SLC vs MLC vs TLC vs QLC NAND Flash selitetty|Fondatopin säilytysopas

SSD-levyjen ostaminen samaan hintaan ei takaa samaa käyttöikää. Saatat itse asiassa maksaa piilovirheestä-jotkut asemat toimivat kuin uudet viisi vuotta, kun taas toiset hidastavat, jumiutuvat tai äkillisesti kaatuvat ja menettävät tietosi kolmen sisällä. Älä syytä huonoa onnea. Todellinen syyllinen onNAND salamatyyppi (SLC, MLC, TLC tai QLC), joka on piilotettu pienellä tekstillä-todellinen käyttöikäkoodi, jota valmistajat eivät kerro.

Unohda ammattikieltä. Tässä on kolme yksinkertaista temppua, joilla huomaat todellisen kestävyyden, vältät maksamasta täyden hinnan huonoista asemista ja valitset SSD-levyn, jota et tule koskaan katumaan.

Ajattele NAND-salamakennoa suljettuna elektronipurkina. Jännite työntää elektroneja sisään, ja ne pysyvät siellä ilman virtaa-se tekee muistista haihtumattoman-. differences-between-slc-mlc-and-tlc-memory

Ohjain lukee tiedot mittaamalla täyttötasoa: enemmän elektroneja tarkoittaa yhtä arvoa, vähemmän tarkoittaa toista. Yksinkertaisimmillaan kenno vastaa yhteen kysymykseen: onko purkki enemmän vai alle puoliksi täynnä? Tämä binääri kyllä/ei määrittelee SLC:n (Single{1}}Level Cell) ja tukee jokaista muuta NAND-tyyppiä. SLC, MLC, TLC ja QLC antavat vain erilaisia vastauksia samaan kysymykseen: kuinka monta kertaa voit jakaa purkin, ennen kuin tiedoista tulee epävakaa?

Kuva aNAND salamasolu suljettuna elektronipurkina. Jännite työntää elektroneja sisään, ja ne pysyvät paikoillaan ilman virtaa-tämä tekee muistista epä-haihtumattoman. Ohjain lukee tiedot mittaamalla täyttötason: enemmän elektroneja tarkoittaa yhtä arvoa, vähemmän tarkoittaa toista. Yksinkertaisimmillaan kenno vastaa yhteen kysymykseen: onko purkki enemmän vai alle puoliksi täynnä? Tämä binääri määrittelee SLC:n (Single{5}}Level Cell) ja tukee kaikkia muita NAND-tyyppejä. SLC, MLC, TLC ja QLC vain vastaavat samaan kysymykseen eri tavalla: kuinka monta kertaa voit jakaa purkin ennen kuin tiedot muuttuvat epävakaiksi?

SLC tallentaa yhden bitin solua kohden{0}}purkki on joko alle puoliksi täynnä tai yli puoliksi täynnä. Tämä yksinkertaisuus tekee siitä NAND-flashin luotettavuuskaton, jonka kestävyys on tyypillisesti 30 000–100 000 ohjelmointi-/poistojaksoa, mikä on paljon enemmän kuin mikään muu täällä.

Tämä kestävyys maksaa sinulle-kirjaimellisesti. Yksi bitti solua kohti tarkoittaa enemmän fyysisiä soluja gigatavua kohden, joten SLC on kallein vaihtoehto ja toimitetaan yleensä pienemmissä kapasiteeteissa. Se ansaitsee säilyvyyden silloin, kun epäonnistunut kirjoitus ei ole vaihtoehto: teollinen ohjaus, musta-laatikkotallentimet ja kriittiset järjestelmät, joissa maksat mieluummin enemmän ja tallennat vähemmän kuin riskeeraat vioittuneita tietoja.

