Ssd диски с памятью tlc vs mlc

Большой всплеск флэш-памяти произошел в период между 2004 и 2005 годами, когда сочетание двух факторов привело к быстрому снижению цен на мегабайт. Там, где смартфоны и SSD-диски стали замечать снижение, но только с течением времени у нас появились более привлекательные цены, хотя в последнее время кажется, что они не из-за работы, и они снова поднимают цены. Хотите узнать разницу между воспоминаниями TLC и MLC? Мы объясним все, что вам нужно знать!

Указатель содержания

SSD диски с памятью TLC против MLC

Первым был жестокий рост производства и конкуренция среди производителей, что привело к снижению цен. Помимо таких гигантов, как Samsung и Toshiba, даже Intel и AMD вложили большие средства в производство флэш-памяти.

Вторым было внедрение технологии MLC (Multi-Level Cell), где каждая ячейка сохраняла два бита вместо одного. Это стало возможным благодаря использованию промежуточных напряжений. Технология MLC была реализована более или менее одновременно различными производителями и позволила вдвое снизить стоимость мегабайта, но вместо этого она привела к снижению производительности и снижению быстродействия чипов флэш-памяти.,

Сегодня чипы MLC используются в подавляющем большинстве USB-накопителей, карт памяти и твердотельных накопителей. Традиционные чипы, которые хранят один бит на ячейку, стали называться «SLC» (одноуровневая ячейка) и производятся с целью обслуживания рынка высокопроизводительных твердотельных накопителей (особенно моделей, предназначенных для серверный рынок). Хотя они намного дороже, они предлагают лучшую производительность и более долговечны.

С другой стороны, у нас есть устройства, оснащенные микросхемами TLC, которые хранят три бита на ячейку, а не два, как MLC, и поэтому снижают стоимость производства на гигабайт более чем на 33%. С другой стороны, использование более промежуточных напряжений приводит к тому, что микросхемы деградируют быстрее, чем MLC.

Различия между MLC и TLC

По правде говоря, между ячейками на микросхемах MLC и TLC нет физических различий. В обоих случаях технология производства почти одинакова, но в них есть различия… но также и способ программирования чипа. То, что делает микросхемы MLC и TLC дешевле, чем SLC, является простой арифметикой: микросхема NAND емкостью 16 гигабайт может привести к микросхеме SLC 16 гигабайт, микросхеме MLC 32 гигабайт или микросхеме TLC 48 гигабайт.

Если предположить, что общая стоимость чипа составляет 24 доллара, мы будем иметь цену за гигабайт в 0, 75 доллара на MLC и всего 0, 50 доллара на FTA. Если вы являетесь производителем, заинтересованным в продаже SSD-накопителей большой емкости по низкой цене, было бы очевидно, какой из двух вариантов будет более привлекательным для вас.

Большая проблема заключается не только в долговечности, но и в производительности самих чипов, которая снижается при использовании большего количества битов. Операция чтения, которая занимает 50 мкс на микросхеме MLC, займет 100 мкс или более на микросхеме TLC.

В то же время операция записи, которая занимает 900 мкс или более в микросхеме MLC, в TLC занимает более 2000 мкс, что приводит к падению, пропорциональному скорости чтения и записи накопителей.

МЫ РЕКОМЕНДУЕМ ВАМ NAND типы памяти в SSD: SLC, MLC, TLC и QLC

Однако самая большая проблема - это долговечность. Срок службы чипов MLC составляет всего 10 000 циклов в 50 нм, в то время как в чипах TLC срок службы составляет 2500 операций в 50 нм.

Даже при использовании секторов и других методов, используемых текущими драйверами для увеличения срока службы накопителей, твердотельный накопитель емкостью 128 ГБ на основе 25-нм чипов TLC будет нести только 96 ТБ записей в течение всего срока службы, что ограничивает его использование очень много. Для сравнения: диск объемом 128 ГБ на основе 34-нм микросхемы MLC будет иметь на диске 640 ТБ.

Диск MLC будет иметь относительно низкий срок службы, но все же приемлемо, если учесть большие преимущества, которые флэш-память предлагает в других областях. Привод TLC, однако, будет иметь ограниченное использование, и во многих ситуациях использования может быть исчерпан через несколько лет. Я имею в виду, они не плохие, хорошо? Но они худшего качества.

SSD с памятью TLC полностью подходит для обычного пользователя. Но MLC имеет более высокое качество, и они присутствуют в топе производителей.

Многим производителям удалось компенсировать это падение производительности и надежности флэш-памяти с помощью более качественных драйверов и использования более высокого процента SSD, но это не снимает главный вопрос о том, что производители выпускают более худшие чипы флэш-памяти. с каждым новым поколением, делая успехи только по отношению к стоимости.

