长江存储TiPlus 7100 SSD拆解:Xtacking 3.0技术深度解析
当国产存储品牌长江存储推出TiPlus 7100 SSD时,硬件圈掀起了一阵热潮。这款标榜采用Xtacking 3.0技术的PCIe 4.0固态硬盘,不仅在性能参数上亮眼,更承载着国产存储技术突破的期待。作为一名长期关注存储技术的硬件爱好者,我决定亲手拆解这款产品,从物理结构到芯片布局,一探Xtacking 3.0技术的真实面貌。
1. TiPlus 7100 SSD物理拆解与初步观察
拆开TiPlus 7100 1TB版本的包装,首先映入眼帘的是一块标准的M.2 2280规格PCB板。与市面上多数高端SSD不同,这款产品的PCB设计显得格外"空旷"——仅有四个NAND闪存焊盘位置,其中两个处于空置状态。
关键组件分布:
- 主控芯片:联芸科技Maxio MAP1602,采用DRAM-less无缓存设计
- NAND封装:两个512GB容量的BGA MCP封装颗粒,丝印显示生产日期为2022年第37周
- 辅助元件:电源管理IC和少量电容电阻,布局简洁
提示:DRAM-less设计依赖HMB(Host Memory Buffer)机制,通过占用主机内存来提升性能,这对主控算法的要求极高。
通过显微镜观察NAND颗粒的封装细节,发现每个MCP封装内包含8个标记为CDT2A的NAND Die。这与TechInsights逆向工程报告中的发现一致,但令人意外的是,这些Die的实际架构与官方宣传的Xtacking 3.0规格存在差异。
2. Xtacking技术演进与3.0版本核心改进
要理解Xtacking 3.0的价值,我们需要回溯这项技术的起源。长江存储自2016年成立以来,就致力于突破传统NAND架构的限制。Xtacking技术的核心创新在于将存储单元和外围电路分开制造,再通过垂直互联通道(VIAs)实现晶圆键合。
各代Xtacking技术对比表:
| 版本 | 键合技术 | 主要改进 | 性能提升 |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 晶圆到晶圆 | 模块化设计,面积减少25% | 开发周期缩短20% |
| 2.0 | NiSi替代WSi | 外围电路性能优化 | IO吞吐率提升 |
| 3.0 | 背面源连接(BSSC) | 工艺简化,成本降低 | 理论速率提升50% |
Xtacking 3.0最引人注目的改进是采用了背面源连接技术(BSSC),这一设计通过简化工艺步骤显著降低了生产成本。同时,官方宣称的6 Planes架构和中心X-DEC解码器设计,理论上能够实现:
- 多平面异步操作
- WL电容减少50%
- RC延迟降低15-20%
然而,拆解发现的CDT2A Die却显示为2x2 Plane架构,这与宣传中的6 Planes设计不符。这可能是工程样品与量产版本的差异,或是TechInsights获取的测试样品尚未采用完整版Xtacking 3.0架构。
3. 性能实测与架构验证
为了验证Xtacking 3.0的实际表现,我们对TiPlus 7100进行了系列基准测试。虽然物理拆解显示NAND架构与预期有出入,但性能指标却达到了官方宣传的水平。
关键性能数据:
- 顺序读取:7000MB/s(符合PCIe 4.0 x4带宽上限)
- 顺序写入:6000MB/s
- 随机4K读取:900K IOPS
- 随机4K写入:700K IOPS
- NAND接口速率:2400MT/s
这些数据表明,即使采用了疑似128L堆叠的NAND架构,TiPlus 7100依然通过优化外围电路和主控配合,实现了与Xtacking 3.0宣称相符的性能表现。特别是在HMB机制下,DRAM-less设计并未成为性能瓶颈。
注意:SLC缓存策略对写入性能影响显著,在持续大文件写入时可能出现性能波动。
4. 国产存储技术的现状与未来
从TiPlus 7100的拆解分析可以看出,长江存储的Xtacking技术确实带来了区别于传统NAND的创新架构。虽然实际产品与官方宣传存在细节差异,但整体性能表现令人满意。
国产存储技术的三大优势:
- 架构创新:Xtacking的模块化设计缩短了开发周期
- 成本控制:BSSC等工艺简化降低了生产成本
- 性能优化:中心X-DEC等设计提升了IO效率
在测试过程中,TiPlus 7100的温度控制表现尤为突出。这得益于Xtacking技术将高发热的外围电路与存储单元分离的设计,使得热量分布更加均匀,避免了传统NAND中常见的局部过热问题。
存储技术的发展从来都不是一蹴而就的。从这次拆解可以看出,长江存储正在通过持续迭代的Xtacking技术,逐步缩小与国际大厂的差距。虽然目前的产品可能还未完全实现3.0版本的全部特性,但已经展现出了国产存储芯片的强劲潜力。