SLC vs MLC vs TLC vs QLC NAND Flash Explained|Fondatopi ladustamisjuhend

Sama hinnaga SSD-de ostmine ei garanteeri sama eluiga. Võib-olla maksate varjatud rikke eest,{1}}mõned draivid töötavad nagu uued viis aastat, samas kui teised aeglustuvad, hanguvad või jooksevad ootamatult kokku ja kaotavad andmed kolme jooksul. Ärge süüdistage halba õnne. Tegelik süüdlane onNAND välklamptüüp (SLC, MLC, TLC või QLC), mis on peidetud väikeses kirjas{0}}tegeliku eluea koodi tootjad teile ei ütle.

Unustage žargoon. Siin on kolm lihtsat nippi, et märgata tõelist vastupidavust, vältida kehvemate draivide eest täishinna maksmist ja valida SSD, mida te kunagi ei kahetse.

Mõelge NAND-välkelemendile kui suletud elektronide purgile. Pinge surub elektronid sisse ja nad jäävad sinna ilma vooluta-see muudab mälu mitte-lenduvaks. differences-between-slc-mlc-and-tlc-memory

Kontroller loeb andmeid täitetaseme mõõtmise teel: rohkem elektrone tähendab üht väärtust, vähem teist. Lihtsamalt vastab rakk ühele küsimusele: kas purk on enam-vähem pooleldi täis? See binaarne jah/ei määratleb SLC (Single-Level Cell) ja on aluseks igale teisele NAND-tüübile. SLC, MLC, TLC ja QLC annavad lihtsalt erinevad vastused samale küsimusele: mitu korda saate purki jagada, enne kui andmed muutuvad ebastabiilseks?

Pilt aNAND välklamprakk kui suletud elektronide purk. Pinge surub elektronid sisse ja nad jäävad ilma vooluta paigale-see teebki mälu mitte-püsivaks. Kontroller loeb andmeid täitetaseme mõõtmise teel: rohkem elektrone tähendab üht väärtust, vähem teist. Lihtsamalt vastab rakk ühele küsimusele: kas purk on enam-vähem pooleldi täis? See kahendkood defineerib SLC (Single{5}}Level Cell) ja toetab kõiki teisi NAND-tüüpe. SLC, MLC, TLC ja QLC vastavad lihtsalt samale küsimusele erinevalt: mitu korda saate purki jagada, enne kui andmed muutuvad ebastabiilseks?

SLC salvestab ühe biti lahtri kohta{0}}, purk on kas vähem kui pooltäis või üle poole täis. See lihtsus teeb sellest NAND-välklambi töökindluse ülemmäära, mille vastupidavus on tavaliselt 30 000 kuni 100 000 programmeerimis-/kustutustsüklit, mis ületab siin palju muud.

See vastupidavus maksab teile-sõna otseses mõttes. Üks bitt raku kohta tähendab rohkem füüsilisi rakke gigabaidi kohta, seega on SLC kõige kallim valik ja tarnitakse tavaliselt väiksema mahuga. See teenib oma säilivuse, kui ebaõnnestunud kirjutamine pole võimalik: tööstuslik juhtimine, mustad-kastsalvestid ja missiooni-kriitilised süsteemid, kus eelistate rohkem maksta ja vähem salvestada, kui riskida rikutud andmetega.

Kuid üht tehnoloogiat turustatakse koos SLC-ga nii sageli, et need kaks aetakse tavaliselt segamini-pSLC.

pSLC ei ole SLC.

alustada.

pSLC on tavaline MLC või TLC räni, mida käitatakse tahtlikult režiimis, mis kasutab ainult elemendi ülemist ja alumist pingeolekut -sama kahe-olekuloogika, mida SLC natiivselt kasutab. See vähendab draivi kasutatavat mahtu poole võrra, kuid mitmekordistab vastupidavust tunduvalt rohkem, kui sama kiip pakub algrežiimis, jäädes tavaliselt natiivse MLC ja tõelise SLC vahele, mitte aga SLC-ga kokku sobitada.

