固態(tài)硬盤正逐步從高性能存儲走向全能存儲，QLC閃存的問世將使固態(tài)硬盤撼動到傳統(tǒng)機械硬盤市場。為了使QLC實用化，作為閃存世界締造者的東芝都做了哪些工作?

　　去年東芝宣布了96層堆疊的BiCS4 3D QLC閃存，雖然它還沒有直接出現(xiàn)在固態(tài)硬盤當(dāng)中，不過我們可以通過已經(jīng)公開的資料了解到它背后的一些技術(shù)創(chuàng)新。

　　BiCS4 QLC閃存有一些新的特性：Toggle 3.0接口(667/800 MT數(shù)據(jù)傳輸率)、高達每平方厘米8.5Gb的存儲密度。閃存工作電壓從1.8/3.3V降低至1.2/1.8V，低電壓將帶來更低的功耗，有利于高速固態(tài)硬盤控制溫度。

　　閃存接口提速和挑戰(zhàn)：

　　東芝BiCS4閃存升級為Toggle 3.0接口，閃存接口數(shù)據(jù)傳輸率從BiCS3的533Mbps提升至800Mbps，可降低閃存?zhèn)鬏斞舆t、增強固態(tài)硬盤性能。

　　為配合閃存接口提速，東芝使用了On Die Termination和ZQ Calibration兩項技術(shù)。早在2010年，東芝就完成了On Die termination的技術(shù)儲備，并在當(dāng)年的FMS閃存峰會上發(fā)表。

　　On Die Termination在閃存芯片中內(nèi)置了一系列可智能控制的終端電阻，可消除通信線路中的信號反射。

　　在閃存編程寫入時，ODT特性會自動開啟，增強信號完整性。

　　而ZQ校準(zhǔn)則是ODT技術(shù)的再次升級，它能夠?qū)﹂W存內(nèi)集成的終端電阻進行自動校正，保障各種溫度和電壓變化之下的信號完整性。

　　我們可以在東芝TR200 480GB(固件版本SBFA13.x)固態(tài)硬盤中見到提前應(yīng)用了ODT技術(shù)的BiCS3 512Gb die閃存。

　　存儲密度提升和挑戰(zhàn)：

　　存儲密度是閃存技術(shù)先進性的一個重要體現(xiàn)，它是單個閃存die存儲容量與面積之比。QLC閃存每個存儲單元比TLC多存儲1比特數(shù)據(jù)，東芝BiCS4 96層堆疊3D QLC閃存的存儲密度達到每平方毫米8.5Gb，超過了128層堆疊技術(shù)下3D TLC所能達到的每平方毫米7.8Gb。

　　不過QLC也帶來了新的技術(shù)挑戰(zhàn)。閃存的讀取是通過在控制極施加不同的參考電壓來判斷存儲單元中的數(shù)據(jù)，為了在每個單元中存儲4比特數(shù)據(jù)，QLC擁有16種閾值電壓狀態(tài)。

　　不同狀態(tài)之間的測量閾值相比TLC時變得更加緊湊和接近。

　　而且閾值電壓并非一成不變，而是會因?qū)懭敫蓴_和讀取干擾效應(yīng)產(chǎn)生飄移，使得QLC閃存當(dāng)中的數(shù)據(jù)更加容易出錯。

　　東芝通過Soft Bit Read、Shift Read、Self adjusting Read、Async.IPR等技術(shù)加強閃存的讀取和糾錯能力，將3D QLC的耐用性目標(biāo)設(shè)定為等同TLC早期的水平——1000次擦寫循環(huán)�？梢哉f3D QLC是閃存制造技術(shù)的結(jié)晶，1.33Tb容量的背后凝結(jié)了大量的技術(shù)創(chuàng)新。