3d qlc что это

Многоуровневые SSD накопители: что такое «SLC», «MLC», «TLC», «QLC» и «PLC»?

В зависимости от задействованной технологии, микросхемы памяти «NAND» различаются плотностью хранения данных. Читайте о твердотельных накопителях с разными вариантами используемых видов памяти. Какие у них характеристики и чем они отличаются.

• Введение
• Несколько слов о ячейках
• Запоминающее устройство «SSD» с одноуровневыми ячейками («SLC»)
• Твердотельный накопитель «SSD» с многоуровневыми ячейками («MLC»)
• «SSD-накопители» с трехуровневыми ячейками («TLC»)
• Показатель суммарного объема записи данных («TBW»)
• Накопители «SSD» с четырьмя уровнями ячеек («QLC»)
• Твердотельные накопители «Penta-Level Cell» («PLC»)
• Другие понятия «SSD»
• Заключение
• Вопросы и ответы
• Комментарии

Введение

Твердотельные накопители значительно улучшают общую производительность персональных компьютеров, позволяя существенно сократить время загрузки операционной системы, и повышают общее быстродействие, превращая, укомплектованные данным типом хранилища, компьютеры в высокоскоростные. Но когда пользователи непосредственно выбирают для своего устройства конкретную модель накопителя «SSD», то часто приходится сталкиваться с различными специализированными терминами, такими как «SLC», «SATA III», «NVMe», «M.2» и т.д. Не многие пользователи знают определение данных терминов и далее в нашем руководстве мы подробнее остановимся на некоторых основных понятиях.

Перейти к просмотру

Несколько слов о ячейках

Современные модели твердотельных накопителей «SSD» используют для хранения информации энергонезависимую флэш-память формата «NAND», в свою очередь полностью состоящую из ячеек памяти. Это базовые блоки, на которые записываются любые цифровые данные в «SSD». Каждая ячейка памяти способна принимать определенное количество битов, которые зарегистрированы на устройстве хранения как «1» или «0».

В зависимости от задействованной технологии, микросхемы памяти «NAND» различаются плотностью хранения данных, и далее мы рассмотрим твердотельные накопители с разными вариантами используемых видов памяти, выделенными в отдельную характеристику.

Перейти к просмотру

Запоминающее устройство «SSD» с одноуровневыми ячейками («SLC»)

Основным типом твердотельного накопителя является «SSD» с микросхемой NAND, внутренняя организация которой реализована посредством использования одноуровневых ячеек («Single-Level Cell», сокращенно «SLC»). Технология «SLC» обеспечивает плотность хранения данных один бит на ячейку памяти. Это немного, но у данной организации есть отдельные неоспоримые преимущества. Во-первых, твердотельные накопители, выполненные по технологии «SLC» – это самый быстрый тип запоминающего устройства «SSD» из всех доступных вариантов. Они также более долговечны и менее подвержены развитию ошибок, поэтому считаются наиболее надежными среди всех видов твердотельных дисков.

Твердотельные накопители «SSD» на основе «SLC» в первую очередь популярны в корпоративных средах, где потеря данных неприемлема и может привести к значительным тратам, а надежность запоминающих является ключевым фактором. Технология «SLC» существенно повышает конечную стоимость накопителя, особенно в пересчете цены за единицу дискового пространства, и носители данных на ее основе обычно не доступны для обычных потребителей. Для сравнения, на Amazon доступен для приобретения твердотельный накопитель «SSD», выполненный по технологии «SLC» с емкостью «128 ГБ», и его конечная цена равна стоимости запоминающего устройства «SSD» с объемом памяти «1 ТБ», изготовленного по технологии «TLC NAND».

Поэтому, если пользователям предлагается потребительский твердотельный накопитель «SSD» с технологией плотности хранения данных «SLC», то, вероятно, он имеет другой тип памяти «NAND» и просто дополнен кэшем «SLC» для повышения производительности.