Siin muutub turundus libedaks: kuna pSLC laenab SLC loogikat, müüvad müüjad seda sageli "SLC{0}}ekvivalendina" või panevad selle ilma kvalifikatsioonita "tööstusliku kvaliteediga" ridadeks. See ei ole samaväärne. Aluselemendil on endiselt peenem MLC- või TLC-räni tootmisgeomeetria, mistõttu on see rohkem avatud ootamatutele toitekadudele, raku ristkõnele ja andmete säilitamise probleemidele kui algusest peale SLC-na ehitatud rakule.

pSLC → MLC

MLC salvestab 2 bitti raku kohta, andes kontrollerile kahe erineva pingeseisundi eristamiseks neli võimalikku pingeolekut. Vastupidavus langeb tavaliselt tuhandete programmeerimis-/kustutustsüklite arvu - selge sammu võrra allapoole SLC-st, kuid siiski oluliselt ees TLC-st.

MLC →TLC

TLC salvestab 3 bitti raku kohta, jagades iga raku kaheksaks pingeolekuks. Vastupidavus langeb tavaliselt madalatesse tuhandetesse P/E tsüklitesse-, mis on märgatavalt MLC-st tagapool,-kuid kompromiss ostab võimsust. TLC teeb esmajärjekorras võimalikuks taskukohased, suure võimsusega{5}}tarbijatele mõeldud SSD-d ja välkmälukettad.

See teeb TLC-st tõelise kesktee: vaikeseade igapäevaseks tarbijasalvestuseks, sobib hästi suure -tööstusliku lugemiskoormuse jaoks, kuid nõrgem sobivus kõikjale, kus kirjutus töötab püsivalt ja raskelt.

TLC → QLC

QLC salvestab 4 bitti elemendi kohta{1}}kuusteist pingeolekut ruumis, mida SLC rakk kasutab kahe jaoks. See tihedus annab QLC-le madalaima gigabaidihinna ja suurima võimsuse ning ka madalaima vastupidavuse: tavaliselt sadu kuni madalaid tuhandeid P/E tsükleid.

Arhiivi salvestamise, meediumiteekide või suure lugemiskoormuse{0}}töökoormuse puhul, mis on seotud ainult aeg-ajalt kirjutamisega, muutub vastupidavus harva piiravaks teguriks. Kuid pidevad tihedad kirjutamised põletavad QLC tsükli eelarve läbi palju kiiremini, kui selle hind ja võimsus soovitavad.

Kui kõik viis tüüpi on eraldi määratletud, siis siin on see, kuidas need üksteise vastu üksteise vastu seisavad.

NAND tüüp	Bitid/lahter	Tüüpiline P/E tsüklivahemik	Suhteline lugemis-/kirjutuskiirus	Suhteline kulu GB kohta	Tüüpiline võimsusvahemik	Sobib kõige paremini
SLC	1	~30,000–100,000	Kõrgeim	Kõrgeim	Väike (tavaliselt alla 64 GB)	Missiooni-kriitilised, suure-kirjutusvõimega tööstus- ja kosmosesüsteemid
pSLC	2 (pSLC-režiimis)	~10,000–30,000	Kõrge	Kõrge	Väike-keskmine	Pikaajalised-manustatud projektid, mis vajavad SLC-d,-nagu vastupidavus väiksemate kuludega kui tõeline SLC
MLC	2	~3,000–10,000	Keskmine-kõrge	Keskmine-kõrge	Väike-keskmine	Tasakaalustatud tööstuslikud rakendused mõõduka kirjutuskoormusega
TLC	3	~1,000–3,000	Keskmine	Keskmine-madal	Keskmine-suur	Igapäevane tarbijahoidla, loe{0}}intensiivne tööstuslik kasutus
QLC	4	~100–1,000	Madalam	Madalaim	Suur (suurim võimsus dollari kohta)	Arhiiv, lugemis-domineeriv, madala-kirjutussagedusega-mälu

Lugemis-/kirjutuskiirus sõltub suuresti liidesest ja kontrollerist, mitte ainult NAND-i tüübist, nii et ülaltoodud järjestus peegeldab iga rakutehnoloogia tüüpilist panust kiirusse -mitte lubadust ühegi konkreetse toote etalonnumbrite kohta.

Need vahemikud ei ole ka fikseeritud konstandid. Sama NAND-tüüp võib kanda märgatavalt erinevaid vastupidavushinnanguid sõltuvalt sellest, kes ja kuidas selle ehitas.

Kaks draivi, millel on silt "MLC", võivad kanda tõeliselt erinevaid P/E reitinguid-üks müüja hindab oma 3000 tsüklit, teine 10 000 tsüklit ja mõlemad võivad olla täpsed. Erinevus tuleneb protsessisõlmest, ECC tugevusest ja sellest, kui konservatiivselt iga müüja oma toodet hindab. Küps protsess või agressiivne ECC võib pikendada reaalset-vastupidavust palju kaugemale sellest, mida paljas NAND-silt eeldab.

