Ismerje meg a különbséget a NAND Flash SLC, MLC, TLC, QLC különböző minőségű SSD chipjei között

A NAND Flash teljes neve Flash Memory, amely egy nem felejtő memóriaeszközhöz (Non-volatile Memory Device) tartozik.Lebegőkapu tranzisztoros kialakításon alapul, és a töltések a lebegő kapun keresztül vannak reteszelve.Mivel az úszókapu elektromosan le van választva, így a kaput elérő elektronok a feszültség eltávolítása után is csapdába esnek.Ez az indoklása a flash nem illékonyságának.Az adatok ezekben az eszközökben tárolódnak, és akkor sem vesznek el, ha a készüléket kikapcsolják.
A különböző nanotechnológiák szerint a NAND Flash az SLC-ről az MLC-re, majd a TLC-re való átállást tapasztalta, és a QLC felé halad.A NAND Flash-t széles körben használják az eMMC/eMCP-ben, az U-lemezekben, az SSD-ben, az autóiparban, a tárgyak internete területén és más területeken, nagy kapacitása és gyors írási sebessége miatt.

Az SLC (angol teljes név (Single-Level Cell – SLC) egy egyszintű tároló
Az SLC technológia jellemzője, hogy az úszókapu és a forrás között vékonyabb az oxidfilm.Adatíráskor a tárolt töltés megszüntethető úgy, hogy az úszókapu töltésére feszültséget kapcsolunk, majd a forráson áthaladunk., vagyis csak két 0 és 1 feszültségváltás képes 1 információs egységet, azaz 1 bit/cellát tárolni, amit gyors sebesség, hosszú élettartam és erős teljesítmény jellemez.Hátránya, hogy alacsony a kapacitás és magas a költség.

Az MLC (angol teljes nevén Multi-Level Cell – MLC) egy többrétegű tároló
Az Intel (Intel) először 1997 szeptemberében fejlesztette ki sikeresen az MLC-t. Feladata, hogy két egységnyi információt tároljon egy lebegő kapuban (az a rész, ahol a töltést a flash memória cellában tárolják), majd felhasználja a különböző potenciálok (Level) töltését. ), Pontos olvasás és írás a memóriában tárolt feszültségszabályozáson keresztül.
Azaz 2bit/cella, minden cellaegység 2bit információt tárol, bonyolultabb feszültségszabályozást igényel, négy 00, 01, 10, 11 váltás van, a sebesség általában átlagos, az élettartam átlagos, az ár átlagos, kb. 3000-10000-szeres törlési és írási élettartam. Az MLC nagyszámú feszültségfokozattal működik, minden cella két bit adatot tárol, és az adatsűrűség viszonylag nagy, és egyszerre több mint 4 értéket képes tárolni.Ezért az MLC architektúra jobb tárolási sűrűséggel rendelkezhet.

A TLC (angol teljes nevén Trinary-Level Cell) egy háromszintű tároló
A TLC cellánként 3 bites.Minden cellaegység 3 bites információt tárol, amely 1/2-rel több adatot képes tárolni, mint az MLC.8 féle feszültségváltozás létezik 000-tól 001-ig, azaz 3 bit/cella.Vannak 8LC néven futó Flash-gyártók is.A szükséges hozzáférési idő hosszabb, így az átviteli sebesség lassabb.
A TLC előnye, hogy olcsó az ára, a megabájtonkénti előállítási költség a legalacsonyabb, az ára pedig olcsó, de az élettartam rövid, csak kb 1000-3000 törlési és átírási élettartam, de az erősen tesztelt TLC részecskéket SSD általában több mint 5 évig használható.

