Disky SSD s tlc verzus mlc

K veľkému rozmachu flash pamäte došlo medzi rokmi 2004 a 2005, keď kombinácia dvoch faktorov spôsobila rýchly pokles cien za megabajt. Tam, kde si smartfóny a SSD disky všimli zníženie, ale iba plynutie času nás prinútilo mať atraktívnejšie ceny, aj keď v poslednej dobe sa zdá, že nie sú kvôli práci a ceny opäť zvyšujú. Chcete vedieť, aký je rozdiel medzi pamäťami TLC verzus MLC? Vysvetľujeme všetko, čo potrebujete vedieť!

Index obsahu

Jednotky SSD s pamäťami TLC verzus MLC

Prvým bol brutálny nárast výroby a konkurencie medzi výrobcami, ktorí znížili ceny. Okrem gigantov ako Samsung a Toshiba, dokonca aj Intel a AMD investovali veľké množstvo peňazí do výroby flash pamäte.

Druhým bolo zavedenie technológie MLC (Multi-Level Cell), kde každá bunka pokračovala v ukladaní dvoch bitov namiesto jedného. Bolo to možné vďaka použitiu medziobvodu. MLC technológia bola implementovaná viac-menej súčasne rôznymi výrobcami a znížila náklady na megabajt o polovicu, ale namiesto toho to viedlo k flash pamäťovým čipom s nižším výkonom a rýchlejšie degradácii.,

Dnes sú MLC čipy používané na drvivej väčšine USB kľúčov, pamäťových kariet a SSD diskov. Tradičné čipy, ktoré ukladajú jeden bit na bunku, sa nazývali „SLC“ (Single-Level Cell) a vyrábajú sa s cieľom slúžiť trhu s vysokovýkonnými jednotkami SSD (najmä modely určené pre serverový trh). Aj keď sú oveľa drahšie, ponúkajú lepší výkon a sú odolnejšie.

Na druhej strane, máme jednotky vybavené TLC čipmi, ktoré ukladajú tri bity na bunku, a nie dve podobné MLC, a preto znižujú výrobné náklady na gigabajty o viac ako 33%. Na druhej strane, použitie väčšieho medziobvodu vedie k čipom, ktoré sa degradujú rýchlejšie ako MLC.

Rozdiely medzi MLC a TLC

Po pravde povedané, neexistujú žiadne fyzické rozdiely medzi bunkami na MLC a TLC čipe. V obidvoch prípadoch je výrobná technika takmer rovnaká, ale existujú v nich rozdiely… ale aj spôsob programovania čipu. Čím sú MLC a TLC čipy lacnejšie ako SLC, je jednoduchá aritmetika: 16 Gigabajtový NAND čip môže viesť k 16 Gigabajtovým SLC čipom, 32 Gigabajtovým MLC čipom alebo TLC čipom 48 gigabajtov.

Za predpokladu, že celkové náklady na čip sú 24 USD, mali by sme náklady na gigabajt 0, 75 USD na MLC a iba 0, 50 USD na FTA. Ak máte záujem o predaj veľkokapacitných SSD diskov za nízku cenu, bolo by zrejmé, ktorá z týchto dvoch možností by pre vás bola atraktívnejšia.

Veľkým problémom nie je len trvanlivosť, ale aj výkonnosť samotných čipov, ktoré s použitím väčšieho počtu bitov klesajú. Operácia čítania, ktorá trvá 50 µs na MLC čipe, bude trvať 100 µs alebo viac na TLC čipe.

Súčasne operácia zápisu, ktorá zaberá 900 Ms alebo viac na MLC čipe, trvá viac ako 2000 us na TLC, čo má za následok poklesy úmerné rýchlosti čítania a zápisu diskov.

DOPORUČUJEME NAND typy pamäte v SSD: SLC, MLC, TLC a QLC

Najväčším problémom je však trvanlivosť. Životnosť čipov MLC je iba 10 000 cyklov v 50 nm, zatiaľ čo v čipoch TLC je životnosť 2 500 operácií v 50 nm.