Перейти к просмотру

Твердотельный накопитель «SSD» с многоуровневыми ячейками («MLC»)

Конкретное понятие «многоуровневые», применительно к твердотельным накопителям, выполненным на основе «NAND – памяти» с многоуровневой ячейкой («Multi-Level Cell», сокращенно «MLC»), не особо точно отображает смысл определения и создает ложное впечатление о доступной плотности данных. Как можно было бы сделать вывод из названия, организация пространства ячейки должна поддерживать много уровней, однако она ограничивается только двумя битами на ячейку, что конечно превышает количество битов ячейки «SLC» в два раза, но не является слишком большим значением. Схема озаглавливания примененной технологии плотности данных не предполагала ориентацию на будущее развитие, поэтому и был выбран данный формат названия.

Скорость взаимодействия с данными у накопителей «MLC» несколько ниже, по сравнению с «SLC», поскольку для записи двух битов в ячейку требуется больше времени, чем для записи одного. Увеличение количества битов в одной ячейке также снижает долговечность и надежность твердотельных накопителей «MLS», потому что данные записываются на флэш-память «NAND» чаще, чем в предыдущем одноуровневом варианте «SLC».

Тем не менее, «MLC» – это прочный и добротный образец твердотельного накопителя. Его емкость не настолько высока, как у других типов твердотельных накопителей, но уровень надежности и долговечности способен удовлетворить самые высокие требования пользователей, и на рынке твердотельных накопителей уже можно найти достойный вариант запоминающего устройства «MLS» емкостью в «1 ТБ» по приемлемой цене, полностью соответствующей его возможностям.

Перейти к просмотру

«SSD-накопители» с трехуровневыми ячейками («TLC»)

Как напрямую следует из названия «Triple-Level Cell», твердотельный накопитель «SSD» формата исполнения «TLC» записывает три бита в каждую ячейку. На момент написания данного руководства «TLC» является наиболее распространенным типом накопителя «SSD».

Накопители с данной технологией плотности данных предлагают пользователям хранилища «SSD» с гораздо большей емкостью, чем диски «SLC» и «MLC», но вынуждены, по сравнению с ними, жертвовать относительной скоростью, надежностью и долговечностью. Это не значит, что диски «TLC» плохие и пользователям не стоит их рассматривать для применения на своих устройствах. На самом деле, в настоящий момент они, вероятно, являются самым лучшим предложением, сочетающим высокие показатели скорости обработки данных, времени загрузки системы и реакции на системные и пользовательские команды, в сравнении с остальными вариантами дисков, по достаточно низкой цене.

Не позволяйте понятию меньшей прочности заставить вас отказаться от использования твердотельного накопителя «TLS», ведь, обычно, он гарантированно и безошибочно работает в течение нескольких лет.

Перейти к просмотру

Показатель суммарного объема записи данных («TBW»)

Разработчики твердотельных накопителей стремятся не только сохранить и преумножить преимущество «SSD» в скорости, но и работают над увеличением продолжительности гарантированного срока службы накопителей. И с целью маркировки значения долговечности к характеристикам «SSD» было добавлено понятие «TBW» («Total Bytes Written»), которое принято исчислять в терабайтах («ТБ»). Числовое значение обычно означает количество терабайт, которое можно гарантированно записать на диск до того момента, как он окончательно выйдет из строя.

Например, модель твердотельного накопителя «Samsung 860 Evo» емкостью «500 ГБ» (очень популярный «SSD» несколько лет назад) имеет рейтинг «TBW 600», а модель объемом в «1 ТБ» – «1200 TBW». Это невероятно огромное количество данных, поэтому такой диск непременно прослужит вам долгие годы.

«TBW» также дополнительно является оценкой «уровня безопасности», и твердотельные накопители «SSD», по своим технологическим возможностям, обычно превышают установленные предельные значения. Это означает, что диск, как минимум, указанное количество данных сможет гарантированно записать. Однако, чтобы обезопасить себя от непредвиденного выхода из строя накопителя, сделайте его резервную копию, чтобы минимизировать потерю данных, особенно на старых дисках.

Перейти к просмотру

Накопители «SSD» с четырьмя уровнями ячеек («QLC»)

Твердотельные запоминающие устройства с технологией плотности данных, подразумевающей использование четырехуровневых ячеек («Quad-level Cell», сокращенно «QLC»), могут записывать четыре бита в каждую ячейку.

