关注固态硬盘的人都知道，固态硬盘的颗粒目前有SLC、MLC、TLC、QLC四种类型，它们之间的区别是密度越来越高，价格越来越便宜，但相应的，寿命也越来越短，读写速度越来越慢。如今，消费级固态硬盘仍以TLC为主，但随着人们日益增长的数据存储需求和对价格的敏感，存储厂商也逐渐推出容量更大、售价更便宜的QLC固态硬盘。

然而，速度慢是QLC的硬伤。但是，有没有可能将QLC容量大、价格便宜和SLC读写速度快的优点结合到一起呢？答案是有的。在2020年的虚拟闪存峰会上，NEO半导体首席执行官兼创始人许志安就介绍了该公司全新的X-NAND闪存架构，该架构有望将SLC闪存的速度与QLC的密度和低价格相结合。

对于这项技术，很多人可能会认为这不就是SLC Cache技术吗？但在了解它之后还真有一些新的东西，我们不妨一起来看看。

首先，这项技术的亮点在于其随机读取和写入工作量比QLC闪存快3倍，并且在顺序读取和写入工作量方面分别超出27倍/14倍；芯片尺寸也更小，只有16planes（面）的37%，可以灵活制定，根据需要的速度减小芯片尺寸；同时这项技术不需要新的制造方式，可以利用现有的闪存制造设备。

提高数据读写的并发度是改善闪存性能的重要方向，而通过增加plane的数量能够大幅度提高闪存的并发度，X-NAND技术高性能的原因之一就是增加plane的数量。但问题的关键是16planes的闪存并不多见，大多数闪存都是2planes，目前能达到16planes闪存的可能只有铠侠的XL-NAND。

不过，要将16planes设计普遍应用到3D闪存中却并不经济，这是因为Page Buffer的数量会同步提升，并导致闪存芯片面积急剧增大，进而让闪存的制造成本上升。但X-NAND通过更改NAND闪存的设计，降低Page Buffers的容量来减少多plane闪存的面积。

根据NEO半导体的官方图示，X-NAND在每个plane和PB之间加了一个装置，从而降低PB的容量到1KB。这便是实现X-NAND芯片尺寸更小的原因，也让每个闪存die拥有16甚至64个planes且成本不会大幅增加成为可能。而且，X-NAND技术同样可以用于SLC闪存，让SLC闪存变得比现在更快。

另外，我们知道，采用SLC Cache策略的固态硬盘往往在Cache用完后，速度暴跌。而X-NAND技术是不是也存在这个问题呢？据NEO半导体的说法，X-NAND技术可以让QLC闪存始终以SLC缓存的速度进行读写，不会出现缓存用完、速度暴跌的情况。

NEO半导体在白皮书上解释了其中的原理，X-NAND充分发挥了plane数量增加的红利，让不同分组的闪存交替以SLC写入、QLC释放和闪存擦除三种模式循环工作。

根据NEO半导体的数据，32 pages的数据连续写入到8 planes耗时6400μs，而将这些数据读取后并发写入QLC page所需的时间大约也是6400μs，这么一来一去，就保障数据可以始终保持全速写入而不会发生掉速。

需要注意的是，X-NAND技术能让QLC闪存达到SLC的性能水平，但并不能延长QLC的寿命。不过，从另一个角度来看，大多数人每天对硬盘的写入量不会超过50GB，按照这个计算，一块QLC硬盘用10年并不是太大的问题。而且，对很多人来说，性能的优先级是要高于写入寿命的。

从长远看，X-NAND将QLC和SLC的优点相结合不管对存储行业还是消费者来说都是有现实意义的。遗憾的是，距离该技术的发布已一年有余，市面上仍未出现采用X-NAND技术的固态硬盘产品。

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