Mutta yhtä teknologiaa markkinoidaan SLC:n rinnalla niin usein, että nämä kaksi sekoitetaan rutiininomaisesti-pSLC.

pSLC ei ole SLC.

aloita.

pSLC on tavallinen MLC- tai TLC-pii, jota ajetaan tarkoituksella tilassa, joka käyttää vain solun ylä- ja alajännitetilaa-samoja kahdesta-tilalogiikasta, jota SLC käyttää natiivisti. Tämä puolittaa aseman käyttökapasiteetin, mutta moninkertaistaa kestävyyden huomattavasti enemmän kuin sama siru tuottaa alkuperäisessä tilassa, tyypillisesti laskeutuen alkuperäisen MLC:n ja todellisen SLC:n väliin sen sijaan, että se vastaisi SLC:tä suoraan.

Tässä markkinointi on liukasta: koska pSLC lainaa SLC:n logiikkaa, toimittajat myyvät sen usein "SLC{0}}-vastineeksi" tai taittelevat sen "teollisuudelle" ilman pätevyyttä. Se ei ole vastaava. Alla olevassa solussa on edelleen MLC- tai TLC-piin hienompi valmistusgeometria, mikä jättää sen alttiimmaksi odottamattomille tehon menetyksille, solujen risti-puhulle ja tietojen säilytysongelmille kuin solussa, joka on rakennettu SLC:nä alusta alkaen.

pSLC → MLC

MLC tallentaa 2 bittiä solua kohden, mikä antaa ohjaimelle neljä mahdollista erotettavaa jännitetilaa kahden sijaan. Kestävyys putoaa tyypillisesti alhaisiin tuhansiin ohjelmointi-/poistojaksoihin - selkeän askeleen alaspäin SLC:stä, mutta silti huomattavasti TLC:tä edellä.

MLC →TLC

TLC tallentaa 3 bittiä solua kohden jakaa jokaisen solun kahdeksaan jännitetilaan. Kestävyys laskeutuu tyypillisesti alhaisiin tuhansiin P/E-sykleihin-huomattavasti MLC:n jälkeen-, mutta kompromissi ostaa kapasiteettia. TLC mahdollistaa edulliset,{5}}suorituskykyiset kuluttajien SSD-levyt ja flash-asemat.

Tämä tekee TLC:stä todellisen keskitien: oletusarvo jokapäiväiseen kuluttajatallennustilaan, sopii raskaaseen -teolliseen työtaakkaan, mutta heikompi sopivuus mihin tahansa kirjoitukset toimivat pitkäkestoisesti ja raskaasti.

TLC → QLC

QLC tallentaa 4 bittiä per solu{1}}kuusitoista jännitetilaa tilaan, jota SLC-solu käyttää kahdelle. Tämä tiheys antaa QLC:lle alhaisimmat gigatavukustannukset ja suurimmat kapasiteetit sekä alhaisimman kestävyyden: tyypillisesti sadoista pieniin tuhansiin P/E-sykleihin.

Arkistointivarastoinnin, mediakirjastojen tai minkä tahansa raskaan{0}}lukumäärän ja vain satunnaisten kirjoitusten osalta kestävyydestä tulee harvoin rajoittava tekijä. Mutta jatkuvat raskaat kirjoitukset kuluttavat QLC:n syklibudjetin läpi paljon nopeammin kuin sen hinta ja kapasiteetti antavat ymmärtää.

Kun kaikki viisi tyyppiä on määritelty erikseen, ne asettuvat suoraan toisiaan vastaan seuraavasti.

NAND-tyyppi	Bittiä/solu	Tyypillinen P/E-syklialue	Suhteellinen luku-/kirjoitusnopeus	Suhteellinen hinta per GB	Tyypillinen kapasiteettialue	Soveltuu parhaiten
SLC	1	~30,000–100,000	Korkein	Korkein	Pieni (yleensä alle 64 Gt)	Missio-kriittiset,{1}}tehokkaat teollisuus- ja ilmailujärjestelmät
pSLC	2 (pSLC-tilassa)	~10,000–30,000	Korkea	Korkea	Pieni-keskikokoinen	Pitkä{0}}käyttöikäiset sulautetut projektit, jotka vaativat SLC:n,-kuten kestävyyttä pienemmillä kustannuksilla kuin todellinen SLC
MLC	2	~3,000–10,000	Keski-korkea	Keski-korkea	Pieni-keskikokoinen	Tasapainoiset teollisuussovellukset kohtuullisilla kirjoituskuormilla
TLC	3	~1,000–3,000	Keskikokoinen	Keski-matala	Keskikokoinen - suuri	Jokapäiväinen kuluttajasäilytys, lue{0}}raskas teollisuuskäyttö
QLC	4	~100–1,000	Alentaa	Alin	Suuri (korkein kapasiteetti dollaria kohden)	Arkistointi

