在U盘、SSD等固态存储产品中,闪存芯片颗粒是核心,其关乎产品成本、寿命以及速度。闪存芯片颗粒主要有三种类型,分别为SLC、MLC、TLC,三者之间的区别,如下:SLC、MLC、TLC闪存芯片颗粒区别介绍
1、SLC = Single-Level Cell ,即1bit/cell,速度快寿命长,价格贵(约MLC 3倍以上的价格),约10万次擦写寿命;
2、MLC = Multi-Level Cell,即2bit/cell,速度一般寿命一般,价格一般,约3000—10000次擦写寿命。
3、TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell,也有Flash厂家叫8LC,速度慢寿命短,价格便宜,约500-1000次擦写寿命。
4、QLC = Quad-Level Cell,即4bit/cell, 四层式存储单元,QLC闪存芯片颗粒有着比TLC更高存取时间,与此同时价格上对比TLC变低,优点就是能将容积做出来的更高,价格上变低,缺点便是P/E使用寿命较短,最初基础理论可读写频次仅150次,但随着技术和工艺的进步现在已提升了近十倍。
固态硬盘简介:固态硬盘(Solid State Drives),简称固盘,固态硬盘(Solid State Drive)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。被广泛应用于[敏感词]、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。
其芯片的工作温度范围很宽,商规产品(0~70℃)工规产品(-40~85℃)。虽然成本较高,但也正在逐渐普及到DIY市场。由于固态硬盘技术与传统硬盘技术不同,所以产生了不少新兴的存储器厂商。厂商只需购买NAND存储器,再配合适当的控制芯片,就可以制造固态硬盘了。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口、CFast接口和SFF-8639接口。
随着互联网的飞速发展,人们对数据信息的存储需求也在不断提升,现在多家存储厂商推出了自己的便携式固态硬盘,更有支持Type-C接口的移动固态硬盘和支持指纹识别的固态硬盘推出。
MLC和TLC的区别是成本不同,闪存粒子最早只是SLC技术粒子,为了降低成本,制造商开发了MLC颗粒,为了进一步降低成本,制造商开发了TLC颗粒,因此TLC的成本低于MLC,性能也是不同的,闪存颗粒本质上是一块指甲大小的硅板,通过极紫外光将其雕刻成数十亿纳米级存储单元,新一代TLC颗粒在性能上优于MLC。
TLC和MLC是两种不同的硬盘粒,在正常条件下,MLC的使用寿命比TLC长,MLC在读写速度上比TLC硬盘快,而且TLC硬盘在长时间使用后会失去速度,但在正常家用中它们之间的差异并没有那么大,MLC在各方面都优于TLC硬盘,但同等容量的MLC硬盘在价格上要高于TLC硬盘,在选择固态硬盘时需要考虑用户的具体用途和预期预算,对于大多数用户来说TLC固态硬盘不仅价格便宜,而且足够日常使用。
关于QLC
在这个互联网时代,游戏、电影、照片等数据越来越大,硬盘容量将会面临着前所未有的挑战。虽然传统的机械硬盘可以解决容量问题,但是速度太慢,体验糟糕,并不是最优的个人存储解决方案。
我们渴求大容量的SSD,不过超过TB大容量SSD动不动就几千元的售价,对于支付能力有限用户实际上没有意义。SSD的成本主要来源于闪存,在TLC闪存能够实现TB容量可惜价格未能降下来。只有不断开发新类型的闪存,解决容量与价格的矛盾,才能让SSD真正在大数据时代发挥应有作用。
这时,QLC 闪存就应运而生, 目前,东芝和西数先后宣布成功开发基于四比特单元3D NAND闪存芯片,即QLC闪存,这也意味着QLC SSD将要来临。那么,它与TLC闪存又有什么区别,能否取代TLC成为SSD主流闪存之选?
什么是TLC 以及QLC闪存?
TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell(每个Cell单元储存3个数据,有8个状态,具体如上图,有八种不同电压状态)。主要特点:成本低,容量大,但速度慢,寿命短,约500-1000次擦写寿命。但随着技术的成熟,寿命问题已经得到改善(约1500-2000次擦写寿命),并成为目前闪存颗粒中的最主流产品。
QLC=Quad-Level Cell,即4bit/cell(每个Cell单元储存4个数据,有16个状态,具体如上图,有十六种不同电压状态)。相比于TLC来说,成本比更低,容量更大,而可靠、稳定性及寿命则更差些(此前几年预计的理论可擦写100-150次),不过目前东芝宣称,他们的QLC NAND拥有多达1000次左右的P/E编程擦写循环,几乎已经和TLC闪存旗鼓相当。
注:每Cell单元存储数据越多,单位面积容量就越高,但同时导致不同电压状态越多,越难控制,导致颗粒稳定性越差,寿命低,利弊都有。
不得不承认,TLC闪存的出现大大提升了SSD的容量,并在一定程度上降低了SSD的价格。不过,依旧没解决SSD价格的难题,大容量SSD仍旧贵。小容量SSD+大容量HDD的存储方案,终究没有单纯大容量SSD来得好。
当QLC 闪存的诞生,也许既廉价又拥有超大容量的SSD,从理想变为现实。
QLC与TLC之间的区别:
1、寿命
前段时间,东芝称其QLC NAND拥有多达1000次左右的P/E编程擦写循环,打破100-150次魔咒,可以与TLC闪存颗粒寿命想媲美。如果真的达到这个标准,那么QLC SSD就能够“理直气壮”进入市场了。
1000次寿命,对于普通人来说,也没有那么可怕。一般人平均每天的写入量很少能超过10GB,那么我们就假设是10GB,120GB QLC SSD,写入寿命达到120 TB。假设写入放大系数则假定为3,甚至5,那么三年之内,很难写坏它。且QLC闪存拥有高容量,也意味着其在QLC驱动器中可通过超额配置以延长产品本身的有效寿命。
目前TLC SSD在质保期普遍达到3年,有的质保期甚至达到5年。那么QLC 寿命问题又有什么好担心?
2、稳定性 QLC闪存是存储4位电荷,有16种状态,而TLC存储3位电荷,有8种状态 。这意味着QLC闪存单位存储密度更大,是TLC的2倍,单颗芯片可达到256GB甚至512GB。但是,也因如此,QLC闪存的电压更难控制,干扰更复杂,而这些问题都会影响QLC闪存的性能、可靠性及稳定性。不过TLC的这个活生生的案例在前面,解决起来会更容易一些。
3、成本 虽然QLC只是在TLC的电子单元内增加了一个比特位,但其所要求的技术含量却非常高。因为不仅要在原有的基础上增加一个比特单位,还需要双倍的精度才能保有足够高的稳定性以及性能。不过,一旦解决了所有技术上的难题,随着SSD容量的大幅增加,其所需要的单位成本也会相应降低。
4、容量 东芝的QLC的技术已经可以实现每闪存颗粒768Gb(96GB)的容量,相比之TLC颗粒的 512Gb有了更大提升。如果采用16颗粒封装,那么可以实现单颗芯片封装达到1.5TB的容量,容量达到目前单颗[敏感词]。如果一块SSD采用八颗这样的新品,总容量可以达到惊人的12TB。
写在最后:
虽说目前QLC 闪存也只是这几年正式出现在人们的视线中,其在速度、寿命、稳定性等方面可能会比TLC差,但是更便宜的成本、更大容量的优势是无法忽视的。随着技术的不断发展和成熟,QLC就像当年TLC一样从不被接纳到广泛认可也是早晚的事情,
其实不管是TLC还是QLC,只要价格够便宜,容量够大,速度够快,寿命有保障,总会获得消费者的喜欢,赢得属于自己的市场份额。
而对于HDD来说,QLC的出现将带来更大的威胁。或许真正QLC SSD普及之时,才是HDD 跟我们Say byebye之时。
固态硬盘寿命杀手究竟是谁?
与其担心写入量的问题会影响固态硬盘寿命,不如担心一下固态硬盘寿命的真正杀手——过热和突然断电。因为固态硬盘是用电信号擦除写入数据,所以突然断电对固态硬盘来说非常严重的事情,频繁的突然断电可能会导致数据丢失,包括已写入保存的数据!这和机械硬盘是有本质区别的。所谓突然断电,比如说停电、硬关机这类都属于断电范畴。
另一个寿命杀手就是过热了,固态硬盘其实耐热能力不如机械硬盘,过热会极大缩短固态硬盘中闪存颗粒的寿命,这是因为电子芯片会因为过热产生一种叫做电子迁移的现象,说白一点就是加速老化,从物理结构上造成不可逆的寿命损伤,如果长时间高强度使用固态硬盘,再加上散热工作不到位,就很容易造成固态硬盘过热,就小编的看法,这远比关心闪存颗粒的擦写次数更值得关注。
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