Многоуровневая ячейка (MLC)

MLC является стандартом, используемым сегодня большинством твердотельных накопителей. Аббревиатура расшифровывается как многоуровневая ячейка и используется для описания флэш-памяти NAND, которая может хранить 2 бита данных на ячейку.

TLC является развитием этой технологии и позволяет хранить 3 бита данных на ячейку, тогда как одноуровневая сота (SLC) хранит только один бит данных для каждой ячейки. У каждого есть свои преимущества и недостатки, которые мы увидим далее.

Тип MLC довольно распространен сегодня и состоит из процесса, который использует дифференцированные напряжения, чтобы заставить ячейку памяти хранить два бита (теоретически, можно сделать так, чтобы она хранила больше) вместо одного, как в SLC.

Благодаря технологии MLC стоимость флэш-накопителей снизилась, даже увеличивая предложение таких продуктов, как USB-накопители и смартфоны, по более доступным ценам.

Трехуровневая ячейка (TLC)

Само название указывает на это: тип TLC хранит три бита на ячейку, поэтому объем данных, которые могут храниться в устройстве, значительно увеличивается. Это самый последний стандарт, который мы имеем на рынке.

МЫ РЕКОМЕНДУЕМ ВАМ Corsair Dominator Platinum Special Edition и Vengeance LED

Тем не менее, производительность также ниже по сравнению с технологией MLC, в конце концов, мы получаем восемь возможных значений с тремя битами, поэтому существует большее разнообразие напряжений: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111.

Здесь главным преимуществом является увеличение объема памяти, поскольку память TLC обычно медленнее, чем микросхемы MLC, которые, в свою очередь, имеют меньшую производительность, чем технология SLC.

Несмотря на это, память TLC и MLC быстрее, чем жесткие диски, поэтому их использование целесообразно в большинстве приложений: во многих ситуациях это не компенсирует наличие достаточно быстрого SSD, но не обеспечивает емкость достаточно места для хранения

Каковы преимущества и недостатки?

Большим преимуществом твердотельных накопителей с технологией TLC является их самая низкая цена. Это связано с тем, что диски с этой технологией плотнее, и на них хранится больше данных с тем же объемом памяти. Другими словами, они имеют более высокую экономическую эффективность. Но это, как и все в жизни, имеет свою цену.

Твердотельные накопители с технологией TLC оказываются не такими быстрыми и долговечными, как модели MLC. Поэтому они не указаны для профессионального использования.

Действительно, твердотельные накопители TLC лучше подходят для домашних пользователей. Для этих типов пользователей заметной разницы в производительности нет, по крайней мере в подавляющем большинстве случаев.

Сколько циклов записи вы поддерживаете, не теряя своей способности хранить данные?

Понятно, что количество поддерживаемых ячейкой циклов записи влияет на срок ее полезного использования. Но, к счастью, это не единственный фактор. Есть два других очень важных значения: частота, с которой изменяется значение, содержащееся в ячейке (частота, с которой оно считывается, не влияет на срок полезного использования) и емкость устройства хранения большой емкости (в нашем случае от SSD или твердотельного устройства), в котором он установлен.

Важность частоты операций записи очевидна: частота операций записи в ячейке, которая поддерживает десять тысяч циклов записи малоиспользуемой единицы или которая хранит статические данные, мала. Следовательно, эта ячейка будет работать намного дольше, чем другая, установленная на диске, который используется для хранения динамических данных, значения которых часто изменяются и должны постоянно перезаписываться.

Банком памяти, в котором хранятся данные на SSD, так же важно, как и контроллером, который в нем находится как интерфейс между диском SSD и компьютером. Это контроллер, который решает, в каких ячейках будут храниться данные.

МЫ РЕКОМЕНДУЕМ ВАМ Производство памяти DRAM в 2018 году будет очень ограниченным

В последние годы распространения SSD были усовершенствованы алгоритмы, определяющие, какими будут эти ячейки. Более новые контроллеры стремятся распределить операции чтения ячеек, доступных на твердотельных накопителях, как можно более однородно, не позволяя некоторым ячейкам получать намного больше операций записи, чем другие.

В первые дни использования SSD накопители были относительно небольшими по объему. Сегодня накопители емкостью 1 ТБ легко доступны. Хорошо, если общее количество ячеек, в которые могут быть распределены операции записи, значительно увеличивается, частота, с которой каждая ячейка перезаписывается, уменьшается прямо пропорционально этому увеличению.

Отсюда важность емкости SSD с точки зрения его долговечности. Но, тем не менее, устройства на основе MLC имеют гораздо меньший срок службы, чем устройства на основе SLC.

