Диски Ssd із пам'яттю tlc vs mlc

Великий бум флеш-пам'яті стався між 2004 та 2005 роками, коли поєднання двох факторів призвело до швидкого падіння цін за мегабайт. Там, де смартфони та диски SSD почали помічати зменшення, але лише з плином часу змусили нас мати більш привабливі ціни, хоча останнім часом здається, що це не через роботу, і вони знову піднімають ціни. Ви хочете знати різницю між TLC-пам'яттю та MLC-пам'яттю? Ми пояснюємо все, що потрібно знати!

Зміст індексу

SSD-накопичувачі з пам'яттю TLC і MLC

Першим було жорстоке зростання виробництва та конкуренція серед виробників, які підштовхнули ціни. Окрім гігантів, як Samsung та Toshiba, навіть Intel та AMD вклали великі гроші у виробництво флеш-пам’яті.

Другим було впровадження технології MLC (Multi-Level Cell), де кожна комірка продовжувала зберігати два біти замість одного. Це стало можливим завдяки використанню проміжних напруг. Технологія MLC була впроваджена більш-менш одночасно різними виробниками і знизила вдвічі витрати на мегабайт, але натомість це призвело до мікросхем флеш-пам’яті з меншою продуктивністю і швидше деградує..

Сьогодні мікросхеми MLC - це ті, які використовуються в переважній більшості USB-накопичувачів, карт пам'яті та SSD-дисків. Традиційні мікросхеми, які зберігають один біт на комірку, стали називати "SLC" (однорівнева комірка) і виробляються з метою обслуговування ринку високопродуктивних твердотільних накопичувачів (особливо моделей, призначених для ринок сервера). Хоча вони і набагато дорожчі, вони пропонують кращі показники роботи та довговічніші.

З іншого боку, у нас є пристрої, оснащені мікросхемами TLC, які зберігають три біти на комірку, а не два, як MLC, і тому зменшують виробничі витрати на гігабайт більш ніж на 33%. З іншого боку, використання більшої кількості проміжних напруг призводить до мікросхем, які деградують швидше, ніж MLC.

Відмінності між MLC і TLC

По правді кажучи, між клітинками на мікросхемі MLC і TLC немає фізичних відмінностей. В обох випадках техніка виготовлення майже однакова, але в них є відмінності… але також і спосіб програмування мікросхеми. Те, що робить мікросхеми MLC та TLC дешевшими, ніж SLC, - це проста арифметика: чіп NAND об'ємом 16 гігабайт може створити 16-гігабайтний чіп SLC, 32-гігабайтний мікросхему MLC або чіп TLC 48 гігабайт.

Якщо припустити, що загальна вартість мікросхеми становить 24 долари, ми матимемо вартість за гігабайт 0, 75 долара на MLC і лише 0, 50 долара за FTA. Якщо ви виробник, зацікавлений у продажу SSD великих місткостей за низькою ціною, було б очевидно, який із двох варіантів буде для вас більш привабливим.

Великою проблемою є не тільки довговічність, але і продуктивність самих чіпів, яка зменшується із застосуванням більшої кількості біт. Операція зчитування, що займає 50 мкс на мікросхемі MLC, займе 100 мкс або більше на мікросхемі TLC.

У той же час операція запису, яка займає 900 мкс або більше на мікросхемі MLC, займає більше 2000 мкс на TLC, в результаті чого краплі пропорційні швидкості читання і запису приводів.

МИ РЕКОМЕНДУЄМО ВИБУДОВИ типи пам'яті на SSD: SLC, MLC, TLC та QLC

Однак найбільша проблема - довговічність. Тривалість життя мікросхем MLC становить лише 10 000 циклів у 50 нм, тоді як у TLC-мікросхем тривалість роботи 2500 операцій у 50 нм.

Навіть із застосуванням секторів та інших методик, які використовуються нинішніми драйверами для продовження терміну експлуатації накопичувачів, SSD на 128 ГБ на базі мікросхем TLC розміром 25 нм забезпечить лише 96 ТБ записів протягом усього життя, що обмежує його використання дуже багато. Для порівняння, 128 ГБ диск на базі мікросхем MLC 34 нм буде нести 640 ТБ на диску.

MLC-диск матиме відносно низький термін служби, але все-таки прийнятний, якщо врахувати великі переваги, які пропонує флеш-пам’ять в інших областях. Однак привід TLC матиме обмежене використання, і в багатьох випадках використання може вичерпатися через кілька років. Я маю на увазі, вони не погані, добре? Але вони гіршої якості.

SSD з TLC-пам'яттю цілком підходить для звичайного користувача. Але MLC має більш високу якість, і вони присутні у вершині виробників.

