MLC или TLC – что лучше в SSD накопителях
Твердотельные жесткие диски с каждым годом становятся все дешевле, а вместе с тем и все популярнее. На рынке появляется больше моделей подобных накопителей, и это связано не только с предложением своего ассортимента новыми производителями, но и с использованием новых технологий «старыми игроками». Компании в данный момент выпускают на рынок SSD-диски с двумя основными типами памяти: MLC и TLC. В рамках данной статьи рассмотрим, чем они отличаются друг от друга, и какой вариант лучше купить для домашнего использования.
Обратите внимание: Также можно встретить в продаже твердотельные жесткие диски, память в которых обозначена V-NAND или 3D NAND. Данная память все равно относится к типу MLC или TLC, о подобных обозначениях также расскажем ниже.
Оглавление: 1. Типы памяти SSD дисков 2. TLC или MLC: что лучше 3. Что такое 3D NAND, 3D TLC и V-NAND в SSD-памяти
Типы памяти SSD дисков
В твердотельных накопителях используется флэш-память, которая собой представляет организованные ячейки памяти на базе полупроводников, сгруппированные особым образом. Можно разделить всю используемую флэш-память в SSD накопителях следующим образом:
- По методу чтения и записи. Современные твердотельные накопители используют тип памяти NAND;
- По способу хранения данных. Разделить по способу хранения данных SSD накопители можно на SLC и MLC. Расшифровать аббревиатуры можно как «одноуровневая ячейка» или «многоуровневая ячейка». В случае с памятью SLC в одной ячейке может содержаться не более одного бита данных, тогда как во второй ситуации в одной ячейке может храниться более одного бита. В потребительских твердотельных накопителях используется MLC технология хранения данных.
TLC – это подвид MLC памяти. Если в стандартной MLC памяти хранится 2 бита информации в одной ячейке, то в варианте TLC может хранить три бита информации в одной ячейке памяти. То есть, TLC – это тоже многоуровневая ячейка.
Обратите внимание: Некоторые производители твердотельных дисков указывают не TLC, а 3-bit MLC или MLC-3. По сути, все эти три варианта означают одно и то же.
TLC или MLC: что лучше
Если не рассматривать детали, то можно сказать, что в общем случае тип памяти MLC лучше, чем TLC, вот несколько его преимуществ:
- Память подобного типа прослужит дольше, в среднем, на 20-30%;
- MLC работает быстрее, чем TLC;
- Твердотельные накопители на базе памяти MLC требуют меньше энергии для работы.
За лучшее качество нужно платить, и наличие памяти типа MLC сказывается на стоимости твердотельных жестких дисков – они дороже, чем варианты на TLC.
Но если вдаваться в детали и рассматривать использование SSD-дисков с данными типами памяти на пользовательском уровне, стоит сказать, что отличия между ними не столь велики, и далеко не всегда есть смысл переплачивать за MLC память. Многое в их работе зависит от других факторов, например от интерфейса подключения. Рассмотрим пару вариантов наглядно:
Подводя итог, можно сделать вывод, что однозначно MLC или TLC вариант не выигрывает. Факторов, которые влияют на скорость работы твердотельного накопителя, огромное множество. Если приобрести емкий SSD-диск на основе TLC памяти, он может оказаться лучше от одного производителя, чем модель на MLC от другого производителя, при этом по стоимости они будут одинаковыми. На потребительском уровне покупателю следует ориентировать не на тип памяти, а на показатели того или иного диска в тестах, которые производители всегда публикуют. Разниться показатели в тестах могут даже у моделей одной компании, выпускаемой в разных линейках, несмотря на одинаковый тип памяти в них.
Что такое 3D NAND, 3D TLC и V-NAND в SSD-памяти
Еще один параметр, который может заметить покупатель при выборе твердотельного жесткого диска – это 3D NAND, 3D TLC или V-NAND. В зависимости от производителя данное свойство носит различные названия, но суть одна. При наличии подобного обозначения следует знать, что в данной модели накопителя ячейки флэш-памяти расположены на чипах в несколько слоев, тогда как при отсутствии такого обозначения, скорее всего, они наложены в один слой.
