SLC proti MLC proti TLC proti QLC NAND Flash Explained|Vodnik za shranjevanje Fondatop

Nakup diskov SSD po enaki ceni ne zagotavlja enake življenjske dobe. Morda dejansko plačujete za skrito okvaro-nekateri pogoni pet let delujejo kot novi, medtem ko se drugi upočasnijo, zamrznejo ali se nenadoma zrušijo in izgubijo vaše podatke v treh letih. Ne krivite smole. Pravi krivec jeNAND flashvrste (SLC, MLC, TLC ali QLC), skrite v drobnem tisku-dejanske kode življenjske dobe vam proizvajalci ne bodo povedali.

Pozabite na žargon. Tu so trije preprosti triki, s katerimi lahko ugotovite resnično vzdržljivost, se izognete plačevanju polne cene za slabše diske in izberete SSD, ki ga ne boste nikoli obžalovali.

Predstavljajte si bliskovno celico NAND kot zaprt kozarec elektronov. Napetost potisne elektrone noter, ti pa ostanejo brez energije-zaradi tega je pomnilnik-nehlapen. differences-between-slc-mlc-and-tlc-memory

Krmilnik bere podatke z merjenjem nivoja polnjenja: več elektronov pomeni eno vrednost, manj pomeni drugo. Najenostavneje celica odgovarja na eno vprašanje: ali je kozarec več ali manj kot polovica polna? Ta binarni da/ne definira SLC (Single{1}}Level Cell) in podpira vse druge vrste NAND. SLC, MLC, TLC in QLC samo dajejo različne odgovore na isto vprašanje: kolikokrat lahko razdelite kozarec, preden postanejo podatki nestabilni?

Slika aNAND flashcelica kot zaprt kozarec elektronov. Napetost potisne elektrone noter in ti ostanejo brez napajanja-zaradi tega je pomnilnik-nehlapljiv. Krmilnik bere podatke z merjenjem ravni polnjenja: več elektronov pomeni eno vrednost, manj pomeni drugo. Najenostavneje celica odgovarja na eno vprašanje: ali je kozarec poln ali manj kot do polovice? Ta dvojiška datoteka definira SLC (Single-Level Cell) in podpira vse druge vrste NAND. SLC, MLC, TLC in QLC samo drugače odgovarjajo na isto vprašanje: kolikokrat lahko razdelite kozarec, preden postanejo podatki nestabilni?

SLC shrani en bit na celico-kozarec je manj kot do polovice ali več kot do polovice poln. Zaradi te preprostosti je zgornja meja zanesljivosti bliskavice NAND z vzdržljivostjo, ki običajno izvaja 30.000 do 100.000 ciklov programiranja/brisanja, kar daleč presega karkoli drugega tukaj.

Ta vzdržljivost vas-dobesedno stane. En bit na celico pomeni več fizičnih celic na gigabajt, zato je SLC najdražja možnost in je običajno dobavljena z manjšimi zmogljivostmi. Zasluži si svojo ohranitev tam, kjer neuspešno pisanje ne pride v poštev: industrijski nadzor, snemalniki črnih- skrinjic in kritični-sistemi, kjer bi raje plačali več in shranili manj kot tvegali poškodovanje podatkov.

Toda ena tehnologija se tako pogosto trži poleg SLC, da se ju redno zamenjuje-pSLC.

pSLC ni SLC.

začetek.

pSLC je navaden silicij MLC ali TLC, ki namerno deluje v načinu, ki uporablja samo zgornjo in spodnjo napetostno stanje celice-isto dvo-logiko stanj, ki ju SLC uporablja izvorno. To prepolovi uporabno zmogljivost pogona, vendar pomnoži vzdržljivost, ki presega tisto, kar isti čip zagotavlja v izvornem načinu, pri čemer običajno pristane med izvornim MLC in pravim SLC, namesto da bi se popolnoma ujemal s SLC.

