是否能領先e步淺析SSD中的eTLC和eMLC顆粒

在2015年里，TLC SSD逐漸成為市場主角，憑借超高的性價比掀起了SSD的普及風暴。就在TLC SSD攻城略地之余，很多SSD廠商卻開始改玩“eMLC”，而TCL SSD陣營中也出現了“eTLC”的分支。那么，這些前綴帶“e”的閃存顆粒究竟是個什么東東？

閃存顆粒的篩選流程

早在SLC NAND時代，也曾有過名為“eSLC”的閃存顆粒。在MLC和TLC一統江湖的時代，eMLC和eTLC的出現也就顯得順理成章了。在正式介紹它們之前，我們先來回顧一下NAND閃存顆粒的篩選流程。

無論是SLC、MLC還是TLC，它們都是由晶圓切割而來的閃存顆粒（又稱“Die”，可由1個或多個電路組成，最終被封裝成一個NAND FLASH單元）（圖1）。生產工藝越先進（比如從19nm升級到15nm），從每一塊晶圓中切割出來的閃存顆粒就越多（圖2），意味著成本更低。問題來了，晶圓這種硅半導體集成電路的生產存在良品率的概念，并非每一塊晶圓片都是完美合格的。

在NAND閃存顆粒領域，我們習慣將沒有通過任何檢測的晶圓片（切割出來的閃存顆粒）稱為“黑片”，也就是晶圓上故障率最高的廢片。可惜，這些“黑片”很少被晶圓廠銷毀，而是通過一些渠道流傳出去，常被應用在山寨閃存盤中。還好，鮮有廠商會將其用于SSD，否則返修售后足以拖垮自己。

有些閃存顆粒經歷了一次晶圓廠的篩選，但卻沒有通過原廠故障檢測，這類“瑕疵片”常被二線硬盤廠商采購和封裝。此時，硬盤廠商會用自己的廠內檢測對“瑕疵片”進行篩選，凡是檢測合格的閃存顆粒就被稱為“白片”（又稱Good Die）。雖然廠內檢測不如原廠檢測那般嚴格，但“白片”的品質還是有所保障的。

如果閃存顆粒順利通過了晶圓廠原廠的篩選和故障檢測，此時它們就會被稱為“原廠顆粒”，并在芯片表面印上晶圓廠（如東芝、鎂光、海力士、閃迪、三星、英特爾）的Logo和型號參數等信息（圖3）。如果你拆開了某款SSD，發現閃存顆粒并非晶圓廠的標記，而是打上了SSD廠商自家的Logo（圖4），那就基本可以斷定該SSD采用的是閃存顆粒中的“白片”。

解讀“e”的涵義

消費級市場注重速度，企業級市場則注重穩定，這種潛在的客戶需求，也讓晶圓廠在閃存顆粒的篩選中出現了分支。

為了滿足企業級市場的要求，晶圓廠會將每塊晶圓片上最好的那部分單元挑選出來，并依照企業級的標準對其進行嚴苛的測試，凡是達到數據完整性和耐久度測試標準的那部分閃存顆粒，就會被定義為“eMLC”（圖5）或“eTLC”（圖6）。換句話說，凡是前綴帶“e”的，就是晶圓廠特供給SSD廠家的企業級閃存。與普通的MLC和TLC相比，這些企業級的閃存顆粒擁有更多的P/E數（壽命更長），穩定性方面也更為出色。

需要注意的是，想挖掘出“eMLC”和“eTLC”在壽命上的優勢，還需搭配指定的主控芯片和固件算法。如果有SSD廠商拿eMLC/eTLC與普通主控搭配，是無法達到這些企業級閃存應有的高P/E數值的。

速度無法領先“e”步

令人遺憾的是，為了提高P/E數值，“eMLC”和“eTLC”在擦寫操作和編程操作時所需要的時間相比MLC/TLC更長，這就意味著它們在速度上稍遜于搭配MLC/TLC閃存的SSD。以建興睿速T9為例，這款SSD采用了Marvell 88SS9187高端主控和東芝原廠eMLC顆粒，但性能卻無法達到預期的那個高度（圖7）。

令人欣慰的是，“eMLC”和“eTLC”并非提價的代名詞。比如256GB的建興睿速T9（eMLC）只賣499元，而東芝Q300（eTLC）不足400元，和采用MLC和TLC的產品相差極小。因此，如果你對數據安全極為看重，優先挑選搭配閃存顆粒帶“e”的SSD準沒錯（eMLC的壽命大于eTLC），但如果你對SSD的要求就是越快越好，那不帶e且配備高端主控的SSD才更適合你。

小結

為了提升賣點，可以預見2016年會有更多SSD用上“eMLC”和“eTLC”，這對擔心SSD穩定性的用戶而言無疑是個好消息。另一方面，隨著3D NAND閃存技術的普及，從現在開始我們將面對一個以TLC為主的SSD市場，三星850 Pro經常被譽為“TLC永久模擬MLC的產物”，大容量TLC SSD潛在的使用壽命隱患已經得以解決。也許用不了幾年，MLC SSD也會如同SLC SSD一樣淡出市場，被列入傳說中的行列。