Производство памяти в несколько слоев дешевле, чем в один слой, и по заверениям производителей более надежно.
TLC vs. QLC SSD: В чем отличия?
Корпоративные и потребительские SSD – две базовые категории твердотельных накопителей, охватывающие широкий спектр профилей производительности. Из-за различий в том, как производители тестируют и оценивают свои продукты, не всегда легко сделать выбор на основе рекламируемых показателей. В сегодняшнем посте мы рассмотрим, как типы NAND влияют на производительность и почему это может иметь существенное значение для вашего следующего решения о покупке.
Типы флеш-памяти NAND
Данные флэш-памяти NAND представлены в виде цифровых сигналов (битов) и хранятся в ячейках. Количество битов, хранящихся в ячейке, определяет тип используемой флэш-памяти. Флэш-память с одноуровневой ячейкой (SLC) содержит один бит, многоуровневая ячейка (MLC) удваивает емкость с помощью двух битов, трехуровневая (TLC) — содержит три бита на ячейку. Четырехуровневая (QLC) содержит четыре бита на ячейку, что в четыре раза превышает емкость флэш-памяти SLC.
С тех пор, как на рынке появились твердотельные накопители SSD, их емкость становилась все больше и больше. Текущие отраслевые тенденции заключаются в снижении затрат при одновременном увеличении емкости хранения. Это привело к разработке более плотных ячеек памяти, постепенно приближающихся (пока еще не достигнув) по стоимости к традиционным жестким дискам.
Стремление к более дешевым и емким накопителям привело к сокращению твердотельных накопителей на основе SLC и MLC. TLC в настоящее время является мейнстримом и занимает самую большую долю рынка. QLC все еще относительно новая, но мы ожидаем, что ее низкая стоимость привлечет все больше покупателей, особенно с учетом того, что она часто используется в качестве замены жесткого диска.
Ячейки памяти NAND имеют только конечное число циклов стирания программ (P/E) (циклов записи), прежде чем они изнашиваются. Подробное описание выходит за рамки этого поста, поэтому просто отметим, что ячейки с более высокой плотностью обладают меньшей долговечностью, чем ячейки с низкой плотностью, например, MLC обычно работают дольше, чем TLC.
Хотя в целом понятно, что MLC будет быстрее, чем TLC, а TLC будет быстрее, чем QLC, новые твердотельные накопители содержат несколько методов оптимизации, которые помогают скрыть или свести на нет недостатки более медленной NAND. Отличным примером этого является “SLC-кэширование”, где неиспользуемые области диска будут действовать как псевдо-SLC NAND. Это обеспечивает очень хорошую производительность при более коротких рабочих нагрузках пакетного типа, как это часто бывает для большинства ПК и клиентских вычислительных сред.
Для этого есть диск
В отличие от сформировавшегося рынка жестких дисков, при покупке SSD вы найдете достаточно марок и моделей, чтобы вызвать у вас беспокойство, связанное с выбором устройства. Хотя потребительские накопители TLC и даже QLC при первом рассмотрении часто демонстрируют впечатляющие показатели, при рассмотрении в практических ситуациях выявляются истинные характеристики производительности этих накопителей.
Дата центр Интенсивное чтение/Начальный уровень
Потребитель
Самая низкая стоимость
Розничная цена в долларах — средняя из нескольких интернет-магазинов в США на 1 июня 2020 г. Диски от: Crucial, Intel и Samsung
Максимальная производительность
Мы используем CrystalDiskMark, популярную утилиту для измерения производительности накопителя. Более высокие глубины очередей (Q) и потоков (T) обычно приводят к повышению производительности, но большинство рабочих нагрузок потребителей связаны только с низкими глубинами очередей. ИТ-инфраструктура, включающая виртуальные машины и хранилище БД, обычно будет иметь более высокую глубину очередей и потоков.
