如果您忘記過(guò)某件重要的事，就可能切身體會(huì)到了“人腦記憶”的局限性。人類最初嘗試“存儲(chǔ)”信息可以追溯到舊石器時(shí)代，原始部落居民會(huì)在木棍或骨頭上做記號(hào)，用于記錄收獲的物品和交易活動(dòng)。

隨著時(shí)代的發(fā)展，人類早已不再使用木棍和骨頭來(lái)存儲(chǔ)信息。如今，我們廣泛使用“閃存”來(lái)保存數(shù)據(jù)。

什么是閃存？為什么它會(huì)無(wú)處不在？

無(wú)論您是否意識(shí)到，我們身邊到處都有閃存的影子。它在您的智能手機(jī)里、數(shù)碼相機(jī)里，也可能在您的汽車?yán)?。如果沒(méi)有閃存，我們每天使用的許多技術(shù)工具將無(wú)法運(yùn)行。那么，什么是閃存？為什么它的應(yīng)用如此廣泛？

在慶祝閃存誕生40周年之際，我們將通過(guò)本文回答這些問(wèn)題，介紹閃存技術(shù)對(duì)業(yè)界的重大影響，以及美光在閃存發(fā)展過(guò)程中的重要作用。

閃存揭秘：技術(shù)原理

我們先來(lái)了解一下閃存的定義：閃存是一種非易失性存儲(chǔ)器，在斷電之后仍然能夠保留數(shù)據(jù)。這種特性有別于易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)，RAM中的數(shù)據(jù)在斷電后會(huì)丟失。

非易失性存儲(chǔ)器在很久之前便已出現(xiàn)。在閃存誕生之前，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在被稱為“可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器”(EPROM) 的芯片中。EPROM出現(xiàn)后，非易失性存儲(chǔ)器領(lǐng)域經(jīng)歷了一系列創(chuàng)新，最終發(fā)展到如今的閃存。閃存用途極為廣泛，包括我們?nèi)粘Ｊ褂玫腢盤、存儲(chǔ)卡和SSD等緊湊型高可靠存儲(chǔ)解決方案。

閃存：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域的劃時(shí)代發(fā)明

雖然EPROM可以長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)，但它存在一些缺點(diǎn)，比如成本高、功耗大等。此外，如果想要重新寫入數(shù)據(jù)，必須用紫外光照射EPROM，以便完全擦除其中的數(shù)據(jù)。

在發(fā)明后的幾十年里，EPROM一直是大多數(shù)電子產(chǎn)品中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法。但是，手動(dòng)擦除和重寫信息的過(guò)程非常不便。

因此，上世紀(jì)80年代，東芝公司的Fujio Masuoka博士開始研究EPROM的替代技術(shù)。他與團(tuán)隊(duì)最終開發(fā)出了一種存儲(chǔ)設(shè)備，擦除數(shù)據(jù)的速度非?？?，就像相機(jī)中的閃光燈一樣，因此得名為“閃存”。

為什么閃存在現(xiàn)代設(shè)備中必不可少？

從誕生之日起，閃存就憑借可靠而高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式徹底改變了技術(shù)行業(yè)。它在內(nèi)部對(duì)一系列單元格進(jìn)行操作，每個(gè)單元都包含一個(gè)浮動(dòng)或替換柵極晶體管。這些晶體管可以容納電荷，以電荷的有無(wú)代表二進(jìn)制數(shù)據(jù)（0和1），通過(guò)操作電荷來(lái)讀取和擦除數(shù)據(jù)。

美光營(yíng)銷總監(jiān)William Stafford表示：“現(xiàn)代閃存支持電擦除和編程，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)和測(cè)試的角度來(lái)看，開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)將會(huì)非常靈活?！?/p>

得益于這種靈活性，閃存是許多現(xiàn)代電子產(chǎn)品中必不可少的器件，可以幫助實(shí)現(xiàn)各種功能。例如，移動(dòng)設(shè)備使用閃存來(lái)存儲(chǔ)操作系統(tǒng) (OS)、照片和應(yīng)用等數(shù)據(jù)。智能汽車使用閃存來(lái)存儲(chǔ)關(guān)鍵信息，如導(dǎo)航地圖、校準(zhǔn)設(shè)置和信息娛樂(lè)系統(tǒng)中的用戶偏好。

閃存的類型：NOR與NAND

閃存有兩種類型：NOR閃存和NAND閃存，適用于不同的應(yīng)用。NOR閃存采用“或非”邏輯門電路，具有較快的讀取速度和隨機(jī)訪問(wèn)能力，可用于存儲(chǔ)需要高速讀取的小數(shù)據(jù)集和直接在芯片上執(zhí)行的代碼（軟件）。NOR閃存常用于不需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的設(shè)備，如微控制器、工業(yè)設(shè)備和汽車電子設(shè)備等。

NAND閃存采用“與非”邏輯門電路，具有較快的寫入速度和更大的存儲(chǔ)容量。NAND閃存用于需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)和代碼的技術(shù)設(shè)備，例如筆記本電腦、移動(dòng)設(shè)備和數(shù)據(jù)中心的 SSD 等產(chǎn)品。

美光與閃存的發(fā)展：從RAM到全球存儲(chǔ)市場(chǎng)佼佼者

美光同時(shí)銷售NAND和NOR存儲(chǔ)解決方案，是當(dāng)今時(shí)代閃存領(lǐng)域的全球佼佼者。不過(guò)，美光在存儲(chǔ)產(chǎn)品領(lǐng)域的起步較晚，這一點(diǎn)可能會(huì)讓人感到驚訝。2006年，美光首次進(jìn)入NAND閃存領(lǐng)域。當(dāng)時(shí)美光與英特爾成立了一家合資企業(yè)，名為IM Flash Technologies。