Lisaks kategooriate erinevustele on arvud viimastel aastatel ka struktuursetel põhjustel nihkunud.{0}}NAND-tehnoloogia ise on muutunud.

Seni eeldati, et kõik on tasane, ühekihiline{0}}lahter. Aastaid on tootjad suurendanud tihedust, vähendades protsessisõlmi ja pakendades rakke üksteisele ühel tasapinnal. See lähenemine tabas seina: väiksemad, tihedalt pakitud rakud ei jätnud peaaegu mingit viga.

3D NAND muutis mängu, asetades rakukihid vertikaalselt, mitte kahandades neid horisontaalselt. Tootjad saavad nüüd võimsust suurendada, lisades kihte, selle asemel, et pingeseisundeid niigi kitsasse ruumi pigistada. Kuigi see ei välista bittide-per-objekti vahetust-välja-3D QLC-element peab siiski eristama 16 pingeolekut-, annab see tänapäeva TLC- ja QLC-draividele palju andestavama elemendi geomeetria. See struktuurimuutus selgitab, miks tänapäevased TLC ja QLC NAND pakuvad oluliselt paremat töökindlust kui nende kümne aasta vanused lamedad analoogid.

Vertikaalne virnastamine vähendab kulusid ja{0}}pikaajalist vastupidavust. Tarbijad puutuvad aga sageli kokku täiesti erineva igapäevase toimivusprobleemiga-, millel pole kihtidega mingit pistmist.

Esiteks lahendage levinud segadus: SLC vahemällu salvestamine ja pseudo{0}}SLC (pSLC) ei ole samad asjad, kuigi mõlemad käitavad rakke ühebitises režiimis.

SLC vahemällu salvestamine on ajutine jõudlusfunktsioon tarbijatele mõeldud TLC- ja QLC-draivides. Kontroller kirjutab draivi osale, kasutades kaheksa või kuueteistkümne asemel ainult kahte pingeolekut, luues kiireid kiiruse puhanguid. Kui see väike vahemälu suurte edastuste ajal täitub, langeb draivi algsesse TLC või QLC režiimi naasmisel kirjutamiskiirus järsult. See vahemälu ei ohverda püsivalt midagi,{3}}see lihtsalt laenab ajutiselt mahtu igapäevaste toimingute kiirendamiseks.

Seevastu pSLC on püsikonfiguratsioon. Tootjad lukustavad kogu draivi kogu selle eluea jooksul ühe-bitise režiimi. See vähendab püsivalt koguvõimsust, kuid tagab tööstuslike ja sisseehitatud projektide jaoks vajaliku suure vastupidavuse ja püsiva kirjutuskiiruse.

Sama trikk, erinevad eesmärgid: SLC vahemällu salvestamine laenab ruumi lühikeseks kiiruse suurendamiseks, samas kui pSLC vahetab võimsuse igaveseks äärmise pikaealisuse vastu.

Nüüd jääb tõeline küsimus: kuidas valida oma konkreetsetele vajadustele sobiv SSD tüüp?

Kui teate oma kirjutamissagedust, andmete kriitilist tähtsust ja eelarve ülemmäära, suunab ülaltoodud vooskeem teid sekunditega alguskategooriasse. Allpool olevad kolm jaotist tutvustavad iga haru taga olevaid põhjendusi.

Valige tipptasemel{0}}salvestusruum (SLC või pSLC), kui teie rakendus:

Kirjutab andmeid pidevalt, mitte ei salvesta aeg-ajalt.

Ei saa endale lubada andmete riknemist või tõrkeid äkilise toitekaotuse ajal.
Töötab kriitilistes süsteemides (nt ööpäevaringsed andmelogerid või sisseehitatud kontrollerid), kus väljade asendamine on kulukas.
Nõuab pikaajalist-tarnestabiilsust identsete komponentidega aastaid.

SLC vs. pSLC:

Valige tõeline SLC, et tagada maksimaalne töökindlus, sõltumata kuludest.
Valige pSLC, et kulusid oluliselt vähendada, säilitades samal ajal peaaegu{0}}SLC vastupidavuse.

Kui teie töökoormus nõuab harvemat kirjutamist või väiksemat töökindlust, kaaluge enne tasuliste hindade maksmist keskmise{0}}taseme valikuid.