«QLC NAND» может упаковать намного больше данных, чем другие типы твердотельных накопителей, но повышение общего количества, доступной для записи, информации напрямую оказывает сильное влияние на диск и уменьшает общую производительность запоминающего устройства «QLC». Это особенно заметно, когда исчерпан кэш диска, например, во время передачи больших файлов (сорок гигабайт и выше). Производители дисков с технологией «QLC» пытаются оптимизировать работу накопителей, и, с большой долей вероятности, можно утверждать, что в краткосрочной перспективе данной проблемы удастся избежать.

Долговечность твердотельных накопителей «QLC» также является проблемой. Однако с другой стороны, бюджетный накопитель «Crucial P1 QLC NVMe» имеет показатель суммарного объема записи данных на уровне «100 TBW» для модели с емкостью диска «500 ГБ» и «200 TBW» для объема диска в «1 ТБ», что, хотя и меньше установленных значений дисков «TLC», но все же вполне достаточно для ежедневного домашнего использования.

Перейти к просмотру

Твердотельные накопители «Penta-Level Cell» («PLC»)

Запоминающие устройства твердотельного формата «SSD», выполненные по технологии «PLC», которые могут записывать пять бит на ячейку, для потребителей в данный момент еще не предлагаются, но процесс их представления уже в пути. Например, компания Toshiba уже упоминает приводы формата «PLC» в конце августа 2019 года, а корпорация Intel – в сентябре, что означает серьезность намерений в стремлении компаний предложить и завершить готовые разработки. Твердотельные накопители «PLC» должны быть в состоянии вместить гораздо больше данных и могут быть представлены значительными емкостями. Тем не менее, они также будут иметь схожие проблемы, что и диски «TLC» и «QLC», когда речь заходит об уровнях долговечности и производительности.

Нет необходимости сразу приобретать готовый «SSD» с технологией плотности хранения данных «PLC», а стоит некоторое время подождать и ознакомиться со специализированными отзывами и готовыми тестами. Кроме того, также необходимо обратить особое внимание на рейтинг «TBW», чтобы иметь представление о гарантированном сроке службы, указанном производителем, и ознакомиться с результатами работы диска в реальных условиях, получив подтверждение склонности к возникновению поломок (на основе все тех же тестов).

Например, привод «QLC», о котором мы упоминали в предыдущем разделе, имеет более низкий рейтинг «TBW», но он гарантированно позволяет записывать до пятидесяти четырех гигабайт информации в день в течение пяти лет. Никто из пользователей не пишет так много данных в домашних условиях, поэтому можно ожидать, что данный диск будет работать довольно длительное время, несмотря на более низкий рейтинг «TBW».

Перейти к просмотру

Другие понятия «SSD»

Ранее мы рассмотрели основные типы флэш-памяти «NAND», но пользователям встречаются и другие определения, и далее мы дополнительно опишем несколько терминов, которые могут вам помочь полнее понять характеристики «SSD»:

