是否能领先e步 浅析SSD中的eTLC和eMLC颗粒

闪存颗粒的筛选流程

早在SLC NAND时代，也曾有过名为“eSLC”的闪存颗粒。在MLC和TLC一统江湖的时代，eMLC和eTLC的出现也就显得顺理成章了。在正式介绍它们之前，我们先来回顾一下NAND闪存颗粒的筛选流程：

无论是SLC、MLC还是TLC，它们都是由晶圆切割而来的闪存颗粒（又称“Die”，可由1个或多个电路组成，最终被封装成一个NAND FLASH单元）（图1）。生产工艺越先进（比如从19nm升级到15nm），从每一块晶圆中切割出来的闪存颗粒就越多（图2），意味着成本更低。问题来了，晶圆这种硅半导体集成电路的生产存在良品率的概念，并非每一块晶圆片都是完美合格的。

01

02

在NAND闪存颗粒领域，我们习惯将没有通过任何检测的晶圆片（切割出来的闪存颗粒）称为“黑片”，也就是晶圆上故障率最高的废片。可惜，这些“黑片”很少被晶圆厂销毁，而是通过一些渠道流传出去，常被应用在山寨闪存盘中。还好，鲜有厂商会将其用于SSD，否则返修售后足以拖垮自己。

有些闪存颗粒经历了一次晶圆厂的筛选但却没有通过原厂故障检测，这类“瑕疵片”常被二线硬盘厂商采购。此时，硬盘厂商会用自己的厂内检测对“瑕疵片”进行筛选，凡是检测合格的闪存颗粒就被称为“白片”（又称Good Die）。虽然厂内检测不如原厂监测那般严格，但“白片”的品质还是有所保障的。

如果闪存颗粒顺利通过了晶圆厂原厂的筛选和故障检测，此时它们就会被称为“原厂颗粒”，并在芯片表面印上晶圆厂（如东芝、镁光、海力士、闪迪、三星、英特尔）的Logo和型号参数等信息（图3）。如果你拆开了某款SSD，发现闪存颗粒并非晶圆厂的标记，而是打上了SSD厂商自家的Logo（如Kinston的标志）（图4），那就基本可以断定该SSD采用的是闪存颗粒中的“白片”。

03

04

解读“e”的涵义

消费级市场注重速度，企业级市场则注重稳定，这种潜在的客户需求，也让晶圆厂在闪存颗粒的筛选中出现了分支。

为了满足企业级市场的要求，晶圆厂会将每块晶圆片上最好的那部分单元挑选出来，并依照企业级的标准对其进行严苛的测试，凡是达到数据完整性和耐久度测试标准的那部分闪存颗粒，就会被定义为“eMLC”（图5）或“eTLC”（图6）。换句话说，凡是前缀带“e”的，就是晶圆厂特供给SSD厂家的企业级闪存。与普通的MLC和TLC相比，这些企业级的闪存颗粒拥有更多的P/E数（寿命更长），稳定性方面也更为出色。

05 图注：东芝eMLC原厂颗粒

06 图注：东芝eTLC原厂颗粒

需要注意的是，想挖掘出“eMLC”和“eTLC”在寿命上的优势，还需搭配指定的主控芯片和固件算法。如果有SSD厂商拿eMLC/eTLC与普通主控搭配，是无法达到这些企业级闪存应有的高P/E数值的。

速度无法领先“e”步

令人遗憾的是，为了提高P/E数值，“eMLC”和“eTLC”在擦写操作和编程操作时所需要的时间相比MLC/TLC更长，这就意味着它们在速度上无法和搭配MLC/TLC闪存的SSD快。以建兴睿速T9为例，这款SSD采用了Marvell 88SS9187高端主控和东芝原厂eMLC颗粒，但性能却无法达到预期的那个高度（图7）。

07

令人欣慰的是，“eMLC”和“eTLC”并非提价的代名词。比如256GB的建兴睿速T9（eMLC）只卖499元，而东芝Q300（eTLC）不足400元，和采用MLC和TLC的产品相差极小。因此，如果你对数据安全极为看重，优先挑选搭配闪存颗粒带“e”的SSD准没错（eMLC的寿命大于eTLC），但如果你对SSD的要求就是越快越好，那不带e且配备高端主控的SSD才更适合你。

小结

为了提升卖点，可以预见2016年会有更多SSD用上“eMLC”和“eTLC”，这对担心SSD稳定性的用户而言无疑是个好消息。另一方面，随着3D NAND闪存技术的普及，从现在开始我们将面对一个以TLC为主的SSD市场，三星850 Pro以及被誉为“TLC永久模拟MLC的产物”，大容量TLC SSD潜在的使用寿命隐患已经得以解决。也许用不了几年，MLC SSD也会如果SLC SSD一样淡出市场，被列入传说中的行列。

扩展阅读：容量与功耗之间矛盾

我们都知道，SSD的容量与使用寿命和读写性能成正比，但随之而来的功耗问题就鲜有人关注了。简单来说，SSD容量越大，它的耗电量也就越高。经过国外媒体的实测，240GB SSD的平均功耗介于5400rpm和7200rpm转速的HDD械硬盘之间，SSD一定比HDD省电的结论是站不住脚的。还好，随着NAND闪存工艺和主控的进化，如今240GB的SSD耗电量已经与英特尔520时代的120GB SSD持平。因此，如果你特别在意笔记本的续航时间，选择SSD的容量“够用就好”即可。