See kategooria sobib rakendustele, mis kirjutavad regulaarselt andmeid,{0}}nagu POS-terminalid, võrguseadmed ja kesk{1}}manussüsteemid. Need vajavad palju paremat töökindlust kui jaemüügi SSD-d, kuid neil puudub eelarve SLC{3}}taseme hinnakujunduseks.

Kui ostate selles vahemikus, olge ettevaatlik ühe võtmelõksuga: tööstuslik TLC ei ole tarbijatele mõeldud TLC.

Kuigi mõlemad kasutavad sama kolme{0}}tähelist silti, on tööstusliku-klassi TLC-l spetsiaalne püsivara ja kvalifikatsioon laiemate temperatuurivahemike ja ühtlase kirjutamiskiiruse jaoks. Ärge kunagi hinnake SSD tõelist vastupidavust ainult "TLC" sildi järgi.

Kui teie töökoormus hõlmab peamiselt lugemist ja aeg-ajalt kirjutamist, eelistage eelarvet ja mahtuvust raskele vastupidavusele.

Consumer TLC saab hõlpsasti hakkama igapäevaste kontoriülesannete, üldise andmetöötluse ja vabaajamängudega.
QLC on mõttekas meediumiteekide, arhiivisalvestuste ja varukoopiadraivide jaoks, kus võimsus -dollari kohta- on kõige olulisem- seni, kuni kirjutamine on kerge.

Vältige QLC-d pideva ja suure kirjutamiskoormuse korral, nagu 4K/8K videotöötlus või serverirakendused. Pidev suurte failide kirjutamine ammendab kiiresti QLC piiratud kirjutamistsükli eelarve.

Pidage meeles: SLC vahemällu salvestamine dikteerib tugevalt igapäevast jõudlust. Kui vahemälu täitub, väheneb raske edastus oma kiirusele.

Niisiis, kuidas kontrollida, kas ostetud SSD vastab tegelikult müüja väidetele?

Te ei pea SSD-d lahti võtma, et kontrollida selle sisemist seisundit. Enamik draive paljastab SMART-atribuudid, mis näitavad tegelikku-kulumist ja vastupidavust.

Keskenduge kahele kriitilisele mõõdikule:

Kirjutatud baitide kogusumma (TBW): Jälgib kogu draivi eluea jooksul töödeldud andmeid.
Järelejäänud eluea protsent (kulumistaseme arv): hindab järelejäänud vastupidavust.

Kuigi SMART-mõõdikud ei näita otseselt NAND-i tüüpi, aitavad need mõistlikult{0}}kontrollida tarnija väiteid. Tervise kiire langus pärast minimaalset kirjutamist viitab kehvemale riistvarale.

Järgmiseks taotlege ametlikku andmelehte täpse osanumbri -mitte ainult tooteseeria jaoks. Õiguspärane andmeleht määrab NAND-i tüübi, P/E-tsükli reitingu ja kontrolleri.

Kolmeastmelise kinnitamise kontroll-loend

Ajami tegeliku kulumise mõõtmiseks lugege SMART-i andmeid.
Hankige ametlike tehniliste andmete kontrollimiseks täpne osa{0}}numbri andmeleht.
Kontrollige üle-NAND tüüpija hinne oma tarnija nõuete vastu.

Tehniliste andmete kontrollimine kaitseb teie investeeringut, kuid pikaajalise{0}}kindluse tagamiseks on vaja avatud suhtlust usaldusväärse salvestustarnijaga, nagu Fondatop.

BOM-lukk (Bill of Materials) on tarnija kohustus hoida kõik komponendid -kaasa arvatud täpne NAND-välk- kogu teie tootmistsükli jooksul identsed, vältides hääletu osade vahetust. Mitme-aastaste projektide puhul on BOM-i lukk sama oluline kui NAND-tüüp ise.

Esitage potentsiaalsetele tarnijatele neli otsest küsimust:

Kas garanteerite tootematerjali lukustuse ja kui kauaks?
Kas teavitate meid enne NAND-i või komponentide muudatuste tegemist?
Kas saate esitada originaalse NAND-kiibi andmelehe, mitte ainult uue kaubamärgiga tootelehte?
Kas me saame füüsilise kiibi märgistused otse sellele andmelehele jälitada?

Kõhklused või ebamäärased vastused paljastavad ebausaldusväärsed tarnijad.

