半导体技术正在进入立体堆叠时代，CPU处理器、DRAM内存、GPU显存、NAND闪存都先后开始向3D方向发展，其中三星的3D V-NAND立体闪存已经进化到了第二代，并在日前发布了首款面向消费级市场的立体闪存固态硬盘850 Pro。

由于还是2.5寸的SATA 6Gbps规格，性能上已经没有太大作为，不过三星宣称，V-NAND立体闪存在极大提升容量密度的同时，使用寿命也大大增加，最高可达2D平面闪存的10倍，但奇怪的是，850 Pro标称的最大数据写入量只有150TB，相当于840 Pro的两倍而已。

真有这么牛？AnandTech近日对此进行了专门的深入考察。

首先是和固态硬盘耐用性相关的几个概念：

编程/擦写循环(P/E Cycle)：闪存寿命的关键指标，耗尽之后就没法用了，根据闪存颗粒、工艺不同而不同，一般来说SLC>MLC>TLC、工艺越先进越少。

损耗均衡技术(WLC)：S.M.A.R.T.属性中的一个参数，初始值100，随着设备的使用而降低，最后变为0，伺候仍可继续使用很长一段时间(JEDEC规定能在一年内保持数据)，但可靠性无法保证。

写入放大系数(WAF)：闪存写入量与主控写入量之比，越小越好。

【P/E次数计算】

为了计算850 Pro 3D闪存的P/E，向固态硬盘写入队列深度为1的128KB持续数据，记录每次测试后的S.M.A.R.T. WLC数值和写入量，重复十几次就能推算出总的P/E。

结果发现，经过60次P/E之后，WLC数值就会减少1，因此总寿命是大约6000 P/E，相当于现在2D MLC闪存的大约两倍。

那，10倍在哪里？

1、三星撒谎了，根本没有10倍。

2、三星在850 Pro上用的是质量较低的3D闪存，更高级的留给企业级产品。

3、三星故意限制了850 Pro的寿命，好让企业用户多花钱去买高级产品。

【数据写入量计算】

不管是哪样，现在可以计算出850 Pro的终身写入量了：

假如每天主控写入100GB，写入放大系数为3x，那么即便是128GB型号也能用7年之久，而这种写入已经大大超出普通用户的日常操作。

如果是每天主控写入20GB，写入放大系数1.5x，1TB型号就能用280多年！

当然啦，150TB的限制只考虑了低放大系数的持续数据，是一种理想情况，高放大系数的随机数据坚持不了那么多，但是三星表示，设置这个门槛，只是为了不让850 Pro用在写入密集型的企业环境中而已，普通用户根本不用担心。

【写入放大系数计算】

刚才是最好的局面，现在来看最差的，改用队列深度32的4KB随机数据进行反复写入。以128GB型号为例，此时的一个P/E相当于闪存写入129GB。

实际得到的写入放大系数约为11x，对如今的消费级固态硬盘来说属于正常范围，其实一般家庭用户那里基本都不会超过2x。

此时，128GB型号可最多写入不到70TB，1TB的则能坚持550TB，相当于两天多点一次全盘写入。

【3D闪存有多大？】

850 Pro里的3D V-NAND闪存是32层堆叠的，三星还展示了晶圆，但并未披露颗粒的具体尺寸，而且由于堆叠都是在微米层面上，肉眼在晶圆上是看不到什么不同的。

数了数发现，300毫米晶圆的垂直方向上有44个内核，那么单个Die的高度大约是6.8毫米。

水平方向的宽度也可以这么估算，或者测量单个内核的长宽比后计算。PC Perspective提供了一张近照：

使用PS量尺工具测量了一下，可知宽度是高度的大约2.05倍，那就是14.0毫米，面积就是约95.4平方毫米。

单颗容量86Gb(10.75GB很奇怪的设定)，容量密度就是0.90Gb/mm2，比起第一代的133平方毫米、128Gb来说，容量小了不少，面积也小了更多，密度略降，但都大大高于普通2D闪存。

至于为什么第二代“缩水”了，大概是更小的内核良品率更高吧。 

【三星3D V-NAND闪存官方演示】

以下来自三星固态硬盘全球峰会官方演讲，大家随便看看。

2D平面到3D立体

就像是从平房到高楼

3D堆叠改变了闪存单元的基本结构

现在已经可以做到最多32层

单元之间互不干扰(这是新工艺的最大问题)

沿用现有的光刻技术

3D堆叠可让单颗容量在三年后达到1Tb(128GB)

3D堆叠可让电流降低46％(功耗和损耗更低)

3D VS. 2D

3D闪存的材料、架构、整合之变，酝酿十年了

850 Pro

第一款使用3D闪存的消费级固态硬盘

对比840 Pro：主控还是第五代的三核ARM Cortex-R4 MEX，但频率提升至400MHz，缓存容量也翻番至最大1GB

7月21日上市，价格130-700美元

终身数据写入量150TB，相当于每天40GB、可用十年

850 Pro

850 Pro各单元拆解