Tukaj trženje postane spolzko: ker si pSLC izposodi logiko SLC, ga prodajalci pogosto prodajajo kot "SLC-ekvivalent" ali ga zložijo v linije "industrial grade" brez kvalifikacij. Ni enakovredno. Osnovna celica ima še vedno natančnejšo proizvodno geometrijo silicija MLC ali TLC, zaradi česar je bolj izpostavljena nepričakovanim izgubam moči, navzkrižnim -pogovorom celic in težavam s hrambo podatkov kot celica, zgrajena kot SLC od začetka.

pSLC → MLC

MLC shrani 2 bita na celico, kar krmilniku omogoča razlikovanje med štirimi možnimi napetostnimi stanji namesto dveh. Vzdržljivost običajno pade pri nizkih tisočih ciklov programiranja/brisanja -, kar je jasen korak navzdol od SLC, vendar še vedno pomembno pred TLC.

MLC →TLC

TLC shrani 3 bite na celico in vsako celico razdeli na osem napetostnih stanj. Vzdržljivost običajno doseže nizke tisoče ciklov P/E-opazno zaostaja za MLC-vendar kompromis kupi zmogljivost. TLC je tisto, kar omogoča cenovno dostopne-potrošniške SSD-je in bliskovne pogone.

Zaradi tega je TLC resnična srednja pot: privzeto za vsakodnevno potrošniško shranjevanje, primerno za branje-težke industrijske delovne obremenitve, vendar šibkejše prileganje kamor koli poskrbi za trajno in težko pisanje.

TLC → QLC

QLC shrani 4 bite na celico-šestnajst stanj napetosti v prostoru, ki ga celica SLC uporablja za dve. Ta gostota daje QLC-ju najnižjo ceno na gigabajt in največje zmogljivosti tukaj ter tudi najnižjo vzdržljivost: običajno na stotine do nekaj tisoč ciklov P/E.

Pri arhivskem shranjevanju, medijskih knjižnicah ali kakršni koli-veliki delovni obremenitvi z le občasnim zapisovanjem vzdržljivost le redko postane omejevalni dejavnik. Toda dolgotrajna težka pisanja bodo porabila proračun cikla QLC veliko hitreje, kot kažeta njegova cena in zmogljivost.

Ker je vseh pet vrst opredeljenih posamezno, je tukaj opisano, kako se neposredno zložijo ena proti drugi.

Vrsta NAND	Biti/celica	Običajni obseg cikla P/E	Relativna hitrost branja/pisanja	Relativna cena na GB	Običajno območje zmogljivosti	Najbolj primeren za
SLC	1	~30,000–100,000	Najvišje	Najvišje	Majhen (običajno pod 64 GB)	Industrijski in vesoljski-sistemi,-kritični,-zapisovanje
pSLC	2 (v načinu pSLC)	~10,000–30,000	visoko	visoko	Majhno-srednje	Dolgo{0}}vgrajeni projekti, ki potrebujejo SLC{1}}podobno vzdržljivost po nižji ceni kot pravi SLC
MLC	2	~3,000–10,000	Srednje visoko	Srednje visoko	Majhno-srednje	Uravnotežene industrijske aplikacije z zmernimi zapisovalnimi obremenitvami
TLC	3	~1,000–3,000	Srednje	Srednje–nizko	Srednje-velike	Vsakodnevno potrošniško shranjevanje, beri-težka industrijska uporaba
QLC	4	~100–1,000	Nižje	Najnižja	Velika (največja zmogljivost na dolar)	Arhiviranje, branje-prevladujoče, nizko{1}}zapisovanje-frekvenčno shranjevanje

Hitrost branja/pisanja je močno odvisna od vmesnika in krmilnika, ne le od vrste NAND, zato zgornja uvrstitev odraža tipičen prispevek vsake celične tehnologije k hitrosti-in ne obljub o primerjalnih številkah določenega izdelka.

Tudi ti obsegi niso fiksne konstante. Ista vrsta NAND ima lahko opazno različne ocene vzdržljivosti, odvisno od tega, kdo jo je zgradil in kako.

Dva pogona z oznako »MLC« lahko nosita resnično različne ocene P/E-en prodajalec oceni svojega na 3000 ciklov, drugi na 10.000 in oba sta lahko točna. Razlika je v procesnem vozlišču, moči ECC in v tem, kako konzervativno vsak prodajalec ocenjuje svoj izdelek. Zrel postopek ali agresiven ECC lahko podaljša-vzdržljivost v resničnem svetu precej dlje od tistega, kar pomeni gola oznaka NAND.