Kiirvaliku kokkuvõte

SLC / pSLC: hädavajalik missiooni{0}}kriitiliste süsteemide ja ööpäevaringsete logijate jaoks.
MLC / Industrial TLC: ideaalne keskmise astme{0}}tööstusseadmete jaoks, mis vajavad tasakaalustatud vastupidavust ja kulusid.
Tarbijate TLC/QLC: parim{0}}kasutaja raskete lugemistoimingute, varunduste ja meediumisalvestuste jaoks.

"Parim" NAND sõltub alati kirjutamissagedusest, andmete kriitilisusest ja eelarvest. Kontrollige alati SMART-andmeid ja nõudke lukustatud BOM-i, enne kui pühendute suure-mahuga ehitustele.

K: Mis vahe on SLC ja pSLC vahel?

V: SLC on loodud{0}}ühe biti salvestamiseks lahtri kohta. pSLC on standardne MLC või TLC räni, mida juhitakse tahtlikult kahe-olekurežiimis, mis vähendab kasutatavat võimsust ligikaudu poole võrra vastutasuks suurema vastupidavuse eest. Rakkude aluseks olev geomeetria on endiselt MLC või TLC, nii et pSLC ei vasta täielikult tõelisele SLC-le andmete säilitamise või võimsuse{4}}kao vastupanuvõime osas, kuigi see on tunduvalt lähemal ja madalama gigabaidihinnaga.

K: Kas TLC SSD on piisavalt hea igapäevaseks kasutamiseks / mängimiseks?

V: Jah, enamiku inimeste jaoks. Tarbijatele mõeldud TLC-draivid saavad probleemideta hakkama igapäevaste ülesannete, mängude ja üldise kontoritööga. Need peavad hästi vastu suure-lugemiskoormuse korral, just nii näeb välja enamik personaalarvutusi. Seal, kus TLC hakkab näitama oma piire, on püsiv,{4}}kasutatakse aja jooksul pidevalt suurte failide kirjutamise töökoormust. Isikliku masina puhul on ebatõenäoline, et see lakke tabab.

K: Kui kaua QLC SSD kestab?

V: Tavaliseks tarbijakasutuseks kauem, kui enamik inimesi eeldab. 1 TB QLC-draiv, mille võimsus on 180 TBW, vajaks ühe aastaga kulumiseks umbes 180 GB kirjutist päevas ja keskmised kasutajad kirjutavad sellest palju vähem. Suur töökoormus koos pidevate suurte{5}}failide kirjutamisega on erand, kus QLC madalam tsüklieelarve muutub pigem tõeliseks kui teoreetiliseks piiranguks.

K: Mida tähendab P/E tsükkel või TBW tegeliku{0}}eluea jaoks?

V: AP/E tsükkel on üks täisprogramm-ja-kustutab NAND-lahtri edasipääsu. TBW teisendab selle kumulatiivseks kirjutusmahuks, millega teie draiv on ette nähtud hakkama saama, enne kui vastupidavust enam garanteerida ei saa. Kumbki number ei ennusta täpset tõrkekuupäeva, kuid mõlemad annavad teile võrdluspunkti draivide võrdlemiseks ja õige toote suuruse määramiseks teie tegelike kirjutamisharjumustega.

K: Miks mõned SSD-d aeglustuvad pärast tugevat kirjutamist? (SLC vahemällu on selgitatud)

V: Enamik tarbijatele mõeldud TLC- ja QLC-draive reserveerib väikese osa rakkudest, et toimida kiire kirjutamispuhvrina, käivitades need lahtrid kiiruse huvides ühe{0}bitirežiimis. Kui see puhver täitub, lülitub draiv tagasi oma TLC- või QLC-režiimis kirjutamisele, mis on aeglasem. See kiiruse langus suurte ja püsivate failiedastuste ajal tähendab, et SLC vahemällu saab otsa, mitte defekt.

K: Kas kõrgem hind tähendab alati paremat NAND-välklampi?

V: Mitte alati. Hind peegeldab NAND-i tüüpi, võimsust, kontrolleri kvaliteeti, püsivara ja kaubamärgi marginaali ning need tegurid ei liigu alati koos. Suure -hinnaga tarbijale mõeldud QLC-draiv suurelt brändilt ei pruugi raskete kirjutustingimuste korral-keskmise hinnaga tööstuslikku MLC-draivi vastu pidada. Õige küsimus on selles, kas hinnatud vastupidavus ja tööspetsifikatsioonid vastavad teie tegelikule töökoormusele, mitte selles, kas hinnasilt on kõrgem.