SSD-levyt, joissa on tlc vs. mlc-muistot

Suuri flash-muistin nousukausi tapahtui vuosien 2004 ja 2005 välillä, kun kahden tekijän yhdistelmä sai hinnat megatavua kohti laskua nopeasti. Siellä missä älypuhelinten ja SSD-levyjen hinnat alkoivat havaita alenemista, mutta vain ajan kuluminen on saanut meistä houkuttelevammat hinnat, vaikka viime aikoina näyttää siltä, ​​että ne eivät ole työn takia, ja ne nostavat hintoja jälleen. Haluatko tietää eron TLC: n ja MLC: n muistien välillä? Selitämme kaiken mitä sinun tarvitsee tietää!

Sisällysluettelo

SSD-asemat, joissa on TLC vs MLC -muistit

Ensimmäinen oli tuotannon brutaali lisääntyminen ja valmistajien välinen kilpailu, jotka ovat pudottaneet hintoja. Samsungin ja Toshiban kaltaisten jättiläisten lisäksi jopa Intel ja AMD ovat investoineet paljon rahaa flash-muistin valmistukseen.

Toinen oli MLC (Multi-Level Cell) -tekniikan käyttöönotto, jossa jokainen solu jatkoi kahden bitin tallentamista yhden sijaan. Tämä oli mahdollista välijännitteiden käytön ansiosta. MLC-tekniikka on toteutettu enemmän tai vähemmän samanaikaisesti useiden valmistajien toimesta, ja se on vähentänyt megatavua koskevia kustannuksia puoleen, mutta sen sijaan se on johtanut huonompaan suorituskykyyn toimiviin flash-muistipiireihin, jotka huonontuvat nopeammin..

Nykyään MLC-siruja käytetään suurimmassa osassa USB-tikkuja, muistikortteja ja SSD-levyjä. Perinteisiä siruja, jotka tallentavat yhden bitin solua kohden, kutsuttiin nimellä “SLC” (Single-Level Cell), ja ne tuotetaan tavoitteena palvella markkinoita korkean suorituskyvyn solid-drive-asemille (erityisesti malleille, jotka on tarkoitettu palvelinmarkkinat). Vaikka ne ovat paljon kalliimpia, ne tarjoavat paremman suorituskyvyn ja ovat kestävämpiä.

Toisessa ääripäässä meillä on yksiköt, jotka on varustettu TLC-siruilla, jotka tallentavat kolme bittiä solua kohti kuin kaksi kuin MLC: t, ja vähentävät siksi valmistuskustannuksia gigatavua kohti yli 33%. Toisaalta useamman välijännitteen käyttö johtaa siruihin, jotka hajoavat nopeammin kuin MLC.

Erot MLC: n ja TLC: n välillä

Itse asiassa MLC- ja TLC-sirujen solujen välillä ei ole fysikaalisia eroja. Molemmissa tapauksissa tuotantotekniikka on melkein sama, mutta niissä on eroja… mutta myös tapa, jolla siru ohjelmoidaan. Mikä tekee MLC- ja TLC-siruista halvempia kuin SLC: t, on yksinkertainen aritmeettinen asia: 16 gigatavun NAND-siru voi johtaa 16 gigatavun SLC-siruun, 32 gigatavun MLC-siruun tai TLC-siruun. 48 gigatavua.

Olettaen, että sirun kokonaiskustannukset ovat 24 dollaria, meillä gigatavuhinta olisi MLC: llä 0, 75 dollaria ja vapaakauppasopimuksella vain 0, 50 dollaria. Jos olet valmistaja, joka on kiinnostunut myymään suuren kapasiteetin SSD-levyjä halvalla, olisi selvää, mikä näistä kahdesta vaihtoehdosta olisi sinulle houkuttelevampi.

Suuri ongelma ei ole vain kestävyys, vaan myös itse sirujen suorituskyky, mikä heikkenee, kun käytetään enemmän bittejä. Lukutoiminto, joka vie 50 µs MLC-sirulla, vie 100 µs tai enemmän TLC-sirulla.

Samaan aikaan kirjoitustoimenpide, joka vie 900 µs tai enemmän MLC-sirulla, vie yli 2000 µs TLC: llä, mikä johtaa pudotuksiin verrannollisesti asemien luku- ja kirjoitusnopeuksiin.