Багато виробників змогли компенсувати це падіння продуктивності та надійності флеш-пам’яті кращими драйверами та використанням більш високого відсотка SSD, але це не заперечує центрального питання про те, що виробники виробляють гірші мікросхеми флеш-пам’яті. з кожним новим поколінням, просуваючись лише стосовно вартості.

Багаторівнева клітина (MLC)

MLC - це стандарт, який сьогодні застосовують більшість твердотільних дисків. Акронім означає багаторівневу клітинку і використовується для опису флеш-пам’яті NAND, яка має можливість зберігати 2 біти даних на клітинку.

TLC - це еволюція цієї технології і дозволяє зберігати 3 біти даних на комірку, тоді як однорівнева клітина (SLC) зберігає лише один біт даних для кожної комірки. У кожного з них є переваги та недоліки, які ми побачимо далі.

Тип MLC є досить поширеним сьогодні і складається з процесу, який використовує диференційовані напруги, щоб зробити комірку пам’яті два біти (теоретично можна змусити її зберігати більше) замість лише одного, як у SLC.

Завдяки технології MLC зменшилися витрати на флеш-накопичувачі, навіть збільшивши пропозицію продуктів, таких як USB-накопичувачі та смартфони з більш доступними цінами.

Триклітинна клітина (TLC)

Сама назва вказує на це: тип TLC зберігає три біти на комірку, отже, обсяг даних, які можна зберігати в блоці, значно збільшується. Це останній стандарт, який ми маємо на ринку.

РЕКОМЕНДУЄМО ВАС Corsair Dominator Platinum Special Edition та Vengeance LED

Однак продуктивність також нижча порівняно з технологією MLC, зрештою, ми отримуємо вісім можливих значень з трьома бітами, саме тому існує більше різноманітних напруг: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 і 111.

Тут головна перевага - це збільшення простору пам’яті, оскільки запам'ятовування TLC зазвичай повільніше, ніж мікросхеми MLC, які, в свою чергу, мають меншу продуктивність, ніж технології SLC.

Незважаючи на це, пам'ять TLC та MLC швидша, ніж жорсткі диски, тому їх використання можливо в більшості застосунків: у багатьох ситуаціях це не компенсує наявність досить швидкого SSD, але не забезпечує потужність достатньо місця для зберігання.

Які переваги та недоліки?

Велика перевага твердотільних накопичувачів за технологією TLC полягає в їх найнижчій ціні. Це тому, що накопичувачі з технологією щільніше, зберігаючи більше даних з однаковою кількістю місця. Іншими словами, вони в кінцевому рахунку мають більш високу економічну ефективність. Але це, як і все в житті, коштує.

Твердотільні накопичувачі за технологією TLC в кінцевому рахунку не такі швидкі чи довговічні, як моделі MLC. Тому вони не призначені для професійного використання.

Дійсно, твердотільні накопичувачі TLC краще підходять для домашніх користувачів. Для цих типів користувачів не помітна різниця в продуктивності, принаймні в переважній більшості випадків.

Скільки циклів запису ви підтримуєте, не втрачаючи здатності зберігати дані?

Зрозуміло, що кількість циклів запису, підтримуваних клітиною, впливає на термін її використання. Але, на щастя, це не єдиний фактор. Є ще два важливі значення: частота, з якою змінюється значення, що міститься в комірці (частота, з якою вона читається, не впливає на термін корисного використання) та ємність блоку масового зберігання (у нашому випадку, з SSD або твердотільного пристрою), в який він встановлений.

Важливість частоти операцій запису очевидна: частота операцій запису в комірці, яка підтримує десять тисяч циклів запису мало використовуваної одиниці, або що зберігає статичні дані, мала. Отже, ця комірка прослужить набагато довше, ніж інша, встановлена ​​на накопичувачі, який використовується для зберігання динамічних даних, значення яких часто змінюються і повинні бути переписані в усі часи.

Важливим, як і банк пам'яті, де дані зберігаються на SSD, є контролер, що міститься в ньому, який функціонує як інтерфейс між SSD диском і комп'ютером. Це контролер, який вирішує, в яких комірках будуть зберігатися дані.

РЕКОМЕНДУЄМО ВАС Виробництво пам’яті DRAM продовжить бути дуже обмеженим у 2018 році

Протягом останніх років, в яких розповсюджувалися SSD, алгоритми, що визначають, якими будуть ці клітинки, були вдосконалені. Нові контролери прагнуть розподілити операції зчитування комірок, доступних на SSD, максимально однорідно, запобігаючи деяким осередкам отримувати набагато більше операцій запису, ніж інші.

У перші дні використання SSD-дисків накопичувачі були відносно невеликими. Диски 1 ТБ доступні сьогодні. Ну а якщо загальна кількість комірок, на які можна розподілити операції запису, значно збільшується, частота, з якою кожна клітина перезаписується, зменшується прямо пропорційно цьому збільшенню.