Для тестирования передачи файлов мы будем использовать AJA System Test, инструмент, предназначенный в первую очередь для создателей контента, чтобы убедиться, что их системы хранения могут поддерживать прием потоков с высоким разрешением. Мы настроили его для записи в систему файла размером 64 ГБ, а затем чтения его обратно. Это по-прежнему небольшая рабочая нагрузка, но она будет характерна для пользователей, перемещающих большой файл.
Как и ожидалось, в коротких тестах серийного типа все группы дисков показали очень хорошие результаты. Основываясь на приведенных здесь показателях производительности, вы будете правы, если придете к выводу, что не увидите различий для их использования в реальном мире. Достаточные размеры SLC-кэша означают, что даже еще более медленные диски QLC отлично работают.
Производительность при 65% емкости
Предыдущие тесты проводились при пустых дисках. Это дало дискам с динамическим SLC-кешированием много места для работы. Мы заполнили каждый диск до 65%, дали им несколько минут для отдыха, а затем продолжили использовать AJA System Test для создания той же рабочей нагрузки записи и чтения объемом 64 ГБ.
По сравнению с полностью пустыми, теперь наши корпоративные диски работают в пределах погрешности. Потребительские диски TLC немного упали в производительности чтения, при этом сохраняя хорошую скорость записи, что не заметно при обычном повседневном использовании. Само собой разумеется, что регрессия производительности группы QLC здесь существенна.
Тест на заполненном диске
Мы использовали тест заполнения всего диска, чтобы получить стабильную производительность накопителей. Этот тест также показывает рабочие нагрузки дисков при использовании в качестве кэша SSD на загруженном NAS, поскольку они постоянно заполняются данными, к которым недавно осуществлялся доступ. Этот тест исчерпает все механизмы кэширования SLC на диске, так как не дает ему времени на восстановление.
На графиках горизонтальная ось представляет процент записанной емкости хранилища. Первый — это средняя скорость для наших групп. Второй показывает скорость в процентах от максимальной в этом тесте. Как и ожидалось, лучше всего здесь себя показывают диски, предназначенные для корпоративного сегмента. Потребительские диски TLC начинали быстро, но и быстро выходили из строя по мере того, как израсходовали свой кеш. Диски QLC сконфигурированы с довольно большим кэшем, что позволяет им оставаться быстрыми дольше. Однако причина этого заключается в том, чтобы замаскировать абсолютно низкую скорость записи, когда кеш заполнен и в NAND записывается напрямую. Здесь скорость последовательной записи ниже, чем у жестких дисков.
Несмотря на то, что корпоративные накопители, которые мы использовали сегодня, в основном являются моделями начального уровня и рассчитаны на рабочие нагрузки с интенсивным чтением, они по-прежнему способны обеспечивать стабильную устойчивую производительность. Модели более высокого класса (более дорогие) обычно поддерживают более высокие скорости записи и рейтинги DWPD.
Подводя итоги
Всегда важно тщательно проверять заявленные показатели производительности SSD. Методы и условия тестирования у разных производителей различаются, для потребительских накопителей часто используются только периодические нагрузки. Несмотря на это, потребительские SDD по-прежнему являются экономически эффективными и позволяют значительно ускорить работу вашего ПК или NAS по сравнению с жесткими дисками. Однако обратите внимание, что как только вы начнете применять к ним более тяжелые и продолжительные рабочие нагрузки, их производительность снизится, иногда значительно.
Накопители QLC отлично подходят по своему прямому назначению — как недорогой вариант для замены жестких дисков в рабочих нагрузках с интенсивным чтением. Хотя пиковая производительность может соперничать даже с высокопроизводительными накопителями на базе TLC, их производительность в стационарных ситуациях оставляет желать лучшего. В отличие от быстрого внедрения TLC NAND как в высокопроизводительные потребительские, так и в корпоративные диски, если стабильная производительность QLC существенно не улучшится, мы не увидим, что они станут заменой TLC в ближайшее время.