Suosittelemme, että tarvitset ND-muistityyppejä SSD: ssä: SLC, MLC, TLC ja QLC

Suurin ongelma on kuitenkin kestävyys. MLC-sirujen elinikä on vain 10 000 jaksoa 50 nm: ssä, kun taas TLC-sirujen käyttöikä on 2500 operaatiota 50 nm: ssä.

Jopa silloin, kun nykyisiä kuljettajia käytetään sektoreita ja muita tekniikoita asemien elinkaaren pidentämiseksi, 128 Gt: n SSD, joka perustuu 25 nm: n TLC-siruihin, kuljettaa vain 96 Tt tallenteita koko elinaikanaan, rajoittaen sen käyttö kovin paljon. Vertailun vuoksi, 128 Gt: n levy, joka perustuu 34 nm: n MLC-siruihin, sisältää 640 Tt levyllä.

MLC-levyn elinikä olisi suhteellisen pieni, mutta silti hyväksyttävä, jos otamme huomioon suuret edut, joita flash-muisti tarjoaa muilla alueilla. TLC-aseman käyttö olisi kuitenkin rajoitettua ja monissa käyttötilanteissa se voisi kulua useiden vuosien kuluttua. Tarkoitan, että he eivät ole huonoja, okei? Mutta ne ovat huonompaa laatua.

TLC-muistilla varustettu SSD sopii täysin normaalille käyttäjälle. Mutta MLC on laadukkaampaa, ja ne ovat läsnä valmistajien kärjessä.

Monet valmistajat ovat kyenneet kompensoimaan tämän flash-muistin suorituskyvyn ja luotettavuuden heikkenemisen paremmilla ohjaimilla ja suuremmalla SSD-prosenttimäärällä, mutta se ei poista sitä keskeistä kysymystä, että valmistajat tuottavat huonompia flash-muistipiirejä. jokaisen uuden sukupolven edistyessä vain suhteessa kustannuksiin.

Monitasoinen solu (MLC)

MLC on standardi, jota nykyään käytetään useimmissa solid-state-asemissa. Lyhenne tarkoittaa monitasoista solua, ja sitä käytetään kuvaamaan NAND-flash-muistia, joilla on kyky tallentaa 2 bittiä dataa solua kohti.

TLC on tämän tekniikan kehitys, ja sen avulla voidaan tallentaa 3 bittiä dataa solua kohti, kun taas Single-Level Cell (SLC) tallentaa vain yhden bittiä dataa kutakin solua kohti. Jokaisella niistä on etuja ja haittoja, jotka näemme seuraavaksi.

MLC-tyyppi on nykyään melko yleinen, ja se koostuu prosessista, joka käyttää eriytettyjä jännitteitä muistisolujen tallentamiseen kahteen bittiin (teoriassa on mahdollista saada se tallentamaan enemmän) vain yhden sijaan, kuten SLC: ssä.

MLC-tekniikan ansiosta flash-tallennuslaitteiden kustannukset ovat vähentyneet, jopa kasvattaen edullisempien tuotteiden, kuten USB-tikkujen ja älypuhelimien, tarjontaa.

Kolmitasoinen solu (TLC)

Nimi itsessään osoittaa sen: TLC-tyyppi tallentaa kolme bittiä solua kohti, joten yksiköön tallennettavan datan määrä kasvaa huomattavasti. Se on markkinoiden viimeisin standardi.

Suosittelemme Corsair Dominator Platinum Special Edition- ja Vengeance LED -laitteita

Suorituskyky on kuitenkin myös alhaisempi kuin MLC-tekniikka. Loppujen lopuksi saamme kahdeksan mahdollista arvoa kolmella bitillä, minkä vuoksi jännitteitä on enemmän erilaisia: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 ja 111.

Tärkein etu on tällöin tallennustilan lisääntyminen, koska TLC-muistit ovat yleensä hitaampia kuin MLC-sirut, joilla puolestaan ​​on vähemmän suorituskykyä kuin SLC-tekniikalla.

Silti TLC- ja MLC-muistit ovat nopeampia kuin kiintolevyt, minkä vuoksi niiden käyttö on kannattavaa useimmissa sovelluksissa: monissa tilanteissa se ei korvaa nopeaa SSD: tä, mutta se ei tarjoa kapasiteettia tarpeeksi säilytystilaa.

Mitkä ovat edut ja haitat?