Luku-/kirjoitusnopeus riippuu suuresti käyttöliittymästä ja ohjaimesta, ei vain NAND-tyypistä, joten yllä oleva sijoitus heijastaa kunkin solutekniikan tyypillistä panosta nopeuteen -ei lupaus minkään tietyn tuotteen vertailuarvoista.

Nämä alueet eivät myöskään ole kiinteitä vakioita. Sama NAND-tyyppi voi sisältää huomattavasti erilaisia kestävyysluokituksia riippuen siitä, kuka sen on rakentanut ja miten.

Kahdella "MLC":llä merkityllä asemalla voi olla aidosti erilaiset P/E-luokitukset-yksi toimittaja arvioi omansa 3 000 jaksoksi, toinen 10 000 jaksoksi, ja molemmat voivat olla tarkkoja. Ero johtuu prosessisolmusta, ECC-vahuudesta ja siitä, kuinka konservatiivisesti kukin toimittaja arvioi tuotteensa. Kypsä prosessi tai aggressiivinen ECC voi pidentää todellisen-maailman kestävyyttä paljon enemmän kuin pelkkä NAND-tunniste antaa ymmärtää.

Luokkien erojen lisäksi luvut ovat muuttuneet myös rakenteellisista syistä viime vuosien aikana-NAND-tekniikka itsessään on muuttunut.

Tähän asti kaikki oletettiin tasaisena, yksikerroksisena{0}}soluna. Vuosien ajan valmistajat lisäsivät tiheyttä kutistamalla prosessisolmuja ja pakkaamalla soluja lähemmäksi toisiaan yhdellä tasolla. Tämä lähestymistapa osui seinään: pienemmät, tiiviisti pakatut solut eivät jättäneet juuri mitään tilaa virheille.

3D NAND muutti peliä pinoamalla solukerrokset pystysuunnassa sen sijaan, että ne kutistettiin vaakasuunnassa. Valmistajat voivat nyt laajentaa kapasiteettia lisäämällä kerroksia sen sijaan, että ne puristavat lisää jännitetiloja jo ennestään ahtaalle jalanjäljelle. Vaikka tämä ei poista bittien -per-soluvaihtoa-off-3D QLC -kennon on silti erotettava 16 jännitetilaa-, se antaa nykypäivän TLC- ja QLC-asemille paljon anteeksiantavamman solugeometrian. Tämä rakennemuutos selittää, miksi nykyaikaiset TLC ja QLC NAND tarjoavat huomattavasti paremman luotettavuuden kuin vuosikymmeniä vanhat litteät vastineensa.

Pystysuuntainen pinoaminen kattaa kustannukset ja{0}}pitkän aikavälin kestävyyden. Kuluttajat kohtaavat kuitenkin usein täysin erilaisen päivittäisen tehokkuusongelman,-jolla ei ole mitään tekemistä tasojen kanssa.

Selvitä ensin yleinen sekaannus: SLC-välimuisti ja pseudo-SLC (pSLC) eivät ole sama asia, vaikka molemmat suorittavat soluja yksi-bittitilassa.