Aj pri použití sektorov a iných techník používaných súčasnými ovládačmi na predĺženie životnosti diskov bude 128 GB SSD založený na 25 nm čipoch TLC prenášať iba 96 TB nahrávok počas celej svojej životnosti, čo obmedzuje jeho použitie veľmi. Pre porovnanie, 128 GB disk založený na 34nm MLC čipoch bude mať na disku 640 TB.

Disk MLC by mal relatívne nízku životnosť, ale stále by bol prijateľný, ak vezmeme do úvahy veľké výhody, ktoré ponúka flash pamäť v iných oblastiach. Jednotka TLC by však mala obmedzené využitie av mnohých situáciách by sa mohla vyčerpať po niekoľkých rokoch. Nie sú zlé, dobre? Majú však horšiu kvalitu.

SSD s pamäťou TLC je úplne vhodný pre bežného používateľa. MLC však má vyššiu kvalitu a sú prítomné v hornej časti ponuky výrobcov.

Mnoho výrobcov dokázalo kompenzovať tento pokles výkonu a spoľahlivosti pamäte Flash pomocou lepších ovládačov a použitia vyššieho percenta SSD, ale to nevylučuje ústrednú otázku, že výrobcovia vyrábajú horšie pamäťové čipy typu flash. s každou novou generáciou pokrok iba vo vzťahu k nákladom.

Viacúrovňová bunka (MLC)

MLC je štandard, ktorý dnes používajú jednotky SSD. Skratka predstavuje viacúrovňovú bunku a používa sa na popis NAND flash pamätí, ktoré majú schopnosť ukladať 2 bity údajov na bunku.

TLC je vývoj tejto technológie a umožňuje ukladať 3 bity údajov na bunku, zatiaľ čo v jednej úrovni bunky (SLC) sa ukladá iba jeden bit údajov pre každú bunku. Každá z nich má svoje výhody a nevýhody, ktoré uvidíme ďalej.

Typ MLC je dnes celkom bežný a pozostáva z procesu, ktorý využíva diferencované napätie na vytvorenie dvoch bitov v pamäťovej bunke (teoreticky je možné, aby uložil viac) namiesto jedného, ​​ako v SLC.

Vďaka technológii MLC sa náklady na pamäťové zariadenia flash znížili, dokonca zvýšili ponuku produktov, ako sú USB kľúče a smartphony, za dostupnejšie ceny.

Trojitá bunka (TLC)

Samotný názov to naznačuje: typ TLC ukladá tri bity na bunku, takže objem údajov, ktoré je možné uložiť v jednotke, sa výrazne zvyšuje. Je to posledný štandard, ktorý máme na trhu.

ODPORÚČAME VÁM Špeciálna edícia Corsair Dominator Platinum a LED pomsty

Výkon je však tiež nižší v porovnaní s technológiou MLC, nakoniec dostaneme osem možných hodnôt s tromi bitmi, čo je dôvod, prečo existuje viac rôznych napätí: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 a 111.

Hlavnou výhodou je tu zväčšenie úložného priestoru, pretože pamäte TLC sú zvyčajne pomalšie ako čipy MLC, ktoré majú zase menší výkon ako technológia SLC.

Aj tak sú pamäte TLC a MLC rýchlejšie ako pevné disky, a preto je ich použitie vo väčšine aplikácií možné: v mnohých situáciách nenahrádza pomerne rýchly SSD, ale neponúka kapacitu dostatok úložného priestoru.

Aké sú výhody a nevýhody?

Veľkou výhodou polovodičových diskov s technológiou TLC je ich najnižšia cena. Je to z toho dôvodu, že jednotky s technológiou sú hustejšie a ukladajú viac údajov s rovnakým množstvom miesta. Inými slovami, nakoniec majú vyššiu nákladovú efektívnosť. Ale toto, rovnako ako všetko v živote, má svoju cenu.

