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2D 與 3D NAND

2D NAND 與 3D NAND：有何不同？

2D NAND 和 3D NAND 是桌上型電腦和行動儲存中使用的技術。NAND 快閃記憶體用於固態硬碟（SSD）技術，在桌上型電腦和行動裝置中提供更可靠、更快速的儲存。根據您的目標，您可以選擇兩種技術來建立伺服器和備份裝置。

雖然 2D NAND 現在在現代企業儲存中基本上已過時，但了解從 2D 到 3D NAND 的演變，有助於說明為何現今的 3D NAND 技術已成為所有現代快閃儲存解決方案的基礎。

3D NAND 與 2D NAND

3D NAND 現已成為標準 NAND 技術，幾乎在所有新的儲存產品中完全取代了 2D NAND。NAND 快閃記憶體儲存技術使用堆疊在小型機箱中的單元，為使用者提供效能更佳的小型儲存元件。2D NAND 裝置將儲存單元並排放置。3D NAND 增加了一層，垂直堆疊單元。3D NAND 技術的目前發展包含數百個記憶體單元層。3D NAND 在硬碟機箱內擁有更多記憶體單元，能以更快的速度提供更多儲存空間。

NAND 快閃記憶體如何儲存資料

任何裝置上的儲存裝置都是一個零。快閃記憶體技術的基本儲存單元稱為閘極。當電存在於閘中時，值為 0。當電子不存在時，值為 1。不同的電壓位準代表不同的位元模式，當資料被寫入時，每個單元都會注入精確的電荷量。在讀取操作期間，儲存控制器會測量電壓等級，並將其轉換回位元。電壓位準的數量取決於電池芯類型：SLC（兩級）、MCC（四級）、TLC（八級）或QLC（16級）。

2D NAND 中的閘道水平對齊。2D NAND 技術目前並不受歡迎，因為 3D NAND 有更好的電晶體技術，可以阻止電子放電，基本上會導致資料遺失。3D NAND 技術的電荷傳輸技術是效能和資料完整性的首選。

瞭解 SSD 架構

SSD 將 NAND 快閃記憶體與控制器和介面結合，讓硬碟能夠直接取代傳統硬碟。SSD 包含快閃記憶體轉換層（FTL），這是內部韌體，設計用於管理耗損平衡技術、錯誤修正和壞區管理，同時在邏輯和實體位址之間進行轉換。

3D NAND 快閃儲存也以比 2D NAND 更低的價格提供大幅增加的儲存空間。現代 3D NAND 技術將耗電量降低高達 50%，並使裝置寫入資料至單元的速度比傳統 2D NAND 快三到四倍。

現代 3D NAND 的技術優勢

密度與容量

2D NAND：每個晶粒僅限約 128Gb （16GB）
現代化 3D NAND：每個晶粒高達 2Tb （256GB），開發中 4Tb 晶粒
Pure Storage® DirectFlash® 模組：利用 3D NAND，在單一模組中提供高達 150TB 的容量（即將推出 300TB）

效能指標

連續讀取速度：使用 NVMe 介面高達 7GB/s
連續寫入速度：高達 5GB/s
隨機 IOPS：4K 隨機讀取超過 100 萬 IOPS
延遲：企業級 3D TLC NAND 不到 Sub-100 微秒

耐久度與可靠性

3D TLC NAND：3，000-5，000 P/E 循環
3D QLC NAND：500-1，000 P/E 循環
使用低密度同位檢查（LDPC）代碼增強錯誤修正
透過改善的單元隔離，改善資料保留

3D NAND 與 2D NAND 的優勢

因為 3D NAND 快閃裝置比 2D NAND 裝置包含多數個儲存單元，所以較新的技術可以讓使用者獲得更多儲存容量。SSD 的使用壽命有限，特別是在執行多次寫入的裝置中使用時。SSD 的寫入壽命會縮短。所有 SSD 的使用壽命都有限，但與 2D NAND 裝置相比，額外的單元可提供更多的 3D NAND 裝置寫入週期。 NAND 2D

由於電晶體技術與記憶體單元堆疊的進步，3D NAND 是大多數資料中心與組織的首選技術。3D NAND 提供更快的速度和額外的儲存容量。缺點是 3D NAND 技術生產成本更高，因此組織成本更高。

對於機箱較小的伺服器，3D NAND 裝置是首選，因為它們體積更小。伺服器製造商安裝硬體的空間有限，而 3D NAND 讓他們能以更低的成本為使用者提供更多儲存空間，而且不需要 2D NAND 空間需求。3D NAND 也使用較少的電力，因此能減少不斷電供應（UPS）電池的耗電量。

何時使用 3D NAND

使用 3D NAND 可降低成本和耗電量。它還具有更長的使用壽命，並提供更快的速度。對大多數應用程式而言，3D NAND 顯然是贏家。較新的伺服器可能隨附 3D NAND 儲存裝置，但您也可以購買它們，在現有伺服器中安裝額外的儲存容量。如果您正在尋找新的 SSD，3D NAND 裝置每 GB 的儲存成本會更低，並為您提供 TB 的儲存容量。

3D NAND 比 2D NAND 提供更多儲存容量。2D NAND 記憶體區塊儲存容量高達 1.6TB，但 3D NAND 記憶體晶圓則提供高達 128TB 的容量。即使成本不同，3D NAND 對有大型資料儲存需求的組織更有利。資料中心和企業組織偏好 3D NAND，因其更高的儲存容量和資料完整性。