• «3D NAND»: в какой-то момент производители «NAND» попытались расположить ячейки памяти ближе друг к другу на плоской поверхности, чтобы уменьшить размер дисков и увеличить емкость. Такой подход работал до определенного момента, но флэш-память начинает терять свою надежность, когда ячейки расположены слишком близко друг к другу. Чтобы обойти данное ограничение, разработчики поместили ячейки памяти друг на друга, чтобы увеличить емкость. Такая архитектура обычно называется «3D NAND», а иногда и вертикальным «NAND».
• «Технология выравнивания износа»: ячейки памяти «SSD» начинают разрушаться сразу в момент их первичного использования и процесс продолжается безостановочно при каждой записи. Чтобы избежать неравномерного снижения ресурса отдельных ячеек и помочь накопителям гарантированно прослужить заявленный срок, производители применяют технологию износа, которая пытается записывать данные в ячейки памяти как можно более равномерно. Вместо того, чтобы постоянно записывать определенный блок в один раздел диска, данная технология распределяет данные равномерно, поэтому все ячейки имеют одинаковый или соизмеримый показатель износа.
• «Кэш»: каждый твердотельный накопитель «SSD» укомплектован кэшем, в котором данные кратковременно хранятся перед их непосредственной записью на диск. Данная специальная выделенная область быстрого доступа для временного хранения информации имеет решающее значение для повышения производительности «SSD». Кэш-память обычно состоит из ячеек «SLC» или «MLC NAND». Когда кэш заполнен, производительность имеет тенденцию к значительному снижению – это особенно верно для некоторых накопителей «TLC» и большинства дисков «QLC».
• «SATA III»: это наиболее распространенный интерфейс подключения жесткого диска «HDD» и твердотельного накопителя «SSD» в персональном компьютере. В этом контексте понятие «интерфейс» просто означает, каким образом происходит прямое соединение диска с материнской платой. «SATA III» имеет максимальную пропускную способность шестьсот мегабайт в секунду.
• «NVMe»: данный интерфейс соединяет запоминающее устройство «SSD» с материнской платой. «NVMe» позволяет развивать молниеносную скорость передачи данных. Показатели скорости современных потребительских накопителей с интерфейсом «NVMe» примерно в три раза выше, чем у «SATA III».
• «M.2»: это форм-фактор (физический размер, форма и дизайн) накопителей «NVMe». Их часто называют дисками «gumstick», потому что они крошечные и прямоугольные. Накопители монтируются в специальные слоты на большинстве современных материнских плат.

Перейти к просмотру

Заключение

Стремительный рост объемов разнообразных видов цифровых материалов и существенное увеличение трудоемкости, ежедневно исполняемых пользователями, процессов вынуждает постоянно усовершенствовать существующие персональные компьютерные устройства, и особое внимание уделять применению надежных, обладающих высокой скоростью взаимодействия с данными, и долговечных запоминающих устройств значительной емкости.

Производители современных хранилищ данных, благодаря внедрению продвинутых методик, предлагают пользователям новый вид твердотельных накопителей, выполненных на основе флэш-памяти «NAND». Доступные варианты различаются между собой технологиями, обеспечивающими плотность хранения данных, которые, в свою очередь, влекут за собой градацию твердотельных накопителей по количеству циклов чтения/записи цифровых материалов, предлагаемой емкости, гарантированном показателе суммарного объема записи данных и окончательной стоимости.

Ознакомившись с представленным руководством, пользователи смогут более осознанно подойти к вопросу комплектации своего персонального компьютера твердотельным накопителем «SSD» и выбрать наиболее лучший вариант, исходя из собственных возможностей и заявленных приоритетов.

Автор: Andrey Mareev, Технический писатель

В далеком 2005 году, я получил диплом по специальности «Прикладная математика» в Восточноукраинском национальном университете. А уже в 2006 году, я создал свой первый проект по восстановлению данных. С 2012 года, начал работать в компании «Hetman Software», отвечая за раскрутку сайта, продвижение программного обеспечения компании, и как специалист по работе с клиентами.

Редактор: Michael Miroshnichenko, Технический писатель

Мирошниченко Михаил – одни из ведущих программистов в Hetman Software. Опираясь на пятнадцатилетний опыт разработки программного обеспечения он делится своими знаниями с читателями нашего блога. По мимо программирования Михаил является экспертом в области восстановления данных, файловых систем, устройств хранения данных, RAID массивов.

• Обновлено:
• 14.10.2023 14:58

Твердотельные накопители TLC и QLC: В чем различия?

Мы уже говорили о том, как можно использовать кэш SSD для уменьшения задержек и ускорения скорости передачи данных. Мы также объяснили различия между потребительскими и корпоративными SSD, и почему для обеспечения стабильной производительности мы рекомендуем использовать последние.

Потребительские и корпоративные SSD – это две широкие категории, которые охватывают широкий спектр профилей производительности. Из-за различий в способах тестирования и оценки производителями своих продуктов недостаточно покупать их на основе рекламируемых цифр. В сегодняшней статье мы рассмотрим, как типы NAND существенно влияют на производительность, и почему это должно иметь значение для вашего следующего решения о покупке.