SLC-välimuisti on väliaikainen suorituskykyominaisuus kuluttajien TLC- ja QLC-asemissa. Ohjain kirjoittaa taajuusmuuttajan osaan käyttämällä vain kahta jännitetilaa kahdeksan tai kuudentoista sijasta, mikä luo nopeita nopeuspurskeita. Kun tämä pieni välimuisti täyttyy suurten siirtojen aikana, kirjoitusnopeudet laskevat jyrkästi, kun asema palaa alkuperäiseen TLC- tai QLC-tilaan. Tämä välimuisti ei uhraa mitään pysyvästi-se vain lainaa kapasiteettia väliaikaisesti päivittäisten tehtävien nopeuttamiseksi.

Sitä vastoin pSLC on pysyvä konfiguraatio. Valmistajat lukitsevat koko aseman yhden-bitin tilaan koko sen elinkaaren ajaksi. Tämä vähentää pysyvästi kokonaiskapasiteettia, mutta tarjoaa korkean kestävyyden ja tasaiset kirjoitusnopeudet, joita tarvitaan teollisissa ja sulautetuissa projekteissa.

Sama temppu, eri kohteet: SLC-välimuisti lainaa tilaa lyhyille nopeuksille, kun taas pSLC vaihtaa kapasiteetin ikuisesti äärimmäiseen pitkäikäisyyteen.

Nyt todellinen kysymys on edelleen: kuinka valitset oikean SSD-tyypin erityistarpeisiisi?

Jos tiedät kirjoitustiheytesi, kuinka kriittistä tiedot ovat, ja budjettisi ylärajan, yllä oleva vuokaavio ohjaa sinut aloitusluokkaan sekunneissa. Alla olevissa kolmessa osassa käydään läpi kunkin haaran taustalla olevat perustelut.

Valitse huippuluokan{0}}tallennustila (SLC tai pSLC), jos sovelluksesi:

Kirjoittaa tietoja jatkuvasti sen sijaan, että tallentaisi satunnaisesti.

Ei ole varaa tietojen vioittumiseen tai epäonnistumiseen äkillisen virtakatkon aikana.
Toimii kriittisissä järjestelmissä (kuten 24/7 dataloggerit tai sulautetut ohjaimet), joissa kentän vaihtaminen on kallista.
Edellyttää pitkän{0}}toimituksen vakautta samoilla komponenteilla vuosia.

SLC vs. pSLC:

Valitse todellinen SLC saadaksesi maksimaalisen luotettavuuden kustannuksista riippumatta.
Valitse pSLC alentaaksesi kustannuksia merkittävästi ja säilyttääksesi lähes -SLC:n kestävyyden.

Jos työmääräsi vaatii harvemmin kirjoittamista tai heikompaa luotettavuutta, harkitse keskitason{0}}vaihtoehtoja ennen korkeampien hintojen maksamista.

Tämä luokka sopii sovelluksiin, jotka kirjoittavat tietoja säännöllisesti,{0}}kuten POS-päätteet, verkkolaitteet ja keskitason -sulautetut järjestelmät. Ne tarvitsevat paljon parempaa luotettavuutta kuin vähittäiskaupan SSD-levyt, mutta niillä ei ole budjettia SLC{3}}tason hinnoitteluun.

Jos teet ostoksia tällä alueella, varo yhtä avainansaa: teollisuus-TLC ei ole kuluttaja-TLC.

Vaikka molemmissa käytetään samaa kolmikirjaimista -kirjaintarraa, teollisuus--luokan TLC:ssä on erikoistunut laiteohjelmisto ja kelpuutus laajemmille lämpötila-alueille ja tasaisille kirjoitusnopeuksille. Älä koskaan arvioi SSD-levyn todellista kestävyyttä pelkästään "TLC"-merkinnän perusteella.

Jos työtaakkasi sisältää pääasiassa lukemista ja satunnaista kirjoitusta, aseta budjetti ja kapasiteetti etusijalle raskaan kestävyyden sijaan.

Consumer TLC hoitaa helposti päivittäiset toimistotehtävät, yleiset tietojenkäsittelyt ja arkipelit.
QLC on järkevä mediakirjastoissa, arkistotallennustilassa ja varmuuskopioasemissa, joissa kapasiteetti -per-dollari on tärkein- niin kauan kuin kirjoitus pysyy kevyenä.