Poleg razlik v kategorijah so se številke v zadnjih nekaj letih spremenile tudi zaradi strukturnih razlogov-sama tehnologija NAND se je spremenila.

Do zdaj je vse predvidevalo ravno, eno-plastno celico. Proizvajalci so leta povečevali gostoto s krčenjem procesnih vozlišč in pakiranjem celic bližje skupaj na eni ravnini. Ta pristop je naletel na zid: manjše, tesno stisnjene celice skoraj niso pustile prostora za napake.

3D NAND je spremenil igro z zlaganjem celičnih plasti navpično, namesto da bi jih vodoravno krčil. Proizvajalci lahko zdaj povečajo zmogljivost z dodajanjem plasti, namesto da bi v že tako utesnjen odtis stiskali več napetostnih stanj. Čeprav to ne odpravlja menjave-na-celico-od-celice 3D QLC še vedno razlikuje 16 napetostnih stanj-daje današnjim pogonom TLC in QLC veliko bolj prizanesljivo geometrijo celice. Ta strukturni premik pojasnjuje, zakaj sodobna TLC in QLC NAND ponujata znatno boljšo zanesljivost kot desetletja-stara ploščata sorodnika.

Navpično zlaganje znižuje stroške in dolgoročno vzdržljivost-. Vendar pa se potrošniki pogosto srečujejo s popolnoma drugačno težavo dnevne učinkovitosti-, ki nima nobene zveze s plastmi.

Najprej razčistite pogosto zmedo: predpomnjenje SLC in psevdo-SLC (pSLC) nista ista stvar, čeprav oba izvajata celice v eno-bitnem načinu.

Predpomnjenje SLC je začasna funkcija delovanja v potrošniških pogonih TLC in QLC. Krmilnik piše v del pogona z uporabo samo dveh stanj napetosti namesto osmih ali šestnajstih, kar ustvarja hitre izbruhe hitrosti. Ko se ta majhen predpomnilnik napolni med velikimi prenosi, hitrost zapisovanja močno pade, ko se pogon vrne v izvorni način TLC ali QLC. Ta predpomnilnik trajno ne žrtvuje ničesar-samo začasno si izposodi zmogljivost, da pospeši vsakodnevna opravila.

V nasprotju s tem je pSLC stalna konfiguracija. Proizvajalci celoten pogon zaklenejo v eno-bitni način za celotno življenjsko dobo. To trajno zmanjša skupno zmogljivost, vendar zagotavlja visoko vzdržljivost in enakomerne hitrosti pisanja, potrebne za industrijske in vgrajene projekte.

Isti trik, različni cilji: predpomnjenje SLC si izposodi prostor za kratka povečanja hitrosti, medtem ko pSLC za vedno zamenja zmogljivost za izjemno dolgoživost.

Zdaj ostaja pravo vprašanje: kako izbrati pravo vrsto SSD za vaše specifične potrebe?

Če poznate svojo pogostost zapisovanja, kako kritični so podatki in zgornjo mejo proračuna, vas bo zgornji diagram poteka v nekaj sekundah usmeril na začetno kategorijo. Spodnji trije razdelki prikazujejo razloge za vsako vejo.

Izberite visoko{0}}shrambo (SLC ali pSLC), če vaša aplikacija:

Nenehno zapisuje podatke namesto občasnega shranjevanja.

Ne morete si privoščiti poškodovanja podatkov ali okvare med nenadno izgubo električne energije.
Deluje v kritičnih sistemih (kot so 24/7 zapisovalniki podatkov ali vgrajeni krmilniki), kjer je zamenjava polja draga.
Zahteva-dolgoročno stabilnost oskrbe z enakimi komponentami več let.

SLC proti pSLC:

Izberite pravi SLC za največjo zanesljivost ne glede na ceno.
Izberite pSLC, da občutno znižate stroške in hkrati ohranite skoraj{0}}trpežnost SLC.

Če vaša delovna obremenitev zahteva manj pogosto pisanje ali nižjo zanesljivost, razmislite o srednje{0}}možnostih, preden plačate višje cene.

