Kioxia推出了晶圆级SSD，这是一种非常便宜的制造方法。Kioxia说，与目前的数据中心级固态硬盘相比，其成本更低，而晶圆级固态硬盘将提供数百万的IOPS。

但是将晶圆变成固态硬盘如何影响性能和封装密度？

Kioxia的首席工程师大岛茂雄（Shigeo Oshima）上个月在2020年VLSI研讨会上讨论了该公司关于晶圆级固态硬盘的想法。这是在日本一家媒体上首次报道的，但某些细节尚不明确。

比较能力

Blocks＆Files在我们可靠的信封背面进行了一些计算，我们想知道晶圆级SSD会比标尺格式SSD更好吗。

NAND晶圆是圆形的，直径为300mm，最多可容纳700个管芯。在200层以上的水平上，三星将采用512Gb裸片。一块晶圆可容纳700 x 512Gb = 358,400Gb，总计达44,800GB或44.8TB。

NAND晶片

与此相比，2.5英寸三星PM1643 SSD和Kioxia的PM6 SSD都可容纳30.72TB。

即将面世的标尺格式固态硬盘比2.5英寸U.2格式固态硬盘更长，更细，可以将更多硬盘包装到1U或2U服务器盒中。例如，英特尔的EDSFF E1.L标尺长325.35毫米，宽9.5毫米，高38.6毫米，可容纳15.36 TB。32个单元安装在1U机架安装式机箱的正面，使其具有32 x 15.36TB的容量– 492TB。

Supermicro 1U机箱，带有32个Intel Ruler SSD。请注意机架后部的电源，冷却和连接单元。

机架包装密度

标准机架宽度为19英寸（482.6毫米），包括可将任一侧插入机架支架柱的耳朵。横向来看，这意味着只能将一个直径为300mm的晶圆级固态硬盘装入机架。机架的高度为36英寸（914.4毫米），因此可以肯定地将两个300mm晶圆SSD彼此放置在一起，如果紧密包装则可以放置三个。

将晶圆级SSDS放入机架

将矩形项目装配到矩形框中要比圆形项目容易。打个比方，想想黑胶唱片和DVD如何以椭圆形包装出现，以便更轻松地装入书架和抽屉中。 

让我们比较一下上面的1U Supermicro存储架及其32个标尺，一个类似的存储机柜在其前部使用两个晶圆SSD，在机架后部使用类似的电源，冷却和连接单元。

将两个晶圆级固态硬盘，电源，冷却和连接单元安装到1U机架中。

这个1.75英寸高的1U机架式机箱通过堆叠可以容纳两个以上的300mm NAND晶圆。它们必须进行冷却，并且假设晶圆之间的冷却间隙为0.3到0.4英寸，则可以在1U中堆叠四个，因此4 x 44.8TB = 179TB。

两个堆栈，一个在另一个之后，可提供358TB的存储空间。根据我们的猜测，直尺SSD的填充密度比晶圆SSD的填充密度高27％。因此，就包装密度而言，晶圆级固态硬盘似乎在成本上处于劣势。

当然，购置成本只是总拥有成本的一个要素，其中还包括电源，散热和数据中心空间的考虑因素。

性能

使用512Gb芯片的30TB U.2 SSD将具有469个芯片，并且可以并行访问这些芯片。Kioxia的Oshima表示，晶圆级固态硬盘可以提供数百万的IOPS和巨大的性能。所谓的“超级多探测技术”将使晶片上的数百个芯片能够同时被访问。

换句话说，晶片上的裸芯片将需要IO访问通道和晶片级控制器来操作晶片驱动器。原则上，今天的SSD就是这种情况。IO通道已添加到管芯，并将它们连接到控制器。控制器可以并行访问各个管芯，从而提高IO性能。这受到将驱动器连接到主机服务器内存的PCIe通道带宽的限制。 

为了获得性能优势，与M.2，U.2或标尺格式的SSD相比，晶圆级SSD需要更多的并行度，因此需要更多的IOPS和带宽。

费用

Objective Analysis的Jim Handy观看了Oshima演讲的录音。关于晶圆级SSD部分，他告诉我们：“演示的那部分内容不多。实质上，发言人说，他们可以一次探测整个晶片上的每个芯片，并且某种程度上，这将使无需在晶片和存储系统之间进行任何干预的情况下就可以构建SSD。 

“他说，这将使成本降低到如今闪存存储成本的20％”。然后，他指出硬盘的成本约为闪存成本的10％，从中，观众自然会得出硬盘受到威胁的结论。

“故事的真正症结在于他们如何将成本降低到20％的水平。这让我很难理解，因为SSD现在的售价仅为9美分/ GB，而制造96层TLC晶圆的成本约为其一半，即4.5美分。（64层TLC接近6美分。）

“如果SSD的成本仅是生产NAND闪存晶片的成本的两倍，那么很难看到有人能够通过简单地降低成本来将SSD甚至闪存阵列的成本降低到目前水平的20％。包装费用”。

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