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一篇文章告诉你SLC、MLC、TLC和QLC究竟有啥区别?

duanxufen| 2019-1-28 18:19 阅读 84 评论 0

  大家知道QLC颗粒是什么?有什么优势么?

  

  说起来,存储单元是硬盘的核心元件,选择SSD实际上就是在选择存储颗粒。那SLC、MLC、TLC和QLC这几种存储颗粒究竟存在什么区别呢?Ci妹这就来告诉大家。

  由于闪存颗粒中存储密度存在差异,所以闪存又分为SLC、MLC、TLC和QLC。简单的说,NAND闪存的基本原理,QLC容量大,但性能也变差了。

  

  SLC:每个Cell单元存储1bit信息,也就是只有0、1两种电压变化,结构简单,电压控制也快速,反映出来的特点就是寿命长,性能强,P/E寿命在1万到10万次之间,但缺点就是容量低而成本高,毕竟一个Cell单元只能存储1bit信息。

  MLC:每个cell单元存储2bit信息,需要更复杂的电压控制,有00,01,10,11四种变化,这也意味着写入性能、可靠性能降低了。其P/E寿命根据不同制程在3000-5000次不等。

  TLC:每个cell单元存储3bit信息,电压从000到001有8种变化,容量比MLC再次增加1/3,成本更低,但是架构更复杂,P/E编程时间长,写入速度慢,P/E寿命也降至1000-3000次,部分情况会更低。寿命短只是相对而言的,通常来讲,经过重度测试的TLC颗粒正常使用5年以上是没有问题的。

  QLC或者可以叫4bit MLC,电压有16种变化,但是容量能增加33%,就是写入性能、P/E寿命与TLC相比会进一步降低。具体的性能测试上,美光有做过实验。读取速度方面,SATA接口中的二者都可以达到540MB/S,QLC表现差在写入速度上,因为其P/E编程时间就比MLC、TLC更长,速度更慢,连续写入速度从520MB/s降至360MB/s,随机性能更是从9500 IOPS降至5000 IOPS,损失将近一半。

  Ci妹举个栗子:我们假设1bit的数据是一辆小汽车,那NAND闪存就是几种不同类型的停车场。

  

  SLC闪存的停车场一次只能停一辆车,这辆车来去自如,效率很高,也不容易出现错误,但由于停车场的使用效率不高,所以寿命长,成本相对较高。

  MLC一次可以停放两辆车,这就需要调度,速度就会稍慢,但空间使用率提高了,所以寿命也会变短一点。

  TLC属于三辆车可以同时停在同一个停车场,车辆进出的调度也就更复杂,速度稍慢,容易出现错误。因为多次使用,寿命就更短。QLC是一次可以停放4辆车,同理,能停放的车辆多了,成本自然是降下来了,不过寿命也会相应减短。

  虽然可靠性会有降低,但是随着NAND技术的进步,P/E寿命是会提升的,之前TLC已经得到验证,相信QLC也会如此。所以QLC若是大规模量产,那SSD的写入速度将可达到200-300MB/s左右,而且5000+的随机写入性能依然高于HDD硬盘,容量也可达到10-100TB的数量级。

  目前市面上能自主生产颗粒的厂家有:三星、现代、美光、东芝,目前几乎所有正规SSD使用的都是这几家合格的原厂颗粒。至于主控呢,我们下次再说~下面是Ci妹的广告时间,问:如何买到保质保量的原厂正规硬盘?认准十次方线上平台准没错。所有商品保证原厂供货,企业采购价格更优!

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