Теперь вы можете понять, почему мы всегда выступали за использование в NAS дисков только корпоративного уровня. Помимо повышения надежности, стабильность производительности чрезвычайно важна, особенно когда вы предоставляете хранилище виртуальным машинам и другой критически важной инфраструктуре. Ведь переменная производительность в зависимости от рабочей нагрузки в таком случае неприемлема.
- Блог компании Synology
- Хранение данных
- Компьютерное железо
- Накопители
а выбирая ссд на технологии смотреть с слс млс и тлс по возрастанию верно ли и как с брендами быть при этом
SLC
Самая старая технология флеш-памяти, расшифровываемая как Single-Level Cell, то есть одноуровневая ячейка. Одна ячейка NAND-памяти SLC имеет два пороговых значения и может хранить только один бит информации. Диски с этим типом памяти имеют высокую скорость чтения/записи, отличаясь при этом завидной долговечностью, с другой стороны они маловместительны и к тому же дороги. По причине небольших объемов и дороговизны широкого применения в настольных компьютерах SLC-диски не нашли, если они и используются, то в основном на серверах в датацентрах.
MLS
SSD-диски с этим типом памяти наиболее распространены. Аббревиатура MLS расшифровывается как Multi-Level Cell или многоуровневая ячейка. В отличие от предшественника, ячейка MLS-накопителей имеет не два, а четыре пороговых значения и может хранить два бита данных. Плотность записи MLS-дисков выше, но это имеет свою цену. Использование для кодирования информации разных пороговых уровней напряжения ячейки памяти быстрее изнашиваются. Если количество циклов перезаписи у SLC-дисков составляет порядка 100000, то у дисков MLS оно 10000. Скорость чтения/записи в них тоже ниже, но зато диски MLS значительно дешевле, благодаря чему они и получили широкое распространение.
TLS
Еще большей плотностью записи чем MLS обладают диски с flash-памятью TLS или Triple-Level Cell (трехуровневая ячейка). Типичным примером использования NAND-памяти TLS являются обычные флешки. В одной ячейке накопителя может храниться три байта, но одновременно с увеличением вместимости снижается его производительность и выносливость. Так, количество циклов перезаписи среднего TLS-диска составляет 1000-3000. Означает ли это, что диски с этим типом памяти ненадежны? Не обязательно, да и вообще слухи о ненадёжности SSD TLS-дисков слишком преувеличены. Достаточно посмотреть на значение параметра TBW, обычно указываемого в технических характеристиках диска, чтобы убедиться, что запаса его выносливости гарантировано хватит на несколько лет.
читай))
Источник: интернет)
рвп рлрУченик (75) 4 года назад
что надёжней то слс потом млс и тлс. а на бренды внимания обращать. и на какие. лучшие самсунг потом интел и всё?
SYSTEMS 15.86 Мастер (1909) TLC вот наборчик небольшой
Остальные ответы
ты из германия прибыть или с татарстана?) где орфография, пунктуация? -пройди ликбез букварем, хотя бы.
Сейчас только MLC и TLC, на это уже можно вообще не смотреть.
рвп рлрУченик (75) 4 года назад
что надёжней то слс потом млс и тлс. а на бренды внимания обращать. и на какие. лучшие самсунг потом интел и всё?
Eternally Against Искусственный Интеллект (238986) Теоретически, надежней MLC (2 бита на ячейку), но на практике не имеет значения, важны и сами чипы памяти, и контроллер примененный на диске, в общем, надо сравнивать модели конкретные. Брендов куча разных, самсунг и интел — да, лидеры, но и переплачивает солидную сумму за эти надписи. Есть и у других брендов конкурирующие модели.
Правильно. Только еще при этом не забывать о брендах.
Intel/Micron
Hynix
Samsung
Sandisk/Western Digital
Toshiba
си сиУченик (92) 4 года назад
микроны тоже бывают . сделаю скрин спасибо
Василий Пупкин Мыслитель (5333) Это таблица производителей чипов памяти. Остальные у них покупают. Кому приоритет по качеству памяти и у кого лучшие предложения-думайте сами.
