SSD要進入PB級時代？或將在未來十年內的某個時候實現
目前，消費級SSD常見容量包括256GB、512GB、1TB、2TB、4TB這幾種，企業(yè)級SSD容量則更大一些，可達16TB、32TB、64TB、甚至128TB。
這并不是SSD容量的“天花板”，未來存儲廠商還將讓SSD容量突破300TB，甚至達到1024TB。
SSD狂飆：未來十年單顆容量可達1PB
近日，三星電子對外表示，預計在未來十年單顆SSD的容量可達1PB（1024TB）。
三星表示物理縮放技術、邏輯縮放技術和封裝技術的日益成熟，加速推動 3D NAND 的發(fā)展，預計未來十年單顆 SSD 容量可高達 1PB。
三星表示新技術將進一步減少 NAND 閃存單元尺寸、增加層數，讓每一層能夠存儲更多數據。
三星在過去幾年推動 SSD 技術的落地，2016 年率先量產 15.36TB 的 SSD；在 2017 年又推出基于 3D TLC 的 30.72TB 產品。
三星還在 2019 年展示了 64TB SSD，然后在 2021 年展示了基于 3D QLC NAND 的 128TB 原型 SSD，但這些設備尚未進入量產階段。
其中，物理縮放技術包括三種技術，分別為橫向/垂直收縮（一種減少每個存儲單元大小的方法）、垂直堆疊技術（一種添加更多WL堆棧的方法，從而增加內存單元的數量）、電池在外圍技術（一種減少硅面積的方法，把外圍電路放在存儲單元下面），用于提高性能和降低成本，以響應應用程序和系統(tǒng)處理需求的變化。
邏輯縮放技術，例如QLC技術——涉及到尋找在單個單元中存儲更多比特的方法，以便SSD可以保存更多的數據，同時保持輕便和緊湊。QLC技術可以使每個設備每個單元存儲4位，相比TLC存儲密度提高33%。
封裝技術是開發(fā)高容量產品的關鍵，三星已經有能力批量生產32Die堆疊封裝（32 die-stack packaging）。
無獨有偶，另一家存儲相關廠商Pure Storage也在積極探索更高容量SSD。今年3月初，該公司表示，到2025-2026年，公司將推出300TB NVMe SSD。他們計劃使用定制的SSD主控搭配3D NAND閃存，用于FlashArray系統(tǒng)，并在定制的FlashBlade操作系統(tǒng)上運行。
邁向PB級容量，PLC與千層NAND Flash大有可為？
隨著數據中心等新型技術與應用不斷發(fā)展，海量存儲需求下，大容量SSD成為發(fā)展大勢。業(yè)界預測，本世紀30年代時，PLC閃存與千層堆疊可能會成為PB級SSD的主流之選，閃存顆粒與堆疊技術重要性將進一步凸顯。
閃存顆粒
SSD由主控芯片、閃存顆粒與緩存顆粒組成，閃存顆粒在SSD中負責存儲數據，占據了SSD 70%-80%的成本，并對SSD性能有決定性影響。可以說，要實現SSD更強的性能、更大的容量，閃存顆粒是關鍵。
當前SSD閃存顆粒主要是NAND Flash，根據電子單元密度的差異，NAND Flash可分為SLC、MLC、TLC、QLC、PLC，這五種閃存顆粒每單元可存儲的信息是層層遞進的，以主流TLC為例，其又可被稱作三層式存儲，成本低，質量、讀寫速度以及壽命可以滿足普通消費者需求，因而被廣泛應用于SSD市場。
TLC之后是QLC——四層式存儲，具有存儲密度大、成本低的優(yōu)勢，三星128TB原型SSD就是基于QLC打造。
相比TLC，PLC在相同的空間內帶動SSD容量的進一步擴大。去年8月，Solidigm展示了全球首款正在研發(fā)的PLC SSD，其表示，在相同的空間內，使用PLC SSD存儲數據量可增加25%，可以用來解決固態(tài)存儲未來的成本、空間和能耗等問題。該款SSD將首先用于數據中心產品，具體發(fā)布和上市時間待定。
SLC、MLC、TLC、QLC、PLC，NAND Flash容量逐步提升，因此，部分業(yè)界人士看好PLC在PB級SSD中的應用。不過，從SLC到PLC，容量雖然提升，但性能、可靠性、壽命并未隨之優(yōu)化，PLC SSD的商用落地，仍需要解決上述問題。
閃存堆疊
閃存堆疊技術對SSD容量同樣也至關重要，3D NAND Flash的出現，比以往的2D NAND Flash提供了更大存儲空間，滿足了業(yè)界日益增長的存儲需求，因而成為主流。
目前3D NAND Flash已經突破200層，大廠方面，三星第8代V-NAND層數達到了236層，采用TLC閃存；美光232層NAND Flash已經量產出貨；鎧俠和西部數據近期宣布，推出218層3D NAND閃存。
此外，SK海力士238層NAND Flash計劃于今年上半年量產，該公司采用的是4D架構方式。
未來存儲廠商將持續(xù)發(fā)力更高層數NAND Flash，美光232層之后，計劃推出2YY、3XX與4XX等更高層數產品；鎧俠與西數兩家公司2032年之前還將陸續(xù)推出200層以上、300層以上、400層以上與500層以上閃存技術；SK海力士在近期的ISSCC會議上，展示了300層堆疊第八代3D NAND Flash存儲器原型，計劃兩年內上市；三星則計劃在2030年前實現1000層NAND Flash，此舉也將助力三星之后推出1PB SSD。
3D NAND Flash層數堆疊前景美好，但與PLC一樣，層數不斷提高的過程中，也面臨不少挑戰(zhàn)。比如時間成本，隨著層數的增加，生產時間成本隨之上升；再比如良率問題，層數的增加，對良率也會形成嚴峻的挑戰(zhàn)。
給力的國產廠商
對于我們廣大消費者而言，大家應該也能發(fā)現這些年固態(tài)硬盤越來越便宜了。過去的內存條，被大家戲稱為“金條”，很多人都表示難以忘記那8GB內存1000塊錢的時代，甚至那時的廠商們經常有“失火”漲價的。可咱們國產廠商比如長江存儲達成技術突破后，將固態(tài)硬盤的價格硬生生地打下來了。比如在某多多，致鈦2TB的硬盤400多元就能拿下。相比當時同規(guī)格一千多的硬盤，消費者自然是義無反顧地支持國產了。
其實這種事發(fā)生也不是一次兩次了，各種家電產品、顯示器、手機……我們都享受到了由國產廠商帶來的物美價廉的產品。就連大家熟知的華為，在通信行業(yè)中也被其它海外同行所敵視（因為華為將通信行業(yè)各種產品報價向下打了一截）。
所以說，低價的優(yōu)質國產產品，在一定程度上也倒逼了其它廠商降價售賣商品。