Jednotky SSD s technológiou TLC nakoniec nie sú také rýchle alebo odolné ako modely MLC. Preto nie sú určené na profesionálne použitie.

Jednotky SSD s pevným diskom sú skutočne vhodnejšie pre domácich používateľov. U týchto typov používateľov nie je výrazný rozdiel vo výkone, aspoň vo veľkej väčšine prípadov.

Koľko nahrávacích cyklov podporujete bez straty schopnosti ukladať údaje?

Je zrejmé, že počet cyklov zápisu podporovaných bunkou ovplyvňuje jej užitočnú životnosť. Našťastie to však nie je jediný faktor. Existujú ďalšie dve veľmi dôležité: frekvencia, s ktorou sa mení hodnota obsiahnutá v bunke (frekvencia, s ktorou sa odčítava, nemá žiadny vplyv na životnosť) a kapacita veľkokapacitnej pamäťovej jednotky (v našom prípade, zo SSD alebo zariadenia SSD), v ktorom je nainštalované.

Je zrejmá dôležitosť frekvencie operácií záznamu: frekvencia operácií zápisu v bunke, ktorá podporuje desať tisíc cyklov zápisu málo používanej jednotky alebo ktorá ukladá statické údaje, je nízka. Táto bunka preto vydrží omnoho dlhšie ako druhá, nainštalovaná v jednotke, ktorá sa používa na ukladanie dynamických údajov, ktorých hodnoty sa často menia a musia sa neustále prepisovať.

Rovnako dôležitá ako pamäťová banka, kde sú dáta uložené na SSD, je v nej obsiahnutý radič, ktorý funguje ako rozhranie medzi diskom SSD a počítačom. Toto je kontrolér, ktorý rozhoduje, v ktorých bunkách budú dáta uložené.

ODPORÚČAME SI Výroba pamätí DRAM bude v roku 2018 naďalej veľmi obmedzená

Počas týchto posledných rokov, v ktorých sa rozšírili SSD, sa zdokonalili algoritmy, ktoré určujú, čo tieto bunky budú. Novšie riadiace jednotky sa snažia distribuovať operácie čítania buniek dostupných na SSD čo najhomogénnejšie, ako je to možné, čím bránia niektorým bunkám prijímať oveľa viac operácií zápisu ako iné.

V prvých dňoch používania jednotiek SSD boli disky relatívne malé. 1TB disky sú dnes ľahko dostupné. Ak sa celkový počet buniek, do ktorých sa dajú distribuovať operácie zápisu, výrazne zvýši, frekvencia prepísania každej bunky sa zníži priamo úmerne tomuto zvýšeniu.

Preto je dôležitá kapacita SSD, pokiaľ ide o jej dlhovekosť. Avšak zariadenia založené na MLC majú oveľa kratšiu životnosť ako zariadenia založené na SLC.

Ďalším dôležitým rozdielom je rýchlosť, s akou sa vykonávajú operácie zápisu. Aj keď tentoraz operácie čítania nezasahujú. Nakoniec, na meranie napätia stačí použiť snímač v miestach, kde je rozdiel v elektrickom potenciáli. Ale v prípade písania je to iné.

Ako je vidieť, tento typ pamäťovej bunky môže uložiť osem rôznych hodnôt (000 ₂ = 010 až 1112 = 710). Jednoduché pozorovanie postačuje na preukázanie toho, že „zápis“ hodnoty (úprava úrovne napätia) je oveľa zložitejšia (a teda pomalšia), keď sa zvyšuje počet možných hodnôt. A zvyšovaním rozsahu napätia sa zvyšuje spotreba energie.

Problém s teplotou

Až donedávna pamäťové moduly odvádzali teplo, ale nikdy to nebolo znepokojujúce. Pokiaľ však ide o viacúrovňovú flash pamäť, je to iné.

Koniec koncov, pracujú pri vysokých frekvenciách a používajú relatívne vysoké napätie, čo sú dva dôležité faktory, pokiaľ ide o rozptyl tepla, a preto zvyšujú teplotu čipu.