QLC (angol teljes nevén Quadruple-Level Cell) négyrétegű tárolóegység
A QLC-t 4 bites MLC-nek is nevezhetjük, négyrétegű tárolóegységnek, azaz 4 bit/cellának.16 feszültségváltozás van, de a kapacitás 33%-kal növelhető, vagyis az írási teljesítmény és a törlési élettartam tovább csökken a TLC-hez képest.A konkrét teljesítményteszt során a Magnesium kísérleteket végzett.Ami az olvasási sebességet illeti, mindkét SATA interfész elérheti az 540 MB/s sebességet.A QLC rosszabbul teljesít írási sebességben, mert a P/E programozási ideje hosszabb, mint az MLC és a TLC, a sebesség lassabb és a folyamatos írási sebesség 520 MB/s-ról 360 MB/s-ra, a véletlenszerű teljesítmény 9500 IOPS-ről 5000-re csökkent. IOPS, a veszteség közel fele.

PS: Minél több adatot tárolnak az egyes cellákban, annál nagyobb az egységnyi területre jutó kapacitás, ugyanakkor ez a különböző feszültségállapotok növekedéséhez vezet, ami nehezebben szabályozható, így a NAND Flash chip stabilitása rosszabb lesz, és az élettartam lerövidül, mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai.

(A NAND Flash olvasási és írási élettartama csak tájékoztató jellegű)
Nem nehéz belátni, hogy a négyféle NAND flash memória teljesítménye eltérő.Az SLC egységnyi kapacitásra jutó költsége magasabb, mint más típusú NAND flash memória részecskéké, de az adatmegőrzési ideje hosszabb, az olvasási sebesség pedig gyorsabb;A QLC nagyobb kapacitással és alacsonyabb költséggel rendelkezik, de alacsony megbízhatósága és hosszú élettartama miatt A hiányosságokat és egyéb hiányosságokat még tovább kell fejleszteni.

A gyártási költség, az olvasási és írási sebesség, valamint az élettartam szempontjából a négy kategória sorrendje a következő:
SLC>MLC>TLC>QLC;
A jelenlegi fő megoldások az MLC és a TLC.Az SLC főként katonai és vállalati alkalmazásokat céloz meg, nagy sebességű írással, alacsony hibaaránnyal és hosszú élettartammal.Az MLC főként a fogyasztói alkalmazásokhoz készült, kapacitása kétszerese az SLC-nek, alacsony költségű, alkalmas USB flash meghajtókhoz, mobiltelefonokhoz, digitális fényképezőgépekhez és egyéb memóriakártyákhoz, és manapság széles körben használják fogyasztói minőségű SSD-kben is. .

A NAND flash memória két kategóriába sorolható: 2D szerkezet és 3D struktúra a különböző térbeli struktúrák szerint.A lebegőkapu tranzisztorokat főként 2D FLASH-hoz használják, míg a 3D vakut főleg CT tranzisztorokat és lebegő kaput használnak.Egy félvezető, a CT egy szigetelő, a kettő eltérő természetű és elvű.A különbség a következő:

2D szerkezet NAND Flash
A memóriacellák 2D-s szerkezete csak a chip XY síkjában van elrendezve, így 2D flash technológiával csak a folyamatcsomópont zsugorításával lehet nagyobb sűrűséget elérni ugyanabban az ostyában.
Hátránya, hogy a NAND flash hibái gyakrabban fordulnak elő kisebb csomópontok esetén;ezen túlmenően a legkisebb használható folyamatcsomópont korlátozott, és a tárolási sűrűség sem magas.

3D szerkezet NAND Flash
A tárolósűrűség növelése érdekében a gyártók kifejlesztették a 3D NAND vagy V-NAND (vertikális NAND) technológiát, amely a Z-síkban lévő memóriacellákat ugyanarra a lapkára helyezi.

A 3D NAND flashben a memóriacellák függőleges karakterláncokként vannak összekapcsolva, nem pedig vízszintes karakterláncokként a 2D NAND-ban, és az ilyen módon történő felépítés segít nagy bitsűrűség elérésében ugyanazon a chip-területen.Az első 3D Flash termékek 24 rétegből álltak.