什麼是V-NAND？

V-NAND 代表垂直 NAND，指的是閃存中使用的閃存架構。這是一個相對較新的概念，自 2013 年三星創造出第一款採用它的產品以來才用於商業製造。

垂直 NAND 也可以稱為 3D NAND，其特點是具有垂直堆疊單元的存儲器堆棧。這允許特定芯片尺寸具有比其他方式更高的位密度。這與 2D NAND 形成對比，後者是在二維矩陣中管理存儲單元的傳統版本。

3D 存儲的優勢非常簡單——在同一區域有更多的存儲空間，就像在相同大小的地塊上，高層建築比單層建築可以容納更多的辦公空間。此外，由於矽芯片非常薄，將多層堆疊在一起不會產生任何特殊的高度問題。

V-NAND 的基礎知識

除了其結構和 3D 形狀外，V-NAND 與普通 NAND 並無太大區別。它的核心是一個邏輯門，使用兩個（有時更多）輸入和一個輸出進行操作。多個與非門以特定方式排列以實現其目的。NAND 最初開發於 1980 年代，至今仍是市場上最受歡迎的閃存單元類型。它的主要競爭對手是或非門。雖然結構相似，但 NOR 和 NAND 單元的工作方式不同。他們使用不同的邏輯從給定的輸入中創建輸出。NOR 閃存的電路佈局提供了一些優點和缺點，從而導致其他用例。

與非門的輸入總是以 0 或 1 的形式出現，並且總是至少有 2 個。在商業上，您可能會發現一個門最多有 8 個輸入——但標準是兩個。這兩個輸入根據門的真值表進行檢查，並根據它們生成輸出。在 NAND 門的情況下，結果（同樣是 0 或 1）取決於有多少輸入是 1。

如果所有輸入均為 1，則 NAND 門返回 0 作為其輸出。如果一個或多個輸入為 0，無論如何輸出都是 1。這與 NOR 邏輯正好相反。在那裡，如果所有輸入均為 0，則門返​​回 1。無論如何，如果任何輸入為 1，則輸出為 0。

尖端 V-NAND

到目前為止，這項技術已經發展到了第 8 代。截至 2022 年 11 月，垂直 NAND 閃存的最高性能版本是三星的 1 太比特三級單元 V-NAND。它具有迄今為止所有 V-NAND 中最高的位密度和最高的存儲容量。作為實施這種最新一代閃存單元的直接結果，下一代服務器系統（它們的主要用途）將能夠以更小的佔用空間訪問更多的存儲空間。

在 2D NAND 中發現的單一層之上增加額外的層自然會提高容量和性能。假設 2D NAND 中的給定區域有一百個存儲單元。例如，通過將三層堆疊在一起，V-NAND 可以在同一空間中存儲 300 個。然而，現代 V-NAND 使用數百層，顯著增加了存儲容量。當然，仍然存在局限性，但 3D NAND 已被證明是舊 2D 版本的可行替代品。除了上面提到的Tb版本，目前大部分商用的V-NAND芯片都是256Gb或512Gb。畢竟，這項技術本身仍然相對較新。

結論

V-NAND 是一種閃存專用技術。它涉及將多個 NAND 存儲器芯片垂直堆疊在一起，層與層之間具有適當的連接性。它允許閃存容量成倍增加，同時保持相同的佔用空間，而無需顯著改進節點。將芯片堆疊在一起會增加閃存芯片的高度。然而，每個芯片都足夠薄，即使有數百層，整體高度仍然可以忽略不計。

存儲密度的這種顯著增加對於存儲容量來說是極好的。然而，特別是對於超標量，密度的增加提供了特定的好處。在增加存儲容量的同時減少所需的服務器機架數量有助於降低整體功耗。V-NAND 相對於常規 NAND 內存的容量優勢導致 NAND 被完全取代。