Типы флэш-памяти NAND

Данные флэш-памяти NAND представлены в виде цифровых сигналов (битов) и хранятся в ячейках флэш-памяти NAND. Количество битов, хранящихся в ячейке, определяет тип используемой флэш-памяти. Флэш-память с одноуровневыми ячейками (SLC) содержит один бит на ячейку. Многоуровневые ячейки (MLC) увеличивают емкость в два раза и содержат два бита на ячейку. Трехуровневые ячейки (TLC) содержат три бита на ячейку, а четырехуровневые ячейки (QLC) содержат четыре бита на ячейку, что позволяет в четыре раза увеличить емкость флэш-памяти SLC.

С тех пор как твердотельные накопители появились на рынке, их емкость становилась все больше и больше. Современные отраслевые тенденции направлены на снижение стоимости при увеличении емкости накопителей. Это привело к разработке более плотных ячеек памяти, при этом стоимость традиционных жестких дисков постепенно приближается (пока еще не достигла).

Стремление к удешевлению и увеличению объема накопителей привело к упадку твердотельных накопителей на базе SLC и MLC. В настоящее время TLC является основной технологией и занимает наибольшую долю рынка. QLC еще относительно нова, но мы ожидаем, что ее низкая стоимость привлечет покупателей, тем более что ее часто предлагают в качестве замены HDD.

Ячейки памяти NAND имеют лишь конечное число циклов программирования-стирания (P/E) (циклов записи), прежде чем они изнашиваются. Подробное рассмотрение этого вопроса выходит за рамки данной статьи, поэтому просто знайте, что ячейки высокой плотности имеют меньшую выносливость, чем ячейки низкой плотности, например, MLC обычно служат дольше, чем TLC.

Хотя в целом можно утверждать, что MLC будет быстрее TLC, а TLC быстрее QLC, новые SSD содержат множество методов оптимизации, которые помогают скрыть или свести на нет недостатки более медленной NAND. Отличным примером этого является “SLC-кэширование”, когда неиспользуемые области диска работают как псевдо-SLC NAND. Это позволяет добиться очень высокой производительности при коротких, серийных нагрузках, как это часто бывает в большинстве ПК и клиентских вычислительных средах. Это хорошо видно из нашей предыдущей статьи о потребительских и корпоративных SSD.

Для этого есть накопитель

В отличие от развитого рынка жестких дисков, при покупке SSD вы найдете достаточное количество марок и моделей, чтобы выбор был нелегким. Сегодня мы рассмотрим, что, хотя потребительские TLC- и даже QLC-накопители часто заявляют впечатляющие показатели производительности на первый взгляд, при практическом исследовании выясняется истинная производительность этих накопителей.

Мы выбрали по два общедоступных накопителя для каждой целевой сегментной группы, всего в бенчмаркинге участвовали шесть накопителей.

Производительность серии

Мы используем CrystalDiskMark, популярную утилиту для измерения производительности дисков. Увеличение глубины очереди (Q) и потоков (T) обычно приводит к повышению производительности, но большинство потребительских рабочих нагрузок подразумевают только низкую глубину очереди. ИТ-инфраструктура, включающая виртуальные машины и хранилища БД, обычно имеет более высокие глубины очередей и потоков.

Для тестов передачи файлов мы будем использовать AJA System Test, инструмент, разработанный в первую очередь для создателей контента, чтобы проверить, способны ли их системы хранения поддерживать прием потоков высокого разрешения. Мы настроили его на запись в систему файла размером 64 ГБ и последующее его считывание. Это все еще легкая рабочая нагрузка, но она будет показательна для пользователей, перемещающих большие файлы.

В коротких, серийных тестах все группы дисков показали отличные результаты, как и ожидалось для подобных синтетических тестов. На основании приведенных здесь цифр производительности можно сделать вывод, что при реальном использовании различий не будет. Благодаря большому объему SLC-кэша даже более медленные диски QLC работают отлично.

Производительность при 65% мощности

Предыдущие тесты проводились, когда диски были пусты. Это давало дискам с динамическим SLC-кэшированием большой простор для работы. Мы заполнили каждый диск на 65%, дали им отдохнуть несколько минут, а затем продолжили использовать AJA System Test для создания той же нагрузки записи и чтения объемом 64 ГБ.