TLC-tekniikalla varustettujen solid-state-asemien suuri etu on alhaisin hinta. Tämä johtuu siitä, että tekniikan mukaiset asemat ovat tiheämpiä, joten ne tallentavat enemmän dataa samalla tilavuudella. Toisin sanoen heillä on korkeampi kustannustehokkuus. Mutta tämä, kuten kaikki elämässäkin, on hinta.

TLC- tekniikalla varustetut puolijohdeasemat eivät ole yhtä nopeita tai kestäviä kuin MLC-mallit. Siksi niitä ei ole tarkoitettu ammattikäyttöön.

Itse asiassa TLC-puolijohdeasemat sopivat paremmin kotikäyttäjille. Tämän tyyppisillä käyttäjillä ei ole huomattavaa suorituskykyeroa, ainakin suurimmassa osassa tapauksia.

Kuinka monta tallennusjaksoa tuet menettämättä kykyäsi tallentaa tietoja?

On selvää, että solun tukemien kirjoitussyklien lukumäärä vaikuttaa sen käyttöikään. Mutta onneksi se ei ole ainoa tekijä. Kaksi muuta on erittäin tärkeää: taajuus, jolla solun arvoa muutetaan (taajuudella, jolla se luetaan, ei ole vaikutusta käyttöikään) ja massamuistiyksikön kapasiteettiin (tässä tapauksessa, SSD: ltä tai solid-state-laitteelta), johon se on asennettu.

Tallennusoperaatioiden merkitys on ilmeinen: kirjoitusoperaatioiden solu, joka tukee vähän käytettyä yksikköä kymmenentuhatta kirjoitusjaksoa tai joka tallentaa staattista tietoa, on pieni. Siksi tämä solu kestää paljon kauemmin kuin toinen, ja se on asennettu asemaan, jota käytetään dynaamisen datan tallentamiseen, jonka arvot muuttuvat usein ja joka on kirjoitettava jatkuvasti.

Yhtä tärkeätä kuin muistipankki, johon tiedot tallennetaan SSD-levylle, on siinä oleva ohjain, joka toimii rajapintana SSD-levyn ja tietokoneen välillä. Tämä on ohjain, joka päättää , mihin soluihin tiedot tallennetaan.

SUOSITTELEMME DRAM-muistien tuotannon jatkuvan hyvin rajoitetusti vuonna 2018

Näiden viimeisten vuosien aikana, jolloin SSD-levyt ovat leviäneet, algoritmit, jotka määrittävät, mitkä nämä solut tulevat olemaan, ovat täydellisiä. Uudemmat ohjaimet pyrkivät jakamaan SSD: llä saatavien solujen lukutoiminnot mahdollisimman tasaisesti, estäen jotkut solut vastaanottamasta paljon enemmän kirjoitusoperaatioita kuin toiset.

SSD-levyjen käytön alkuaikoina asemien kapasiteetti oli suhteellisen pieni. 1TB-asemat ovat helposti saatavilla tänään. No, jos niiden solujen kokonaismäärä, joihin kirjoitusoperaatiot voidaan jakaa, kasvaa huomattavasti, taajuus, jolla jokainen solu korvataan, vähenee suoraan suhteessa tähän kasvuun.

Siksi SSD: n kapasiteetin merkitys sen pitkäikäisyyden kannalta. Mutta silti, MLC-pohjaisten laitteiden elinikä on paljon lyhyempi kuin SLC-pohjaisten laitteiden.

Toinen tärkeä ero on kirjoitusoperaatioiden nopeus. Vaikka tällä kertaa, luetut toiminnot eivät häiritse. Loppujen lopuksi jännitteen mittaamiseksi riittää anturin asettaminen paikkoihin, joissa sähköpotentiaalissa on ero. Mutta kirjoittamisessa asia on erilainen.

Tämän tyyppinen muistisolu, kuten voidaan nähdä, voi tallentaa kahdeksan erilaista arvoa (000 ₂ = 010 - 1112 = 710). Yksinkertainen havainto on riittävä osoittamaan, että arvon "kirjoittaminen" (jännitetason säätäminen) on paljon monimutkaisempaa (ja siten hitaampaa), kun mahdollisten arvojen lukumäärä kasvaa. Ja lisäämällä jännitealuetta energiankulutus kasvaa.

Lämpötilaongelma

Viime aikoihin asti muistimoduulit hajottivat lämpöä, mutta tämä ei ollut koskaan huolenaihe. Monitasoista flash-muistia käytettäessä se on kuitenkin erilainen.