QLC, TLC, MLC и SLC
В современных SSD наиболее распространены четыре типа чипов памяти NAND: QLC, TLC, MLC и SLC.
QLC (Quad-Level Cell) — ячейка памяти, способная хранить 4 бита информации. По состоянию на февраль 2020 года NAND-память типа QLC является самой доступной по стоимости хранения 1 ГБ данных, приближаясь по данному параметру к традиционным жестким дискам. При этом по быстродействию и ресурсу на запись QLC-память лишь немного уступает не только SLC- и MLC-, но и TCL-памяти.
TLC (Triple-Level Cell) – ячейка памяти, способная хранить 3 бита информации. Обладает большей плотностью, но меньшей выносливостью по сравнению с SLC и MLC. TLC также отстает от SLC и MLC по скорости чтения и записи и ресурсу в циклах Program/Erase. До настоящего момента память типа TLC NAND использовалась в основном в flash-накопителях (флешках), однако совершенствование технологий производства сделало возможным использование памяти TLC и в стандартных SSD.
Описанные выше ячейки памяти относятся к планарному, то есть 2D-типу. Их недостатком является необходимость перехода к более тонким техпроцессам для увеличения плотности записи данных в каждом отдельном чипе. Из-за ряда физических ограничений делать это до бесконечности не получится. Поэтому были разработаны 3D-ячейки памяти. Такая ячейка представляет собой цилиндр:
Таким образом, появляется возможность разместить несколько ячеек памяти на одном слое микросхемы. Такие ячейки называются 3D V-NAND, 3D TLC и 3D QLC. Емкость и надежность 3D-памяти сравнимы с емкостью и надежностью памяти TLC.
MLC (Multi-Level Cell) – ячейка памяти, способная хранить несколько бит информации. MLC дешевле SLC, однако обладает меньшей выносливостью и меньшим ресурсом циклов Program/Erase. MLC — хороший выбор для коммерческих и рабочих платформ, т.к. характеризуется хорошим соотношение цена/скорость работы.
eMLC (Enterprise Multi-Level Cell) – ячейка, аналогичная по структуре обычной MLC, но с увеличенным ресурсом по циклам Program/Erase. По надежности eMLC находится между SLC и MLC, а стоит ненамного дороже MLC. Типичное применение eMLC — рабочие станции и серверы среднего класса.
SLC (Single-Level Cells) – ячейка, способная хранить 1 бит информации. Память SLC имеет высокую производительность, низкое энергопотребление, наибольшую скорость записи и количество циклов Program/Erase. Память типа SLC обычно используется в серверах высокого уровня, поскольку стоимость SSD на основе SLC велика.
3D NAND
Количество состояний ячейки в зависимости от типа памяти
Физически все четыре типа ячеек NAND-памяти состоят из одинаковых транзисторов. Единственным отличием является количество хранимого ячейкой памяти заряда. Все четыре типа ячеек работают одинаково: при появлении напряжения ячейка переходит из состояния «выключено» в состояние «включено». SLC использует два отдельных значения напряжения для представления одного бита информации на ячейку и двух логических уровней (0 и 1). MLC использует четыре отдельных значения напряжения для представления четырех логических состояний (00, 01, 10, 11) или двух битов. TLC использует восемь отдельных значений напряжения для представления восьми логических состояний (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111) или трех битов информации. QLC использует шестнадцать отдельных значений напряжения для представления шестнадцати логических состояний (от 0000 до 1111).
Поскольку в SLC используется только два значения напряжения, эти значения могут сильно отличаться друг от друга, уменьшая потенциальную возможность некорректно интерпретировать текущее состояние ячейки и позволяя использовать стандартные условия коррекции ошибки NAND. Вероятность ошибок чтения увеличивается при использовании TLC и QLC NAND, поэтому данные типы памяти требуют большего объема ECC (Error Correction Code – код коррекции ошибок) при исчерпании ресурса NAND, поскольку в TLC и QLC приходится корректировать сразу три или четыре бита информации соответственно.