Звідси важливість ємності SSD щодо його довговічності. Але все-таки пристрої на основі MLC мають набагато коротший термін експлуатації, ніж на основі SLC.

Ще одна важлива відмінність - швидкість, з якою виконуються операції запису. Хоча цього разу операції з читання не заважають. Адже для вимірювання напруги досить застосувати датчик до точок, де є різниця в електричному потенціалі. Але у випадку з написанням справа різна.

Цей тип комірки пам'яті, як видно, може зберігати вісім різних значень (000 ₂ = 010 до 1112 = 710). Просте спостереження є достатнім, щоб показати, що "записати" значення (регулювати рівень напруги) набагато складніше (і, отже, повільніше), коли кількість можливих значень збільшується. І, збільшуючи діапазон напруги, споживання енергії збільшується.

Питання температури

До недавнього часу модулі пам'яті розсіювали тепло, але це ніколи не хвилювало. Однак, коли мова йде про багаторівневу флеш-пам’ять, то вона відрізняється.

Зрештою, вони працюють на високих частотах і використовують відносно високі напруги, два важливих чинника, що стосуються тепловіддачі, а отже, підвищену температуру мікросхеми.

Це особливо делікатно, якщо мова йде про пам'яті MLC, де кількість порогів внутрішніх напруг, що ідентифікують збережене значення, більше.

Це тому, що занадто високі температури можуть перешкоджати цим порогам, що змінює збережене значення і повністю загрожує надійності пам'яті.

РЕКОМЕНДУЄМО ВАС Samsung демонструє свої пам'яті RDIMM 256 Гб

Результат полягає в тому, що категорично не рекомендується зберігати бази цього типу пам'яті при дуже високих робочих температурах. З цієї причини деякі пристрої (наприклад, деякі SSD-диски Samsung) мають датчики температури, які просто сповільнюють запис (показання, як завжди, мало впливають на відведення тепла) у випадках, коли температура вище 70 градусів Цельсія і повертаються до нормальної роботи лише тоді, коли банки охолонуть до цього граничного значення.

Однорівневі спогади (SLC) набагато більш терпимі до високих температур. Це пояснюється тим, що оскільки він може приймати лише один з двох станів, толерантність набагато більша, ніж температура, яка трохи змінює поріг напруги, тому збережене значення не змінюється.

Так, одноклітинні SSD, більш дорогі, але витримують більш високі температури, класифікуються як "промислові", тоді як MLC, які повинні працювати в нижчому температурному діапазоні, класифікуються як "комерційні".

Рекомендований SSD

Corsair Force MP500 - твердотільний накопичувач, 120 ГБ SSD, M.2 PCIe Gen. 3 x4 NVMe-SSD, швидкість читання до 2300 Мб / с Пристрої SSD-дисків CORSAIR NVMe M.2 забезпечують рівень продуктивності в одному форматі Компактний Corsair Force серії LE - твердотільний накопичувач 480 ГБ (SATA 3, 6 Гб / с, TLC NAND) (CSSD-F480GBLEB) зі швидкістю запису 530 Мб / с і швидкістю читання 560 МБ / с; Ємність 480 і швидкість передачі даних Corsair Neutron Xti - 240 Гб на твердому жорсткому диску (серійний ATA III, MLC, 0-70 C, 2, 5 ", -40-85 C), колір чорний y Постійна стабільна продуктивність та дуже висока швидкість передачі даних Samsung 850 EVO - твердий жорсткий диск (250 ГБ, послідовна ATA III, 540 МБ / с, 2, 5 "), чорний накопичувальний накопичувач на 250 ГБ; Послідовна швидкість читання до 540 Мб / с і швидкість запису до 520 МБ / с 63, 26 EUR Samsung 960 EVO NVMe M.2 - твердий жорсткий диск 500 ГБ (Samsung V-NAND, PCI Express 3.0 x4, NVMe, AES 256-розрядна, 0 - 70 С) ємність для зберігання SSD 500 ГБ; Пам'яті Samsung V-NAND, інтерфейс NVMe та контролер Polaris 183, 86 EUR

Висновок

MLC має більший термін корисного використання, ніж TLC, оскільки легше відрізнити 4 можливі стани напруги, ніж 8, які мають менший запас похибки. Ось чому TLC SSD дешевше, і ми знаходимо його в SSD низького та середнього діапазону.

Зараз ми знаємо, що на базі пам'яті MLC SSD-накопичувачі дорожчі, ніж TLC, витримують меншу щільність даних, швидше і витримують більш високі температури, з більш тривалим терміном експлуатації та споживають менше енергії. Що ти думаєш про все? Ви вже розповідаєте свої враження, прочитавши статтю!