Ta kategorija ustreza aplikacijam, ki redno zapisujejo podatke,-kot so terminali POS, omrežna oprema in-vgrajeni sistemi srednjega razreda. Potrebujejo veliko večjo zanesljivost, kot jo ponujajo maloprodajni diski SSD, vendar nimajo proračuna za cene na ravni SLC{3}}.

Če kupujete v tem obsegu, bodite pozorni na eno ključno past: industrijski TLC ni potrošniški TLC.

Medtem ko oba uporabljata isto tri-črkovno oznako, ima industrijski-TLC specializirano vdelano programsko opremo in kvalifikacije za širša temperaturna območja in dosledne hitrosti pisanja. Nikoli ne presojajte resnične vzdržljivosti SSD-ja samo po oznaki "TLC".

Če vaša delovna obremenitev vključuje večinoma branje z občasnim pisanjem, dajte prednost proračunu in zmogljivosti pred visoko vzdržljivostjo.

Consumer TLC zlahka obvlada vsakodnevna pisarniška opravila, splošno računalništvo in priložnostne igre.
QLC je smiseln za medijske knjižnice, arhivsko shrambo in pogone za varnostno kopiranje, kjer je zmogljivost-na-dolar najpomembnejša-dokler je zapisovanje malo.

Izogibajte se QLC-ju pri dolgotrajnih, velikih delovnih obremenitvah pisanja, kot so urejanje videa 4K/8K ali strežniške aplikacije. Neprekinjeno pisanje velikih datotek hitro izčrpa omejen proračun QLC-jevega cikla pisanja.

Ne pozabite: predpomnjenje SLC močno narekuje dnevno delovanje. Težki prenosi se bodo zmanjšali na izvorne hitrosti, ko bo predpomnilnik napolnjen.

Kako torej preverite, ali SSD, ki ga kupite, dejansko ustreza trditvam prodajalca?

SSD-ja vam ni treba razstaviti, da preverite njegovo notranje zdravje. Večina pogonov izpostavlja atribute SMART, ki razkrivajo-obrabo in vzdržljivost v realnem svetu.

Osredotočite se na dve kritični meritvi:

Total Bytes Written (TBW): Sledi skupnim podatkom, obdelanim v življenjski dobi pogona.
Odstotek preostale življenjske dobe (štetje izravnave obrabe): Oceni preostalo ocenjeno vzdržljivost.

Medtem ko meritve SMART ne navajajo neposredno vrste NAND, pomagajo-preveriti trditve dobaviteljev. Hitri padci zdravja po minimalnem pisanju kažejo na slabšo strojno opremo.

Nato zahtevajte uradni podatkovni list za natančno številko dela-ne le za serijo izdelka. Zakonit podatkovni list določa vrsto NAND, oceno cikla P/E in krmilnik.

Kontrolni seznam za preverjanje v 3 korakih

Preberite podatke SMART za merjenje dejanske obrabe pogona.
Pridobite podatkovni list s točno-številko dela, da preverite uradne specifikacije.
Navzkrižno-preveriteVrsta NANDin ocenite glede na trditve vašega dobavitelja.

Preverjanje tehničnih podatkov ščiti vašo naložbo, vendar izgradnja dolgoročne-zanesljivosti zahteva odprto komunikacijo z zaupanja vrednim dobaviteljem prostora za shranjevanje, kot je Fondatop.

BOM (Bill of Materials) ključavnica je dobaviteljeva zaveza, da bo vsaka komponenta-vključno z natančnim pomnilnikom NAND-enaka v celotni proizvodni seriji, kar preprečuje tihe zamenjave delov. Za več-letne projekte je zaklepanje BOM pomembno toliko kot sama vrsta NAND.

Potencialnim dobaviteljem postavite štiri neposredna vprašanja:

Ali zagotavljate zaklepanje kosovnice in za koliko časa?
Ali nas boste obvestili, preden naredite kakršne koli spremembe NAND ali komponente?
Ali lahko zagotovite originalni podatkovni list za čip NAND, ne le lista izdelka z novo blagovno znamko?
Ali lahko sledimo fizičnim oznakam čipa neposredno nazaj na ta podatkovni list?

Oklevanje ali nejasni odgovori razkrivajo nezanesljive dobavitelje.

