为什么闪存有两种封装形式?TSOP和BGA各有什么特点?

作者: 日期:2020-03-14 18:43:21

关注固态硬盘的朋友可能会发现,闪存颗粒有TSOP和BGA两种封装形式,前者在颗粒两侧各有一排引脚,后者则在芯片底部有大量的信号触点。它们二者有何区别?

电脑老玩家们应该还记得第一代DDR内存以及更早的SDRAM内存条,当时内存颗粒也普通使用TSOP封装。下图是一条笔记本SDRAM内存条,工作频率100MHz,容量64MB:

而从DDR2开始,内存条颗粒全面转向BGA封装,工作频率和容量都比过去更高。

通过上面的例子大家应该已经能够猜出,TSOP并不适合高速信号传输,在存储密度上也不及BGA封装。但是对于固态硬盘来说,TSOP封装能够在Toggle标准下实现400MT/s传输速率,足以应对SATA固态硬盘的需求。

尽管TSOP在理论上不够先进,但在2.5寸SATA固态硬盘当中有足够的空间容纳大量的颗粒,在SATA3.0接口的限制下TSOP闪存性能也没有空间或者性能上的瓶颈。

东芝TR200就部分使用了TSOP封装的3D TLC闪存,实惠稳定的口碑并没有受到TSOP的影响。

即便是在体积更紧凑的M.2固态硬盘中,同样有使用TSOP封装闪存颗粒的型号,基本都属于SATA协议的产品。PCB横向宽度足够容纳它,四颗颗粒也完全填满主控的四个闪存通道,没有不良影响。

而在高速NVMe固态硬盘当中,清一色都是BGA封装的闪存颗粒,这是闪存读写带宽的需要,也是完整利用主控闪存通道的需要。

BGA封装可以取得比TSOP更高的接口速度,闪存同主控之间的数据传输速率可以提升到533MT/s以上,满足填饱PCIE 3.0 x4接口的需求。同时,采用BGA封装的闪存颗粒可以引出多个闪存通道,从而充分利用高端NVMe主控的8通道优势。

作为NVMe旗舰机型,东芝RD500使用了8通道TC58NC1201GST主控,搭配96层堆叠BiCS4 3D TLC闪存,取得了标杆级的性能表现。

对于未来PCIE 4.0固态硬盘而言,下一代铠侠(原东芝存储)BiCS5将提供1200MT/s的闪存接口,如此高的传输速率唯有BGA封装才能实现。而入门级的SATA固态硬盘或将继续沿用成熟的TSOP封装形式,这也是闪存满足不同需求的体现。