之下，将高度压缩到只有艾菲尔铁塔（300公尺）的高度。换言之，硬碟的体积持续变小但能存入更多容量，背后的工程就是靠美光的CuA这项技术。
以前喝完一杯咖啡资料还没存好，有了 176 层 NAND Flash ，资料秒速储存除了储存量更多、体积更小，如何让硬碟跑更快，也是消费者相当重视的要素。大家一定都曾有这样的经验：打开容量超级大的旧档案或是将大量资料存到硬碟时，电脑跑有够慢，常常去茶水间喝完一杯咖啡后，回到座位发现档案还没跑完，还占用电脑效能，没办法顺畅使用其他功能，常常得等到天荒地老，让人忍不住想砸电脑。
现在美光 176 层 NAND Flash 让每个人工作快上加快，透过一种晶圆制造的高纵深比的蚀刻技术，让读取、写入的延迟速度比业界高容量 3D NAND 更快上 35% 以上。这是什么概念呢？简单来说，想像在 101 大楼内如果只有两座电梯，每个人等待上下楼就会耗时相当久，而蚀刻技术等于在大楼内多增设约 10 亿部的升降电梯，来快速消化人潮，也就是资料在读取、写入时间能缩短的原因。
另一方面，虽然电梯的数目增加了，但如果每个人要去的楼层都不同，每一个楼层都要暂停等待电梯开关门，无形中也在增加硬碟运算的时间。美光科技就采用 CuA 技术，让讯号直接从逻辑电路传送到储存阵列，等于是允许有些人可以搭乘“VIP 专属”电梯，从地下室的停车场直接送达到某一楼层的办公室，再也不用跟别人一层楼、一层楼慢慢停靠了。也是这项技术的开拓，让我们现在调阅、储存资料能够“秒速”完成的关键。
176 层 NAND 就在我们身边，原来 3D NAND 应用如此多元一颗 176 层 NAND 小晶片，这样听起来距离很遥远的高端技术，其实在我们日常生活中，处处都能看见美光的身影。现在越来越多应用都跟大数据、人工智慧有关，例如全世界有超过10亿人使用的APP——Instagram，每天有数十亿张的照片、限时动态在上传，要储存如此庞大的数据就需要大机房，也就是资料中心。而美光 176 层 NAND 提供资料中心 SSD 关键设计标准，能帮助机房加速密集资料储存及工作负载。
另一个应用就更热门了，也就是现在最夯的5G手机。5G网路具备低延迟、高传输的特色，要让消费者享受到越来越快的网路，手机的硬体也要提供相对应的强劲性能。美光 176 层 NAND 帮助手机储存的负载效能提高 15%，让手机呈现更高画质，也让热爱玩多人对战的手机玩家，享受更流畅又快速的游戏体验。
另一个最近备受关注的话题，也就是全球都在抢车用晶片，美光这款 3D NAND 应用到车子，主要是引擎被启动后，能加速车载系统的反应速度。也就是车主一发动车子之后，车子的资讯系统立刻准备就绪，背后就是应用美光 3D NAND ONFI（Open NAND Flash Interface）汇流排，让车子的资料传输率达到 1,600 MT/s，传转速度比目前市面车种再提高 33%，相信未来无人车也会在更多功能使用到美光的 176 层 NAND。
看完这么多 176 层 3D NAND 的介绍，是不是颠覆你的认知，原来生活中使用到的硬碟，甚至手机、资料中心都需要仰赖如此深奥的储存技术。而回头想想从 3.5 磁碟片，装一张照片就会爆的时代，到现在能储存 30 小时高画质电影，却只有 ⅔ 头发厚度的176层晶粒，让人不禁再一次赞叹人类的智慧！
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