Povzetek hitre izbire

SLC / pSLC: bistvenega pomena za-kritične sisteme in zapisovalnike 24/7.
MLC/industrijski TLC: idealno za-industrijske naprave srednjega razreda, ki potrebujejo uravnoteženo vzdržljivost in ceno.
Potrošniški TLC / QLC: najboljše za branje-težka potrošniška opravila, varnostno kopiranje in shranjevanje medijev.

"Najboljši" NAND je vedno odvisen od frekvence zapisovanja, kritičnosti podatkov in proračuna. Vedno preverite podatke SMART in zahtevajte zaklenjeno kosovnico, preden se odločite za veliko-sestavo.

V: Kakšna je razlika med SLC in pSLC?

O: SLC je namensko-zgrajen za shranjevanje enega bita na celico. pSLC je standardni silicij MLC ali TLC, ki namerno deluje v načinu dveh-stanj, kar zmanjša uporabno zmogljivost za približno polovico v zameno za večjo vzdržljivost. Geometrija osnovne celice je še vedno MLC ali TLC, tako da se pSLC ne ujema popolnoma z resničnim SLC glede hrambe podatkov ali odpornosti-na izgubo energije, čeprav je precej bližje z nižjo ceno na gigabajt

V: Ali je TLC SSD dovolj dober za vsakodnevno uporabo/igre?

O: Da, za večino ljudi. Potrošniški pogoni TLC brez težav opravljajo vsakodnevna opravila, igranje iger in splošno pisarniško delo. Dobro zdržijo pod-velikimi delovnimi obremenitvami, tako je dejansko videti večina osebnih računalnikov. Tam, kjer TLC začne kazati svoje meje, se vzdržuje, velike-delovne obremenitve pisanja datotek potekajo neprekinjeno skozi čas. Za osebni stroj je malo verjetno, da boste dosegli to zgornjo mejo.

V: Kako dolgo traja QLC SSD?

O: Za tipično potrošniško uporabo dlje, kot večina ljudi pričakuje. Pogon QLC z zmogljivostjo 1 TB z zmogljivostjo 180 TBW bi potreboval približno 180 GB zapisov na dan, da bi se v enem letu obrabil, povprečni uporabniki pa pišejo veliko manj od tega. Velike delovne obremenitve s stalnim zapisovanjem velikih-datotek so izjema, kjer nižji cikel proračuna QLC postane resnična omejitev in ne teoretična.

V: Kaj dejansko pomeni cikel P/E ali TBW za resnično -življenjsko dobo?

O: Cikel AP/E je en celoten program-in-prepust za brisanje celice NAND. TBW to pretvori v kumulativno količino pisanja, ki naj bi jo vaš disk lahko prenesel, preden vzdržljivost ni več zagotovljena. Nobena številka ne napove točnega datuma okvare, obe pa vam dajeta referenčno točko za primerjavo pogonov in določanje velikosti pravega izdelka glede na vaše dejanske pisalne navade.

V: Zakaj se nekateri diski SSD po močnem pisanju upočasnijo? (razloženo predpomnjenje SLC)

O: Večina potrošniških pogonov TLC in QLC rezervira majhen del celic, da delujejo kot medpomnilnik za hitro zapisovanje, pri čemer te celice zaradi hitrosti izvajajo v eno-bitnem načinu. Ko se ta vmesni pomnilnik napolni, se pogon vrne na pisanje v izvornem načinu TLC ali QLC, ki je počasnejši. Ta padec hitrosti med velikimi, trajnimi prenosi datotek je posledica tega, da predpomnjenju SLC zmanjkuje prostora, in ne napaka.

V: Ali višja cena vedno pomeni boljši NAND flash?

O: Ne vedno. Cena odraža vrsto NAND, zmogljivost, kakovost krmilnika, vdelano programsko opremo in maržo blagovne znamke, ti dejavniki pa se ne gibljejo vedno skupaj. Višji-cenovni potrošniški pogon QLC večje blagovne znamke morda ne bo preživel dlje-industrijskega pogona MLC srednjega cenovnega razreda v-zapisovalno zahtevnem okolju. Pravo vprašanje je, ali se nazivna vzdržljivost in specifikacije delovanja ujemajo z vašo dejansko delovno obremenitvijo, ne pa, ali je cena višja.