Supraskite skirtumą tarp skirtingų SSD lustų NAND Flash SLC, MLC, TLC, QLC

Visas „NAND Flash“ pavadinimas yra „Flash Memory“, kuri priklauso nepastovios atminties įrenginiui (Nelakiosios atminties įrenginiui).Jis pagrįstas slankiųjų vartų tranzistoriaus konstrukcija, o įkrovos užfiksuojamos per slankiuosius vartus.Kadangi plūduriuojantys vartai yra elektra izoliuoti, elektronai, pasiekiantys vartus, yra įstrigę net ir pašalinus įtampą.Tai yra blykstės nepastovumo priežastis.Duomenys yra saugomi tokiuose įrenginiuose ir nebus prarasti net išjungus maitinimą.
Remiantis skirtingomis nanotechnologijomis, NAND Flash patyrė perėjimą nuo SLC prie MLC, o vėliau prie TLC ir juda link QLC.NAND Flash yra plačiai naudojamas eMMC/eMCP, U diske, SSD, automobiliuose, daiktų internete ir kitose srityse dėl savo didelės talpos ir greito rašymo greičio.

SLC (angliškas visas pavadinimas (Single-Level Cell – SLC)) yra vieno lygio saugykla
SLC technologijos ypatybė yra ta, kad oksido plėvelė tarp plūduriuojančių vartų ir šaltinio yra plonesnė.Rašant duomenis, išsaugotą krūvį galima pašalinti įjungus įtampą plūduriuojančių vartų krūviui ir tada praeinant per šaltinį.ty tik du įtampos pokyčiai 0 ir 1 gali saugoti 1 informacijos vienetą, tai yra 1 bitą/ląstelę, kuri pasižymi dideliu greičiu, ilgu tarnavimo laiku ir stipriu našumu.Trūkumas yra mažas pajėgumas ir didelė kaina.

MLC (angliškas pilnas pavadinimas Multi-Level Cell – MLC) yra daugiasluoksnė saugykla
„Intel“ („Intel“) pirmą kartą sėkmingai sukūrė MLC 1997 m. rugsėjį. Jo funkcija yra saugoti du informacijos vienetus plūduriuojančiuose vartuose (dalyje, kurioje įkrova saugoma „flash“ atminties elemente), o tada panaudoti skirtingų potencialų krūvį (lygis). ), Tikslus skaitymas ir rašymas naudojant įtampos valdiklį, saugomą atmintyje.
Tai yra, 2 bitai / elementas, kiekvienas elementas saugo 2 bitų informaciją, reikalauja sudėtingesnio įtampos valdymo, yra keturi 00, 01, 10, 11 keitimai, greitis paprastai yra vidutinis, tarnavimo laikas yra vidutinis, kaina yra vidutinė, apie 3000–10 000 kartų ištrinama ir įrašoma gyvybė. MLC veikia naudojant daug įtampos laipsnio, kiekviena ląstelė saugo du duomenų bitus, o duomenų tankis yra palyginti didelis ir vienu metu gali saugoti daugiau nei 4 reikšmes.Todėl MLC architektūra gali turėti didesnį saugojimo tankį.

TLC (angliškas pilnas pavadinimas Trinary-Level Cell) yra trijų pakopų saugykla
TLC yra 3 bitai ląstelėje.Kiekvienas ląstelių blokas saugo 3 bitų informaciją, kuri gali saugoti 1/2 daugiau duomenų nei MLC.Yra 8 rūšių įtampos pokyčiai nuo 000 iki 001, tai yra, 3 bitai / ląstelė.Taip pat yra „Flash“ gamintojų, vadinamų 8LC.Reikalingas prieigos laikas ilgesnis, todėl perdavimo greitis lėtesnis.
TLC privalumas yra tas, kad kaina pigi, gamybos savikaina už megabaitą mažiausia, o kaina pigi, bet tarnavimo laikas trumpas, tik apie 1000-3000 ištrynimo ir perrašymo laikas, tačiau stipriai išbandytas TLC dalelių SSD gali. įprastai naudoti ilgiau nei 5 metus.