Toto je obzvlášť chúlostivé, pokiaľ ide o MLC pamäte, kde počet prahov vnútorných napätí, ktoré identifikujú uloženú hodnotu, je väčší.

Dôvodom je skutočnosť, že príliš vysoké teploty môžu interferovať s týmito prahovými hodnotami, čo modifikuje uloženú hodnotu a úplne ohrozuje spoľahlivosť pamäte.

DOPORUČUJEME VÁM Spoločnosť Samsung ukazuje svoje 256 GB pamäte RDIMM

Výsledkom je, že rozhodne nie je vhodné, aby sa bázy tohto typu pamäte udržiavali pri veľmi vysokých prevádzkových teplotách. Z tohto dôvodu majú niektoré zariadenia (napríklad niektoré Samsung SSD) teplotné senzory, ktoré jednoducho spomaľujú zápisy (hodnoty ako vždy majú malý vplyv na rozptyl tepla) v prípadoch, keď sú teploty vyššie 70 stupňov Celzia a návrat do normálnej prevádzky je možný iba vtedy, keď banky ochladia pod túto limitnú hodnotu.

Jednoúrovňové spomienky (SLC) sú oveľa tolerantnejšie voči vysokým teplotám. Je to preto, že pretože môže mať iba jeden z dvoch stavov, tolerancia je oveľa väčšia ako teplota, ktorá mierne mení prahovú hodnotu napätia, takže uložená hodnota sa nemení.

Jednobunkové SSD, ktoré sú drahšie, ale odolávajú vysokým teplotám, sa teda klasifikujú ako „priemyselné“, zatiaľ čo MLC, ktoré musia pracovať v nižšom teplotnom rozsahu, sa klasifikujú ako „komerčné“.

Odporúčané SSD

Corsair Force MP500 - Solid State Drive, 120 GB SSD, M.2 PCIe Gen. 3 x4 NVMe-SSD, rýchlosť čítania až 2 300 MB / s Jednotky CORSAIR NVMe M.2 SSD umožňujú úroveň výkonu v jednom formáte Kompaktný disk Corsair Force séria LE - 480 GB (SATA 3, 6 GB / s, TLC NAND) (CSSD-F480GBLEB) s rýchlosťou zápisu 530 MB / sa rýchlosťou čítania 560 MB / s; Úložná kapacita 480 GB a rýchlosť prenosu dát 6 Gbit / s Corsair Neutron Xti - pevný disk s kapacitou 240 GB (Serial ATA III, MLC, 0-70 ° C, 2, 5 ", -40-85 ° C), farba čierna y Stály výkon červený a veľmi vysoké prenosové rýchlosti Samsung 850 EVO - pevný pevný disk (250 GB, sériový ATA III, 540 MB / s, 2, 5 "), čierna úložná kapacita SSD 250 GB; Sekvenčná rýchlosť čítania až 540 MB / sa rýchlosť zápisu až 520 MB / s 63, 26 EUR Samsung 960 EVO NVMe M.2 - pevný disk s pevným diskom 500 GB (Samsung V-NAND, PCI Express 3.0 x4, NVMe, AES 256-bitová, 0 - 70 ° C) 500 GB SSD úložná kapacita; Pamäte Samsung V-NAND, rozhranie NVMe a radič Polaris 183, 86 EUR

záver

MLC má dlhšiu životnosť ako TLC, pretože je ľahšie rozlíšiť 4 možné stavy napätia ako 8, ktoré majú menšiu chybovosť. To je tiež dôvod, prečo je TLC SSD lacnejší a nachádzame ho v SSD s nízkym a stredným dosahom.

Teraz vieme, že SSD založené na pamäti MLC sú drahšie ako TLC, odolávajú nižšej hustote údajov, sú rýchlejšie a vydržia vyššie teploty, s dlhšou životnosťou a spotrebujú menej energie. Čo si myslíš o všetkom? Po prečítaní článku nám už svoje dojmy poviete!