Vältä QLC:tä jatkuvassa, raskaassa kirjoitustyökuormissa, kuten 4K/8K-videon editoinnissa tai palvelinsovelluksissa. Jatkuva suurten tiedostojen kirjoittaminen kuluttaa nopeasti QLC:n rajoitetun kirjoitussyklin budjetin.

Muista: SLC-välimuisti sanelee voimakkaasti päivittäistä suorituskykyä. Raskaat siirrot laskevat alkuperäisiin nopeuksiin, kun välimuisti täyttyy.

Joten kuinka voit varmistaa, että ostamasi SSD todella vastaa myyjän väitteitä?

Sinun ei tarvitse purkaa SSD-levyä varmistaaksesi sen sisäisen kunnon. Useimmat asemat paljastavat SMART-attribuutteja, jotka paljastavat todellisen-kulumisen ja kestävyyden.

Keskity kahteen kriittiseen mittariin:

Total Bytes Written (TBW): Seuraa levyn käyttöiän aikana käsiteltyjen tietojen kokonaismäärää.
Prosenttiosuus jäljellä olevasta käyttöiästä (kulumisen tasoitusmäärä): Arvio jäljellä olevasta nimelliskestävyydestä.

Vaikka SMART-mittarit eivät kerro suoraan NAND-tyyppiä, ne auttavat{0}}tarkistamaan toimittajien väitteet. Nopeat kunnon laskut vähäisten kirjoitusten jälkeen viittaavat huonompaan laitteistoon.

Pyydä seuraavaksi virallinen tietolehti tarkasta osanumerosta-ei vain tuotesarjasta. Aito tietolehti määrittelee NAND-tyypin, P/E-syklin luokituksen ja ohjaimen.

3-vaiheisen vahvistuksen tarkistuslista

Lue SMART-tiedot taajuusmuuttajan todellisen kulumisen mittaamiseksi.
Hanki tarkka osa{0}}numerotietolomake, jotta voit tarkistaa viralliset tiedot.
Tarkista -NAND-tyyppija arvosana toimittajasi vaatimuksia vastaan.

Teknisten tietojen vahvistaminen suojaa sijoituksesi, mutta pitkäaikaisen{0}}luotettavuuden rakentaminen edellyttää avointa viestintää luotettavan tallennustoimittajan, kuten Fondatopin kanssa..

BOM (Bill of Materials) -lukko on toimittajan sitoumus pitää kaikki komponentit-mukaan lukien tarkka NAND-salama-identtisenä koko tuotantosi ajan, mikä estää hiljaiset osien vaihdot. Monivuotisissa projekteissa BOM-lukko on yhtä tärkeä kuin itse NAND-tyyppi.

Kysy mahdollisilta toimittajilta neljä suoraa kysymystä:

Takaatko BOM-lukon ja kuinka kauan?
Haluatko ilmoittaa meille ennen NAND- tai komponenttimuutosten tekemistä?
Voitko toimittaa alkuperäisen NAND-sirun tietolomakkeen, ei vain uudelleenbrändättyä tuotelehteä?
Voimmeko jäljittää fyysisten sirujen merkinnät suoraan kyseiseen tietolehteen?

Epäröinti tai epämääräiset vastaukset paljastavat epäluotettavia toimittajia.

Pikavalinta yhteenveto

SLC / pSLC: välttämätön kriittisille järjestelmille ja 24/7-loggereille.
MLC / Industrial TLC: Ihanteellinen keskitason{0}}teollisuuslaitteille, jotka tarvitsevat tasapainoista kestävyyttä ja kustannuksia.
Consumer TLC / QLC: Paras luku{0}}raskaita kuluttajatehtäviä, varmuuskopiointia ja mediatallennustilaa varten.

"Paras" NAND riippuu aina kirjoitustaajuudesta, tietojen kriittisyydestä ja budjetista. Tarkista aina SMART-tiedot ja vaadi lukittu tuoteluettelo ennen kuin sitoudut{1}}suureen volyymiin.

