三星发布了其首款60TB固态硬盘，能否抢占先机？

内存和存储芯片制造商三星发布了其首款容量高达60TB的企业级固态硬盘（SSD），专为满足企业用户的需求而设计。得益于全新主控，三星表示未来甚至可以制造120TB的固态硬盘。

对比2020年发布的上一代BM1733，BM1733采用了第5代V-NAND技术的QLC闪存、堆叠层数为96层、最大容量为15.36TB，显然BM1743的存储密度有了大幅度提升。三星以往的固态硬盘容量上限为32TB，此次推出的BM1743固态硬盘则将容量提升至了惊人的60TB。值得注意的是，目前三星在该细分市场将面临的竞争相对较少，因为其主要竞争对手铠侠、美光和SK海力士目前尚未推出60TB级的固态硬盘产品。

BM1743采用了三星自主研发的第七代176层V-NAND（3D NAND）QLC存储单元以及专属的主控，其顺序读取速度可达7.2GB/s，顺序写入速度为2.0GB/s。在随机读写性能方面，BM1743拥有160万次随机读取IOPS和11万次随机写入IOPS。该款固态硬盘的耐久性为每天0.26次写入（DWPD），能够持续五年。这样的性能配置使其特别适用于处理读密集型工作负载，满足了现代数据中心对于高速、高效数据处理能力的迫切需求。

根据三星官方消息，这款新型固态硬盘将提供两种接口规格，分别为适用于服务器的U.2和PCIe 4.0 x4接口。此外，针对需要更高存储密度的设备，三星还将提供支持PCIe 5.0 x4接口的E3.S版本。目前官方尚未公布售价和功耗等信息，不过类似规格的固态硬盘售价约为7000美元。

三星V-NAND 3D工艺

在系统盘配置上，固态硬盘已经彻底淘汰了机械硬盘，成为了标配。那么，为什么固态硬盘越来越便宜？这背后的秘密就是NAND颗粒层数工艺的提升。NAND是1987年由东芝（现铠侠）的存储科学家增冈不二夫发明，并在90年代末开始得到大规模应用。在一个NAND颗粒里，能够划分、容纳的单元越多，那么它的存储能力就越高，成本也就越低。

因此，早期的NAND「平面」扩充单元数的方法非常简单，就是我们熟悉的SLC/MLC和TLC标准，不断划分单元内的空间为新单元（逻辑），提高存储密度，降低成本。但NAND是“串行”读写，这种平面划分会造成了一个单元内出现了并行读写判断、访问，读写次数也大大增加，因此在速度和耐用性上，形成了指数级的下降，必须配合好的主控方案的读写均衡策略，否则会造成掉速和颗粒快速磨损。

而且，平面扩充路线到了QLC后，再往前走的难度也变大了，于是就有了各种立体增加颗粒内单元密度的方法。在3D NAND闪存中，通过在三维矩阵中垂直构建存储单元来节省空间，这种技术节省了大量物理空间，使芯片变得更小。

随后，各家具有颗粒研发能力的存储元件大厂，就开始了一场以提高3D NAND密度（层数），以提高单个NAND颗粒存储密度、性能，降低成本的“层数之战”。时至今日，各家存储颗粒厂，都通过自己独有的工艺架构，实现了NAND颗粒在3D空间结构上的多层结构。

三星的V-NAND 3D工艺的原理是最为“简单”的，充分利用了颗粒封装的纵向空间，可以理解了把所有晶体管从平面平铺改为了“竖起来插”，就这样做到了多层高密度的排布。

电子显微镜下的三星V-NAND晶体管阵列

2012年，三星将3D化NAND颗粒制程称为V-NAND，发明了32层堆叠的NAND颗粒加工工艺，并顺势推出了第一款3D NAND固态硬盘，850 PRO。不过由于当时的主控技术等原因，尽管通过3D NAND在空间上增加了单元密度，但是850 PRO依然是采用的SLC架构，即每层单元自身依然是SLC晶体管组成。

不过，要做到进一步增加密度怎么办？当然是把晶体管做小，晶体管之间的间距也做小，这样一个垂直空间能放更多的晶体管。由于三星是目前业内三家（台积电、英特尔、三星）掌握超小规模制程的半导体厂家，所以这种结构思路对它来说实现更容易，且成本优势更为明显。