Disky SSD s pamětí tlc vs. mlc

K velkému rozmachu flash paměti došlo v letech 2004 až 2005, kdy kombinace dvou faktorů způsobila rychlý pokles cen za megabajt. Tam, kde si disky smartphonů a SSD začaly všimnout snížení, ale jen plynutí času nás přimělo k atraktivnějším cenám, i když v poslední době se zdá, že nejsou kvůli práci a ceny opět zvyšují. Chcete vědět, jaký je rozdíl mezi pamětí TLC a MLC? Vysvětlujeme vše, co potřebujete vědět!

Index obsahu

Jednotky SSD s pamětí TLC vs. MLC

Prvním byl brutální nárůst výroby a konkurence mezi výrobci, kteří tlačili ceny dolů. Kromě obrů jako Samsung a Toshiba, dokonce i Intel a AMD investovaly velké množství peněz do výroby flash paměti.

Druhým bylo zavedení technologie MLC (Multi-Level Cell), kde každá buňka uložila dva bity místo jednoho. To bylo možné díky použití meziobvodu. Technologie MLC byla implementována více či méně současně různými výrobci a snížila náklady na megabajt o polovinu, ale místo toho vedla k flash paměťovým čipům s nižším výkonem a rychlejšímu snižování..

Čipy MLC jsou dnes ty, které se používají v naprosté většině jednotek USB, paměťových karet a SSD. Tradiční čipy, které ukládají jeden bit na buňku, se začaly nazývat „SLC“ (Single-Level Cell) a vyrábějí se s cílem sloužit trhu s vysoce výkonnými jednotkami SSD (zejména modely určené pro serverový trh). Ačkoli jsou mnohem dražší, nabízejí lepší výkon a jsou odolnější.

Na druhé straně máme jednotky vybavené TLC čipy, které ukládají tři bity na buňku, spíše než dva jako MLC, a proto snižují výrobní náklady na gigabajt o více než 33%. Na druhé straně, použití více středních napětí vede k čipům, které se degradují rychleji než MLC.

Rozdíly mezi MLC a TLC

Ve skutečnosti neexistují žádné fyzické rozdíly mezi buňkami na čipu MLC a TLC. V obou případech je výrobní technika téměř stejná, ale existují v nich rozdíly… ale také způsob, jakým je čip programován. To, co dělá MLC a TLC čipy levnější než SLC, je jednoduchá aritmetika: 16 Gigabyte NAND čip může vést k 16 Gigabyte SLC čipu, 32 Gigabyte MLC čipu nebo TLC čipu 48 gigabajtů.

Za předpokladu, že celkové náklady na čip jsou 24 USD, měli bychom cenu za gigabajt 0, 75 USD na MLC a pouze 0, 50 USD na FTA. Pokud jste výrobcem, který má zájem o prodej velkokapacitních disků SSD za nízkou cenu, bylo by zřejmé, která z těchto dvou možností by pro vás byla atraktivnější.

Velkým problémem není jen trvanlivost, ale také výkonnost samotných čipů, které klesají s použitím více bitů. Operace čtení, která trvá 50 µs na čipu MLC, bude trvat 100 µs nebo více na čipu TLC.

Současně operace zápisu, která trvá na MLC čipu 900 nebo více sekund, trvá na TLC více než 2 000 µs, což má za následek pokles úměrný rychlosti čtení a zápisu disků.

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

Největším problémem je však trvanlivost. Životnost čipů MLC je pouze 10 000 cyklů v 50nm, zatímco u čipů TLC je životnost 2 500 operací v 50nm.

I s využitím sektorů a dalších technik používaných současnými ovladači pro prodloužení životnosti disků, 128 GB SSD založený na 25nm TLC čipech nese po celou dobu své životnosti pouze 96 TB nahrávek, což omezuje jeho použití velmi. Pro srovnání, 128 GB disk založený na 34nm MLC čipech nese 640 TB na disku.

Disk MLC by měl relativně nízkou životnost, ale přesto by byl přijatelný, pokud vezmeme v úvahu velké výhody, které flash paměť nabízí v jiných oblastech. Jednotka TLC by však měla omezené použití av mnoha situacích by mohla být vyčerpána po několika letech. Myslím, že nejsou špatné, dobře? Jsou však horší kvality.

SSD s TLC pamětí je naprosto vhodný pro běžného uživatele. Ale MLC má vyšší kvalitu a jsou přítomny v horní části sortimentu výrobců.

Mnoho výrobců bylo schopno kompenzovat tento pokles výkonu a spolehlivosti paměti flash pomocí lepších ovladačů a použití vyššího procenta SSD, ale to nevylučuje ústřední otázku, že výrobci vyrábějí horší paměťové čipy flash. s každou novou generací, pokrok pouze ve vztahu k nákladům.

