作為現代信息系統最關鍵的組件之一，存儲器已經形成了由DRAM與NAND flash構成的超千億元市場。身為半導體產業的重要分支，存儲器市場地位也在不斷增長，這點在市場數據上反映的很明顯：全球半導體協會SIA數據顯示，存儲芯片產業2019年全球銷售額約1200億美元，約占全球半導體市場營收4121億美元的30%。2021年以來，內存市場也迎來了自己的一波漲價，似乎是在預示著存儲器市場的又一輪火熱。

       不可否認的是，近年來隨著新數據場景下，邊緣端到數據中心到云端對硬盤的性能與容量需求也隨之出現新的變化。作為一家擁有從軟件、芯片和平臺、封裝到大規模制造制程技術，同時也是NVMe技術標準發起成員的英特爾，近年來也是在3D NAND這條存儲芯片技術路線上不斷推陳出新，大步向前。

       要明確的是，與NOR flash相比，NAND flash本身就有著寫入擦除速度快的優勢，IC容量可達128GB以上，因此通常被用來作為大量數據的存儲器。而NAND flash在2D時代受到工藝的制約，3D也隨之成為破解瓶頸的利器。這也是英特爾致力于3D NAND技術的一大原因之一。由于NAND Flash是集成電路的一種，所以其發展遵循摩爾定律，即當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目增加一倍，性能也將提升一倍。

       然而工藝的進步在擴大容量和降低成本的同時，可靠性及性能都在下降。由于需要額外手段來彌補可靠性，在制造成本及性能上已經難以通過提升制程以獲得優勢。而3D工藝使得NANDFlash的發展出現轉機，打破為提升容量而不斷微縮晶體的發展路徑，突破發展瓶頸，英特爾更是首當其沖，從2015、2016年開始推出3D NAND，并成為了業界第一家推出3D 64層TLC SSD的廠商，同時也是業內第一家推出64層QLC SSD的廠商。

       但與其他面向消費級的廠商不同，英特爾的3D NAND固態盤主要是為了高密度和高可靠性而設計的，作為第一家為數據中心和客戶端出貨QLC PCIe NAND固態盤的公司，其在QLC SSD的能力毋庸置疑，同時也在今年4月份發布了可大規模應用在CDN、HCI、大數據、AI、HPC、云計算、彈性存儲等市場的D5-P5316，堆疊層數達到了144層。不僅如此，英特爾在數據中心市場與消費級市場都推出了涵蓋大部分細分領域的產品。

英特爾2021年數據中心產品

       具體來說，英特爾在3D NAND方面擁有的優勢主要是以下三個方面，同時也代表著英特爾未來的規劃路線圖：

       獨創的EDSFF形態：2017年，英特爾便聯合眾多行業巨頭提出了一種代號“Ruler”的全新形態SSD，專為高密度、高性能的服務器和數據中心打造，2018年初形成行業標準EDSFF，很快得到普遍采納，EDSFF是特地為數據中心服務器里面能存放更多的SSD硬盤設計并推動的，主要分為長短兩種規格E1.L和E1.S。

       單位面積芯片上擴展更多層：上文提到，英特爾的3D NAND固態盤主要是為了高密度而設計，與替換柵極技術相比，英特爾的3D浮柵技術可以在更小的面積前提下，通過CUA可以實現更高效的陣列，單位面積上可存放的Cell更多，面密度最高可提升10%。

英特爾3DNAND浮動柵極技術可實現最高的面密度

       提高每單元位數：英特爾的浮柵技術展示了QLC以后的發展前景，即5個bit單元的存儲。

       “無論是形態設計，還是3D NAND SSD的單位面積芯片上的層數，亦或是每單元的位數，英特爾的路線圖無疑可以在將來為數據中心等場景帶來更大的密度，這是我們對我們的技術非常有信心的一點?！庇⑻貭柤夹g專家表示。

       縱觀SSD的發展，從64層TLC到144層QLC，只有高度可靠的單元設計才能使耐久性實現代際提升，而英特爾使用了垂直浮柵單元來提升可靠性，隨著SLC、MLC、TLC、QLC的發展，讀取窗口和單元排列都會更加密集，這帶來了數據可靠性的問題。與替換柵極3D NAND相比，浮柵3D NAND單元與單元之間是隔離的，電荷干擾較小，更適合數據中心這樣的大容量、高密度，或者是QLC以及Big Cell的技術發展。

浮動柵極可為NAND提供更高的數據保留率

       英特爾NAND產品與解決方案事業部中國區銷售總監倪錦峰認為：“做什么樣的業務模式決定了擁有什么樣的產品，專注手機業務的廠商對單Die的容量要求很小，有的甚至不需要QLC或者PLC，而對于數據中心來說，就有了單Die大容量的要求，這也是英特爾致力于提高面密度的原因.”

       作為英特爾第三代技術的QLC產品，D5-P5316除了在QLC堆疊層數達到了突破，還有著其他黑科技，具體來說，由于對固件介質進行了改進，D5-P5316的擦寫次數超過了3000次，耐久性相比其他QLC NAND固態硬盤提高了四倍之多，同時內置了SSD壽命預測技術，可以最大程度減少QLC在使用壽命上的疑慮。

       性能方面，D5-P5316有著與TLC固態盤相當的PCIe 4.0讀取帶寬，在NAND并發的情況下，讀取方面大概可以達到6.5-7GB的帶寬水平；而在時延與服務質量方面，得益于其固件設計，D5-P5316在99.999%或者99.9999%的讀時延方面的表現，甚至更勝TLC一籌；在質量和可靠性方面，D5-P5316符合JEDEC、MTBF、AFR等主流規范要求，與TLC產品相比基本沒有區別，并且使用了與TLC相同的ASIC，在簡化資質認證的同時，確保產品的可靠性和設計的難度在可控范圍之內。

英特爾D5-P5316 SSD

       具體到性能參數上，D5-P5316的4K隨機讀可以達到800K，64K隨機寫入最高510MBps，128K順序讀/寫最高可以達到7000/3600MB/s，耐久性可以達到0.41 DWPD，容量為15.36TB和30.72TB，并且支持熱插拔、帶內帶外監測、遙測和持久事件日志等。

       “無論是云存儲、還是對帶寬要求比較高的高性能計算領域，或者對讀取要求比較高，同時需要大容量存儲的CDN場景，都比較適合QLC SSD的部署，通過機房IDC的網絡擴容，CPU的平臺升級等，結合QLC SSD的使用，可以達到最優的效果?！庇⑻貭柤夹g專家表示。

       隨著QLC的不斷普及與成熟，QLCNANDSSD勢必會在細分市場中有更多的發揮空間，對于D5-P5316來說，由于時延縮減對比第一代QLC固態盤最高可以提高48%，同時擁有更高五倍的耐久性和單盤30.72TB的領先密度，可以進行大規模的部署，從而加快訪問CDN、超融合基礎、大數據、人工智能、高性能計算和云存儲中的大數據集，并最終降低TCO。

       半導體工藝來到14nm以下，通過3D NAND的持續發展，使得NAND的發展一再突破瓶頸，NAND閃存芯片的容量也得以在幾年內快速提升，使得NAND閃存芯片成為行動裝置及計算機內大量數據存儲器芯片，而從產業發展角度而言，NAND flash技術的升級也將刺激eMMC、UFS等主流產品性能的提升，容量的增加，會帶來更多創新機會。而D5-P5316在性能、密度、可靠性等方面的優異表現，也成為了釋放數據能力的新選擇。