由于美光長(zhǎng)期生產(chǎn)SRAM和DRAM內(nèi)存設(shè)備，因此閃存解決方案非常適合公司的業(yè)務(wù)模式。因?yàn)樵谠S多情況下，同一系統(tǒng)會(huì)同時(shí)需要這兩種技術(shù)。

Stafford表示：“美光的領(lǐng)導(dǎo)者一直富有遠(yuǎn)見，他們知道內(nèi)存和存儲(chǔ)產(chǎn)品將會(huì)同步發(fā)展。如果系統(tǒng)中有大量代碼在運(yùn)行，有大量數(shù)據(jù)通過(guò)DRAM傳輸，那么就需要在某個(gè)地方存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。他們把所有這些需求整合在一起，推出了完整的解決方案?！?/p>

3D NAND技術(shù)：美光如何突破存儲(chǔ)極限

2015年，美光團(tuán)隊(duì)推出了3D NAND技術(shù)，采用垂直堆疊的存儲(chǔ)單元，可提高存儲(chǔ)密度并降低成本。2020年，美光在全球率先批量出貨176層3D NAND閃存，可提供更佳的業(yè)界前沿密度和性能。在3D NAND技術(shù)取得成功的基礎(chǔ)上，美光于2022年在全球率先推出了232層NAND，為存儲(chǔ)密度和性能樹立了新標(biāo)桿。憑借這些創(chuàng)新，美光在客戶端、移動(dòng)設(shè)備和數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)獲得了新的機(jī)遇。

美光銷售支持經(jīng)理Matt Wokas在閃存誕生早期就參與了相關(guān)工作，他預(yù)計(jì)未來(lái)NAND的層數(shù)還將繼續(xù)增加。Wokas表示：“最早的NAND是24層，現(xiàn)在已提高了約10倍。隨著未來(lái)的技術(shù)進(jìn)步，層數(shù)還將繼續(xù)增加，可容納更多數(shù)據(jù)?！?/p>

通過(guò)在NAND閃存中堆疊更多存儲(chǔ)層，制造商可以在相同的物理空間中容納更多數(shù)據(jù)，從而使較小的設(shè)備（如智能手機(jī)、平板電腦、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）能夠擁有更多存儲(chǔ)空間，而無(wú)需搭載體積更大的存儲(chǔ)部件。對(duì)于數(shù)據(jù)中心等規(guī)模更大的應(yīng)用，這意味著相同的占地面積可以存儲(chǔ)更多數(shù)據(jù)，從而提高空間效率。

美光9550 SSD是3D NAND技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步的典范。它具有極高的速度、可擴(kuò)展性和能效，專為管理關(guān)鍵工作負(fù)載而設(shè)計(jì)，包括AI、高性能數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存、在線交易處理 (OLTP) 和高頻交易等。美光9550 SSD支持這些工作負(fù)載，并可在云端、數(shù)據(jù)中心、OEM和系統(tǒng)集成商設(shè)計(jì)中靈活部署。

美光是率先出貨業(yè)界第9代NAND SSD（即美光2650 SSD）的公司

美光的NOR閃存創(chuàng)新和應(yīng)用

美光于2010年開始開發(fā)NOR設(shè)備，一經(jīng)推出，便憑借高性能和可靠性而廣受贊譽(yù)，且已用于各種應(yīng)用，包括汽車、工業(yè)、消費(fèi)者和網(wǎng)絡(luò)等，這些設(shè)備擁有更快的讀取速度和更低的功耗，已成為注重能效的高性能應(yīng)用的理想選擇。

閃存創(chuàng)新40年：美光的影響力和愿景

總體而言，美光為閃存發(fā)展所做的貢獻(xiàn)包括持續(xù)推出創(chuàng)新技術(shù)、推動(dòng)戰(zhàn)略增長(zhǎng)，以及致力于為各行業(yè)應(yīng)用提供高性能、高可靠性內(nèi)存解決方案。

如今，美光擁有更廣泛的內(nèi)存和存儲(chǔ)產(chǎn)品組合，包括專用SSD，例如全球首款支持SR-IOV的汽車級(jí)四端口SSD (4150AT SSD)，旨在加速現(xiàn)代汽車內(nèi)部的數(shù)據(jù)密集型自動(dòng)駕駛和 AI 工作負(fù)載。

回顧閃存的40年發(fā)展歷程，我們可以看到，美光在構(gòu)建持久存儲(chǔ)解決方案方面已取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。如今的NAND閃存支持在單個(gè)設(shè)備中存儲(chǔ)數(shù)TB的數(shù)據(jù)。與早期的存儲(chǔ)卡相比，容量提升了數(shù)百萬(wàn)倍。NAND閃存現(xiàn)已廣泛用于各種設(shè)備，從智能手機(jī)、筆記本電腦，到企業(yè)存儲(chǔ)解決方案和云計(jì)算等。NAND閃存在AI、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著第九代3D NAND技術(shù)G9的推出，美光的前景充滿光明。與競(jìng)品相比，該技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率可提升50%，讀寫帶寬同樣大幅提升。該技術(shù)旨在滿足AI和云計(jì)算等以數(shù)據(jù)為中心的工作負(fù)載的需求。

然而，我們也深知，還有很多新領(lǐng)域等待我們?nèi)ヌ剿?。美光將繼續(xù)開發(fā)前沿創(chuàng)新技術(shù)，助力改變世界使用信息的方式，豐富全人類的生活。

Wokas表示：“我認(rèn)為，美光目前的產(chǎn)品組合可能是我加入公司之后最強(qiáng)大的。過(guò)去幾年里，我們已成為閃存芯片和固態(tài)硬盤領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者?！?/p>