Víceúrovňová buňka (MLC)

MLC je dnes standardem většiny pevných disků. Zkratka je zkratka pro Multi-Level Cell a používá se k popisu NAND flash pamětí, které mají schopnost uložit 2 bity dat na buňku.

TLC je vývoj této technologie a umožňuje ukládat 3 bity dat na buňku, zatímco Single-Level Cell (SLC) ukládá pouze jeden bit dat pro každou buňku. Každý z nich má své výhody a nevýhody, které uvidíme dále.

Typ MLC je dnes docela běžný a sestává z procesu, který používá diferencovaná napětí k tomu, aby paměťové buňky ukládaly dva bity (teoreticky je možné, aby ukládaly více) místo pouze jednoho, jako v SLC.

Díky technologii MLC se náklady na paměťová zařízení Flash snížily, a dokonce zvýšily nabídku produktů, jako jsou USB flash disky a smartphony, za přijatelnější ceny.

Triple-level cell (TLC)

Samotný název to naznačuje: typ TLC ukládá tři bity na buňku, proto se objem dat, které lze v jednotce uložit, výrazně zvyšuje. Je to nejnovější standard, který máme na trhu.

DOPORUČUJEME VÁS Corsair Dominator Platinum Special Edition a Vengeance LED

Výkon je však také nižší ve srovnání s technologií MLC, nakonec získáme osm možných hodnot se třemi bity, což je důvod, proč existuje více různých napětí: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 a 111.

Hlavní výhodou je zvýšení úložného prostoru, protože paměti TLC jsou obvykle pomalejší než čipy MLC, které zase mají menší výkon než technologie SLC.

Přesto jsou paměti TLC a MLC rychlejší než pevné disky, a proto je jejich použití ve většině aplikací životaschopné: v mnoha situacích nekompenzuje rychlé SSD, ale nenabízí kapacitu dostatek úložiště.

Jaké jsou výhody a nevýhody?

Velkou výhodou pevných disků s technologií TLC je jejich nejnižší cena. Je to proto, že jednotky s technologií jsou hustší a ukládají více dat se stejným množstvím místa. Jinými slovy, nakonec mají vyšší nákladovou efektivitu. Ale to, stejně jako všechno v životě, přichází za cenu.

Jednotky SSD s technologií TLC nakonec nejsou tak rychlé nebo odolné jako modely MLC. Proto nejsou určeny pro profesionální použití.

Jednotky SSD v pevné fázi jsou ve skutečnosti vhodnější pro domácí uživatele. U těchto typů uživatelů neexistuje žádný znatelný rozdíl ve výkonu, alespoň ve velké většině případů.

Kolik nahrávacích cyklů podporujete, aniž byste ztratili schopnost ukládat data?

Je zřejmé, že počet cyklů zápisu podporovaných buňkou ovlivňuje její užitečnou životnost. Naštěstí to však není jediný faktor. Existují dvě další velmi důležité: frekvence, se kterou se hodnota obsažená v buňce mění (frekvence, se kterou se odečítá, nemá žádný vliv na životnost) a kapacita velkokapacitní paměťové jednotky (v našem případě, ze SSD nebo zařízení SSD), ve kterém je nainstalován.

Důležitost frekvence operací záznamu je zřejmá: frekvence zápisu operací v buňce, která podporuje deset tisíc zápisových cyklů málo používané jednotky nebo která ukládá statická data, je malá. Tato buňka proto vydrží mnohem déle než druhá, instalovaná v jednotce, která se používá k ukládání dynamických dat, jejichž hodnoty se často mění a musí být neustále přepisovány.

Stejně důležitá jako paměťová banka, kde jsou data uložena na SSD, je v ní obsažený řadič, který funguje jako rozhraní mezi diskem SSD a počítačem. Toto je řadič, který rozhoduje, ve kterých buňkách budou data uložena.

DOPORUČUJEME V roce 2018 bude výroba pamětí DRAM nadále velmi omezená

Během těchto posledních let, ve kterých se rozšířily SSD, byly zdokonaleny algoritmy, které určují, co tyto buňky budou. Novější řadiče se snaží distribuovat operace čtení buněk dostupných na SSD co možná nejhomogenněji, což brání některým buňkám přijímat mnohem více operací zápisu než jiné.

V prvních dnech používání jednotek SSD byly disky relativně malé. 1TB disky jsou dnes snadno dostupné. Pokud je celkový počet buněk, do kterých lze distribuovat operace zápisu, výrazně zvýšen, je frekvence, se kterou je každá buňka přepsána, snížena v přímém poměru k tomuto nárůstu.

Z toho vyplývá význam kapacity SSD, pokud jde o její životnost. Přesto zařízení MLC mají mnohem kratší životnost než zařízení založená na SLC.

