3D NAND在固態硬盤（SSD）存儲領域風靡一時，無論是在消費者，企業還是工業嵌入式設計中 ，特別是在嵌入式設計中。

NAND的顯著提升閃存存儲容量遠遠高于平面（2D）NAND的潛力已有詳細記載。大型閃存制造商已經開始吹噓在單個設備上開發超過不斷增加的容量的3D NAND設備，從而在從手持設備到數據中心的設計中實現了一次不可思議的存儲。然而，討論較少的是如何在要求苛刻的嵌入式系統中部署超大容量3D NAND閃存，包括工業物聯網（IIoT）和機器對機器（M2M）設計。這些應用程序以不同方式利用閃存存儲。

快速回顧3D NAND：自閃存開始以來，Planar NAND已經存在。NAND單元在平面2D平面上水平串聯。隨著容量的增長，細胞已經縮小到沒有數據丟失的情況下不再適合的程度。為了克服這一限制，當平面NAND重新形成U形，翻轉成垂直方向并像高層建筑一樣“堆疊”時，就會產生3D NAND，從而在與2D閃存需求基本相同的占地面積內顯著增加存儲容量。

自成立以來，3D NAND已經獲得了巨大的關注，所有主要的閃存制造商都將其添加到他們的閃存產品中。由于其可擴展性和每比特成本優勢，3D NAND閃存有望徹底改變企業和工業固態存儲。就平面和3D的NAND出貨量而言，據預測，到2021年，閃存的額外出貨量將是2016年的六倍。

同樣有助于閃存不斷增加的容量是主流比特容量現在是每單元三比特，或三層單元（TLC）技術，具有四電平單元（QLC），未來每個單元四比特。

有了所有這些新的制造3D方法，需要權衡，我們應該期待耐久性，性能，散熱考慮和容量之間的某種折衷。畢竟，將每個單元三個，最終四個比特，打包到芯片中，然后將它們制成分層解決方案是一個相對較新的概念，仍然處于改進階段，因此受到初始耐久性，性能和熱挑戰的影響。

NAND閃存設計師正在克服耐久性和熱障礙，但它付出了代價。基于工業溫度3D的解決方案直到最近幾年才進入工業嵌入式市場，幾年后主流商業和企業版本已經進入各自的市場。這項技術需要一段時間才能適應工業市場，但看起來使用3D NAND的工程師正在學習如何做到這一點。基于3D的SSD不必犧牲耐久性，現在可以匹配并超過基于2D MLC的SSD的耐用性。

符合工業溫度的3D NAND閃存就在這里。但是對3D SSD性能的熱效應仍然是相當新的主題，需要對工作負載和極端溫度范圍進行進一步的驗證測試。3D NAND主流市場，但3D NAND的高溫使用仍處于起步階段。

雖然3D NAND SSD已經在消費者應用和可能選擇的企業存儲環境中得到驗證，但工業嵌入式市場根本無法為了容量而犧牲數據完整性。工業，醫療設備和智能城市等工業3D固態硬盤應用，僅舉幾例，無法承受數據存儲系統的崩潰; 生活和生計依賴于他們，而且數據對任務至關重要。工業用戶一次又一次肯定：SSD耐用性和數據保護是不可協商的 - 即使在最極端的環境中也是如此。這突出了現成的SSD與為此類任務關鍵型應用程序設計和構建的SSD之間的區別。

由于IIoT端點通常位于惡劣或遠程環境中，因此此處使用的SSD必須能夠支持極端溫度 - I-Temp（-40°C至85°C）是溫度容差的行業標準，以及振動特殊的SSD制造工藝可以抵消這種沖擊。它們也必須是為了“設置并忘記它”的目的而構建的，并且需要通過軟件進行監控和預測分析。

工業3D NAND存儲中需要考慮的另一個問題是保護嵌入式系統收集的數據。與其2D前身一樣，基于3D NAND的SSD可通過加密實現數據安全性。使用高級加密標準（AES）的自加密SSD--被視為美國政府的事實上的安全標準，可以確保靜態數據受到保護。

同樣，SSD的應用程序及其收集和存儲的關鍵數據也不會失敗。

顯然，嵌入式系統，IIoT和M2M數據收集和存儲應用程序的利害攸關。正如我們在3D NAND中看到的那樣，閃存制造商開發具有更高容量的存儲，這些賭注成為指導因素。

不斷發展的3D NAND開發，加上成熟的工業級生產技術和加密技術，如Virtium使用的SSD供應商，將滿足工業嵌入式市場的苛刻存儲需求。

無論3D NAND的“成長之痛”如何，嵌入式系統工程師都可以確信，圍繞這一新存儲維度 構建的SSD 將提供所需的驅動器耐用性和數據保護。

來源：朗銳智科