K: Mitä eroa on SLC:llä ja pSLC:llä?

V: SLC on -rakennettu tallentamaan yksi bitti solua kohden. pSLC on standardi MLC- tai TLC-pii, jota ajetaan tarkoituksella kaksi-tilan tilassa, mikä leikkaa käyttökapasiteetin suunnilleen puoleen vastineeksi paremmasta kestävyydestä. Solun taustalla oleva geometria on edelleen MLC tai TLC, joten pSLC ei täysin vastaa todellista SLC:tä tietojen säilyttämisen tai tehon{4}}häviön kestävyyden suhteen, vaikka se on huomattavasti lähempänä pienemmällä gigatavuhinnalla.

K: Onko TLC SSD tarpeeksi hyvä päivittäiseen käyttöön / pelaamiseen?

V: Kyllä, useimmille ihmisille. Kuluttaja-TLC-asemat hoitavat jokapäiväiset tehtävät, pelaamisen ja yleiset toimistotyöt ongelmitta. Ne kestävät hyvin raskaan-lukumäärän, miltä useimmat henkilökohtaiset tietokoneet näyttävät. Kun TLC alkaa näyttää rajojaan, se on jatkuvaa, suuria-tiedostojen kirjoitustyökuormia käynnissä jatkuvasti ajan mittaan. Henkilökohtaisessa koneessa et todennäköisesti törmää siihen kattoon.

K: Kuinka kauan QLC SSD kestää?

V: Tavalliseen kuluttajakäyttöön pidempään kuin useimmat ihmiset odottavat. 1 Tt:n QLC-asema, jonka teho on 180 TBW, tarvitsee noin 180 Gt kirjoitusta päivässä kuluakseen yhden vuoden aikana, ja keskivertokäyttäjät kirjoittavat paljon vähemmän. Raskas työkuormitus ja jatkuva suurien{5}}tiedostojen kirjoittaminen ovat poikkeus, jossa QLC:n alhaisemmasta syklin budjetista tulee pikemminkin todellinen rajoitus kuin teoreettinen.

K: Mitä P/E-sykli tai TBW tarkoittaa todellisessa-elämän eliniässä?

V: AP/E-sykli on yksi täysi ohjelma-ja-poistaa NAND-solun passi. TBW muuntaa sen kumulatiiviseksi kirjoitusmääräksi, jota asemasi on arvioitu käsittelemään, ennen kuin kestävyyttä ei voida enää taata. Kumpikaan luku ei ennusta tarkkaa vikapäivää, mutta molemmat antavat viitepisteen asemien vertaamiseen ja oikean tuotteen koon määrittämiseen todellisiin kirjoitustottumuksiisi.

K: Miksi jotkut SSD-levyt hidastuvat raskaan kirjoitusten jälkeen? (SLC-välimuisti selitetty)

V: Useimmat kuluttaja-TLC- ja QLC-asemat varaavat pienen osan soluista toimimaan nopeana kirjoituspuskurina, joka käyttää soluja yhden{0}}bitin tilassa nopeuden vuoksi. Kun puskuri täyttyy, asema palaa kirjoittamaan alkuperäisessä TLC- tai QLC-tilassa, mikä on hitaampaa. Tämä nopeuden pudotus suurten, jatkuvien tiedostojen siirtojen aikana on SLC-välimuistin loppumassa, ei vika.

K: Tarkoittaako korkeampi hinta aina parempaa NAND-salamaa?

V: Ei aina. Hinta heijastelee NAND-tyyppiä, kapasiteettia, ohjaimen laatua, laiteohjelmistoa ja brändimarginaalia, eivätkä nämä tekijät aina liiku yhdessä. Suuren tuotemerkin kalliimpi-kuluttaja-QLC-asema ei välttämättä kestä keskihintaista-teollista MLC-asemaa raskaassa-kirjoitusasennossa. Oikea kysymys on, vastaavatko mitoitettu kestävyys ja käyttövaatimukset todellista työmäärääsi, ei se, onko hintalappu korkeampi.