Dalším důležitým rozdílem je rychlost provádění operací zápisu. Ačkoli tentokrát operace čtení neinterferují. Koneckonců, pro měření napětí stačí aplikovat senzor v místech, kde je rozdíl v elektrickém potenciálu. Ale v případě psaní je věc jiná.

Jak je vidět, tento typ paměťové buňky může uložit osm různých hodnot (000 ₂ = 010 až 1112 = 710). Jednoduché pozorování postačuje k tomu, aby se ukázalo, že „zápis“ hodnoty (úprava úrovně napětí) je mnohem složitější (a proto pomalejší), když se zvyšuje počet možných hodnot. A zvyšováním rozsahu napětí se zvyšuje spotřeba energie.

Problém s teplotou

Až donedávna paměťové moduly rozptylovaly teplo, ale to se nikdy netýkalo. Pokud však jde o víceúrovňovou flash paměť, je to jiné.

Koneckonců, pracují při vysokých frekvencích a používají relativně vysoké napětí, což jsou dva důležité faktory, pokud jde o odvod tepla, a proto zvýšenou teplotu čipu.

To je obzvláště choulostivé, pokud jde o paměti MLC, kde počet prahů vnitřních napětí, které identifikují uloženou hodnotu, je větší.

Je tomu tak proto, že příliš vysoké teploty mohou rušit tyto prahové hodnoty, což mění uloženou hodnotu a zcela ohrožuje spolehlivost paměti.

DOPORUČUJEME VÁS Společnost Samsung ukazuje své 256 GB paměti RDIMM

Výsledkem je, že rozhodně není vhodné, aby báze tohoto typu paměti byla udržována na velmi vysokých provozních teplotách. Z tohoto důvodu mají některá zařízení (například některá Samsung SSD) teplotní senzory, které jednoduše zpomalují zápisy (hodnoty jako vždy mají malý vliv na odvod tepla) v případech, kdy jsou teploty nad 70 stupňů Celsia a vrátí se k normálnímu provozu, pouze když banky vychladnou pod tuto mezní hodnotu.

Jednoúrovňové paměti (SLC) jsou mnohem tolerantnější vůči vysokým teplotám. Je to proto, že protože může trvat pouze jeden ze dvou stavů, tolerance je mnohem větší než teplota mírně měnící prahovou hodnotu napětí, takže uložená hodnota se nemění.

Jednobuněčné SSD, dražší, ale odolávající vyšším teplotám, jsou tedy klasifikovány jako „průmyslové“, zatímco MLC, které musí pracovat v nižším teplotním rozmezí, jsou klasifikovány jako „komerční“.

Doporučené SSD

Corsair Force MP500 - Solid State Drive, 120 GB SSD, M.2 PCIe Gen. 3 x4 NVMe-SSD, rychlost čtení až 2 300 MB / s Jednotky CORSAIR NVMe M.2 SSD umožňují úroveň výkonu v jednom formátu Kompaktní disk Corsair Force řady LE - 480 GB SSD (SATA 3, 6 GB / s, TLC NAND) (CSSD-F480GBLEB) S rychlostí zápisu 530 MB / sa rychlostí čtení 560 MB / s; Úložná kapacita 480 GB a rychlost přenosu dat 6 Gbit / s Corsair Neutron Xti - 240 GB pevný disk (Serial ATA III, MLC, 0-70 C, 2, 5 ", -40-85 C), barva Černá y Červený stálý výkon a velmi vysoké přenosové rychlosti Samsung 850 EVO - pevný pevný disk (250 GB, sériový ATA III, 540 MB / s, 2, 5 "), černý úložný prostor SSD 250 GB; Sekvenční rychlost čtení až 540 MB / sa rychlost zápisu až 520 MB / s 63, 26 EUR Samsung 960 EVO NVMe M.2 - pevný disk s pevným diskem 500 GB (Samsung V-NAND, PCI Express 3.0 x4, NVMe, AES 256bitová, 0 - 70 ° C) 500 GB SSD úložná kapacita; Samsung V-NAND vzpomínky, NVMe rozhraní a Polaris řadič 183, 86 EUR

Závěr

MLC má delší životnost než TLC, protože je snazší rozlišit 4 možné stavy napětí než 8, které mají menší rozpětí chyb. To je také důvod, proč je TLC SSD levnější a najdeme ho v SSD s nízkým a středním dosahem.

Nyní víme, že SSD založené na paměti MLC jsou dražší než TLC, odolávají nižší hustotě dat, jsou rychlejší a mohou odolávat vyšším teplotám, s delší životností a nižší spotřebou energie. Co si o všem myslíš? Po přečtení článku už nám řeknete své dojmy!