Loppujen lopuksi ne toimivat suurilla taajuuksilla ja käyttävät suhteellisen suuria jännitteitä, jotka ovat kaksi tärkeää tekijää lämmön haihtumisessa, ja siten sirun lämpötilan nousu.

Tämä on erityisen herkkä, kun kyse on MLC-muistoista, joissa tallennettujen arvojen tunnistavien sisäisten jännitteiden kynnyksiä on enemmän.

Tämä johtuu siitä, että liian korkeat lämpötilat voivat häiritä näitä kynnysarvoja, mikä muuttaa tallennettua arvoa ja vaarantaa kokonaan muistin luotettavuuden.

Suosittelemme, että Samsung näyttää 256 Gt: n RDIMM-muistinsa

Tuloksena on, että tämän tyyppisen muistin tukikohtien pitäminen ehdottomasti ei ole suositeltavaa pitää erittäin korkeissa käyttölämpötiloissa. Tästä syystä joillakin laitteilla (esimerkiksi joillakin Samsung SSD -laitteilla) on lämpötila-antureita, jotka yksinkertaisesti hidastavat kirjoitusta (lukemilla, kuten aina, on vain vähän vaikutusta lämmönpoistoon) tapauksissa, joissa lämpötila on yli 70 astetta ja palaa normaaliin toimintaan vain, kun pankit jäähtyvät tämän raja-arvon alapuolelle.

Yhden tason muistit (SLC) kestävät paljon korkeita lämpötiloja. Tämä johtuu siitä, että koska se voi kestää vain yhden kahdesta tilasta, toleranssi on paljon suurempi kuin lämpötila, joka muuttaa jännitekynnystä hieman, joten tallennettu arvo ei muutu.

Siten yksisoluiset SSD: t, jotka ovat kalliimpia, mutta kestävät korkeammat lämpötilat, luokitellaan "teollisiksi", kun taas MLC: t, joiden on toimittava alemmassa lämpötila-alueella, luokitellaan "kaupallisiksi".

Suositeltu SSD

Corsair Force MP500 - Solid State Drive -asema, 120 Gt SSD, M.2 PCIe Gen. 3 x4 NVMe-SSD, lukunopeus jopa 2 300 Mt / s. CORSAIR NVMe M.2 SSD -asemat mahdollistavat yhden suoritusmuodon suorituskyvyn. Kompakti Corsair Force -sarja LE - 480 GB Solid State Drive (SATA 3, 6 GB / s, TLC NAND) (CSSD-F480GBLEB) Kirjoitusnopeudella 530 MB / s ja lukemisen nopeudella 560 MB / s; 480 tallennuskapasiteettia ja 6 Gbit / s Gt Corsair Neutron Xti -datansiirtonopeus - 240 Gt kiinteä kiintolevy (Serial ATA III, MLC, 0-70 C, 2, 5 ", -40-85 C), väri musta y Punainen tasainen suorituskyky ja erittäin korkea jatkuva siirtonopeus Samsung 850 EVO - Kiinteä kiintolevy (250 Gt, sarja ATA III, 540 Mt / s, 2, 5 "), musta 250 Gt: n SSD-tallennuskapasiteetti; Sarjakuvausnopeus jopa 540 MB / s ja kirjoitusnopeus jopa 520 MB / s 63, 26 EUR Samsung 960 EVO NVMe M.2 - 500 Gt: n kiinteä kiintolevy (Samsung V-NAND, PCI Express 3.0 x4, NVMe, AES) 256-bittinen, 0 - 70 C) 500 Gt: n SSD-tallennuskapasiteetti; Samsung V-NAND -muistit, NVMe-liitäntä ja Polaris-ohjain 183, 86 EUR

johtopäätös

MLC: llä on pidempi käyttöikä kuin TLC: llä, koska 4 mahdollista jännitetilaa on helpompi erottaa kuin 8, joiden virhemarginaali on pienempi. Siksi myös TLC SSD on halvempi ja löydämme sen pienen ja keskitason kansiosta.

Tiedämme nyt, että MLC-muistipohjaiset SSD-levyt ovat kalliimpia kuin TLC: t, kestävät pienempää tiedonsiirtotiheyttä, ovat nopeampia ja kestävät korkeampia lämpötiloja, niiden käyttöikä on pidempi ja kuluttaa vähemmän virtaa. Mitä mieltä olet kaikesta? Kerrot jo vaikutelmasi, kun olet lukenut artikkelin!