По сравнению с полностью пустыми дисками наши корпоративные диски работали в пределах погрешности. Потребительские TLC-накопители немного снизили производительность при чтении, сохранив при этом хорошую скорость записи – ничего заметного при обычном повседневном использовании. Само собой разумеется, что регресс производительности группы QLC здесь значителен.

Полноценный тест драйв

Мы использовали тест заполнения всего диска для получения стабильной производительности дисков. Этот тест также показывает нагрузку на диск при использовании его в качестве SSD-кэша в загруженном сетевом хранилище, поскольку он будет постоянно заполняться недавно полученными данными. Этот тест исчерпывает все механизмы SLC-кэширования на диске, поскольку не дает ему времени на восстановление.

На графиках горизонтальная ось представляет собой процент емкости хранилища, на которую производится запись. Первый график – среднее значение скорости для наших групп. Второй показывает скорость в процентах от максимальной в данном тесте. Как и ожидалось, больше всего здесь отличились накопители, предназначенные для корпоративных сред. Потребительские TLC-накопители начали быстро, но быстро вышли из строя, поскольку израсходовали свой кэш. Диски QLC имеют довольно большой объем кэша, что позволяет им дольше оставаться быстрыми. Однако это делается для того, чтобы скрыть абсолютно низкую скорость записи, когда кэш заполняется и запись производится непосредственно на NAND. Здесь мы наблюдаем худшую скорость последовательной записи, чем у жестких дисков.

С другой стороны, несмотря на то, что корпоративные диски, которые мы использовали сегодня, в основном относятся к моделям начального уровня и рассчитаны на интенсивные нагрузки чтения, они все же способны обеспечить стабильную устойчивую производительность. Модели более высокого класса (более дорогие) обычно поддерживают более высокие скорости записи и рейтинги DWPD.

Подведение итогов

Всегда важно тщательно проверять заявленные показатели производительности твердотельных накопителей. Методы и условия тестирования отличаются у разных производителей, а для потребительских накопителей часто используются только серийные нагрузки. Несмотря на это, потребительские SDD все еще являются экономически эффективным вариантом модернизации, позволяющим значительно ускорить работу ПК или сетевого хранилища по сравнению с жесткими дисками. Однако учтите, что как только вы начнете применять к ним более тяжелые и длительные рабочие нагрузки, их производительность снизится, иногда значительно.

Диски QLC отлично подходят для своих целей, то есть недорогие диски для замены жестких дисков при интенсивных нагрузках на чтение. Хотя пиковая производительность может соперничать даже с высококлассными дисками на базе TLC, их производительность в стационарных условиях оставляет желать лучшего. В отличие от быстрого внедрения TLC NAND в потребительские и корпоративные накопители высокого класса, если производительность QLC в постоянном режиме существенно не улучшится, мы не ожидаем, что в ближайшее время они станут заменой TLC.

При использовании в сетевом хранилище становится понятно, почему мы всегда рекомендовали использовать только диски корпоративного класса. Кроме того, что они рассчитаны на более длительный срок службы, постоянство производительности чрезвычайно важно, особенно когда вы обеспечиваете хранение виртуальных машин и других критически важных объектов инфраструктуры. Здесь просто нет места для переменной производительности в зависимости от рабочей нагрузки.

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.

BiCS FLASH™ | TLC и QLC

BiCS FLASH™ от KIOXIA представляет собой трехмерную (3D) вертикальную ячейку флэш-памяти. Такая структура позволяет ей превзойти по емкости двухмерную (плоскую) флэш-память. BiCS FLASH™ TLC 3-бита-на-ячейку 1 Тбит (128 ГБ *1 ) от KIOXIA, первая в отрасли флэш-память *2 , повышает надежность записи/удаления, одновременно с этим повышая скорость записи. Компания также предлагает устройство BiCS FLASH™ 1,33 Тбит с технологией 4-бита-на-ячейку с четырехуровневой ячейкой (QLC). Это первое устройство с 3D флэш-памятью, в котором реализовано подобное. *3