QLC (angliškas pilnas pavadinimas Quadruple-Level Cell) keturių sluoksnių saugojimo įrenginys
QLC taip pat gali būti vadinamas 4 bitų MLC, keturių sluoksnių saugojimo įrenginiu, tai yra, 4 bitai / ląstelė.Yra 16 įtampos pakeitimų, tačiau talpa gali būti padidinta 33%, tai yra, rašymo našumas ir trynimo laikas bus dar labiau sumažintas, palyginti su TLC.Atliekant konkretų veikimo testą, Magnesium atliko eksperimentus.Kalbant apie skaitymo greitį, abi SATA sąsajos gali pasiekti 540 MB/S.QLC prasčiau veikia rašymo greičiu, nes jo P/E programavimo laikas yra ilgesnis nei MLC ir TLC, greitis lėtesnis, o nuolatinio rašymo greitis yra Nuo 520 MB/s iki 360 MB/s, atsitiktinis našumas sumažėjo nuo 9500 IOPS iki 5000 IOPS, nuostolis beveik pusė.

PS: kuo daugiau duomenų saugoma kiekviename elemento bloke, tuo didesnė talpa ploto vienetui, tačiau tuo pat metu padidėja skirtingos įtampos būsenos, kurias sunkiau valdyti, todėl NAND Flash lusto stabilumas. blogėja, o tarnavimo laikas trumpėja, kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų.

(NAND Flash skaitymo ir rašymo trukmė yra tik nuoroda)
Nesunku pastebėti, kad keturių tipų NAND „flash“ atminties našumas skiriasi.SLC talpos vieneto kaina yra didesnė nei kitų tipų NAND „flash“ atminties dalelių, tačiau jos duomenų saugojimo laikas ilgesnis ir skaitymo greitis didesnis;QLC yra didesnės talpos ir mažesnės sąnaudos, tačiau dėl mažo patikimumo ir ilgaamžiškumo Trūkumai ir kiti trūkumai dar turi būti tobulinami.

Atsižvelgiant į gamybos sąnaudas, skaitymo ir rašymo greitį bei tarnavimo laiką, keturios kategorijos klasifikuojamos taip:
SLC>MLC>TLC>QLC;
Dabartiniai pagrindiniai sprendimai yra MLC ir TLC.SLC daugiausia skirtas karinėms ir įmonių programoms, turinčioms greitą rašymą, mažą klaidų lygį ir ilgą patvarumą.MLC daugiausia skirtas vartotojams skirtoms programoms, jo talpa yra 2 kartus didesnė nei SLC, nebrangi, tinka USB atmintinėms, mobiliesiems telefonams, skaitmeniniams fotoaparatams ir kitoms atminties kortelėms, taip pat šiandien plačiai naudojamas vartotojų klasės SSD. .

NAND „flash“ atmintį galima suskirstyti į dvi kategorijas: 2D struktūrą ir 3D struktūrą pagal skirtingas erdvines struktūras.Plūduriuojančių vartų tranzistoriai daugiausia naudojami 2D FLASH, o 3D blykste daugiausia naudoja CT tranzistorius ir plūduriuojančius vartus.Yra puslaidininkis, CT yra izoliatorius, jie skiriasi savo pobūdžiu ir principu.Skirtumas yra toks:

2D struktūra NAND Flash
Atminties elementų 2D struktūra yra išdėstyta tik lusto XY plokštumoje, todėl vienintelis būdas pasiekti didesnį tankį toje pačioje plokštelėje naudojant 2D blykstės technologiją yra proceso mazgo sumažinimas.
Neigiama yra tai, kad NAND blykstės klaidos dažniau pasitaiko mažesniuose mazguose;be to, yra ribojamas mažiausio proceso mazgas, kurį galima naudoti, o saugojimo tankis nėra didelis.

3D struktūra NAND Flash
Norėdami padidinti saugojimo tankį, gamintojai sukūrė 3D NAND arba V-NAND (vertikalioji NAND) technologiją, kuri Z-plokštumoje sukrauna atminties elementus ant tos pačios plokštelės.

Naudojant 3D NAND blykstę, atminties ląstelės yra sujungtos kaip vertikalios, o ne horizontalios 2D NAND eilutės, o kūrimas tokiu būdu padeda pasiekti didelį bitų tankį toje pačioje lusto srityje.Pirmieji 3D Flash produktai turėjo 24 sluoksnius.