Другим важным отличием является скорость, с которой выполняются операции записи. Хотя на этот раз операции чтения не мешают. Ведь для измерения напряжения достаточно подать датчик на точки, где есть разница в электрическом потенциале. Но в случае письма дело обстоит иначе.

Этот тип ячейки памяти, как можно видеть, может хранить восемь различных значений (000 ₂ = от 010 до 1112 = 710). Простого наблюдения достаточно, чтобы показать, что «запись» значения (регулировка уровня напряжения) намного сложнее (и, следовательно, медленнее), когда число возможных значений увеличивается. И, увеличив диапазон напряжения, увеличивается потребление энергии.

Температура вопроса

До недавнего времени модули памяти рассеивали тепло, но это никогда не было проблемой. Однако, когда дело доходит до многоуровневой флэш-памяти, все по-другому.

В конце концов, они работают на высоких частотах и ​​используют относительно высокое напряжение, что является двумя важными факторами, когда речь идет о рассеивании тепла и, следовательно, повышенной температуре чипа.

Это особенно деликатно, когда речь идет о памяти MLC, где количество порогов внутренних напряжений, которые идентифицируют сохраненное значение, больше.

Это связано с тем, что слишком высокие температуры могут влиять на эти пороговые значения, что изменяет сохраненное значение и полностью ставит под угрозу надежность памяти.

МЫ РЕКОМЕНДУЕМ ВАМ Samsung показывает свои 256 ГБ памяти RDIMM

В результате определенно не рекомендуется хранить основания памяти такого типа при очень высоких рабочих температурах. По этой причине некоторые устройства (например, некоторые твердотельные накопители Samsung) имеют датчики температуры, которые просто замедляют запись (показания, как всегда, мало влияют на рассеивание тепла) в случаях, когда температура выше 70 градусов по Цельсию и возвращаться к нормальной работе только тогда, когда банки остынут ниже этого предельного значения.

Одноуровневая память (SLC) гораздо более устойчива к высоким температурам. Это связано с тем, что, поскольку оно может принимать только одно из двух состояний, допуск намного больше, чем температура, слегка изменяющая порог напряжения, поэтому сохраненное значение не изменяется.

Таким образом, одноэлементные твердотельные накопители, более дорогие, но выдерживающие более высокие температуры, классифицируются как «промышленные», тогда как MLC, которые должны работать в более низком температурном диапазоне, классифицируются как «коммерческие».

Рекомендуемый SSD

Corsair Force MP500 - твердотельный накопитель, 120 ГБ SSD, M.2 PCIe Gen. 3 x4 NVMe-SSD, скорость чтения до 2300 МБ / с. SSD-диски CORSAIR NVMe M.2 обеспечивают уровень производительности в одном формате Compact Corsair Force Series LE - твердотельный накопитель 480 ГБ (SATA 3, 6 ГБ / с, TLC NAND) (CSSD-F480GBLEB) со скоростью записи 530 МБ / с и скоростью чтения 560 МБ / с; Емкость памяти 480 и скорость передачи данных 6 Гбит / с Corsair Neutron Xti - твердотельный жесткий диск 240 ГБ (Serial ATA III, MLC, 0-70 C, 2, 5 ", -40-85 C), цвет черный y Высокая стабильная производительность и очень высокая скорость передачи данных Samsung 850 EVO - твердотельный жесткий диск (250 ГБ, Serial ATA III, 540 МБ / с, 2, 5 "), черный 250 ГБ SSD-накопитель; Скорость последовательного чтения до 540 МБ / с и скорость записи до 520 МБ / с 63.26 EUR Жесткий диск Samsung 960 EVO NVMe M.2 - 500 ГБ (Samsung V-NAND, PCI Express 3.0 x4, NVMe, AES 256-бит, 0 - 70 C) Емкость накопителя SSD 500 ГБ; Память Samsung V-NAND, интерфейс NVMe и контроллер Polaris 183, 86 EUR

заключение

MLC имеет более длительный срок полезного использования, чем TLC, потому что легче различить 4 возможных состояния напряжения, чем 8, которые имеют меньший предел погрешности. По этой же причине твердотельные накопители TLC дешевле, и мы находим их в твердотельных накопителях низкого и среднего диапазона.

Теперь мы знаем, что твердотельные накопители на базе памяти MLC стоят дороже, чем TLC, они выдерживают меньшую плотность данных, быстрее и могут выдерживать более высокие температуры, с более длительным сроком службы и потребляют меньше энергии. Что вы думаете обо всем? Вы уже рассказали нам свои впечатления, прочитав статью!