Ssd-diske med tlc vs mlc-hukommelser

Den store flashhukommelsesboom fandt sted mellem 2004 og 2005, da en kombination af to faktorer fik priserne pr. Megabyte til at falde hurtigt. Hvor smartphone- og SSD-diske begyndte at bemærke en reduktion, men kun tidens gang har gjort, at vi har mere attraktive priser, selvom det for nylig ser ud til, at de ikke er på grund af arbejdet, og de hæver priserne igen. Vil du vide, hvad der er forskellen mellem TLC og MLC-minder? Vi forklarer alt hvad du har brug for at vide!

Indholdsindeks

SSD-drev med TLC vs MLC-hukommelser

Den første var den brutale stigning i produktion og konkurrence blandt producenter, der har skubbet priserne ned. Ud over giganter som Samsung og Toshiba har selv Intel og AMD investeret store mængder penge i fremstilling af flashhukommelse.

Den anden var introduktionen af MLC-teknologi (Multi-Level Cell), hvor hver celle fortsatte med at lagre to bit i stedet for kun en. Dette var muligt takket være brugen af ​​mellemspændinger. MLC-teknologi er blevet implementeret mere eller mindre samtidigt af forskellige producenter og har reduceret omkostningerne pr. Megabyte med halvdelen, men i stedet har det resulteret i flashhukommelseschips med lavere ydelse og forringelse hurtigere..

I dag er MLC-chips dem, der bruges i langt de fleste USB-sticks, hukommelseskort og SSD'er. Traditionelle chips, der lagrer en bit pr. Celle, blev kaldt “SLC” (Single-Level Cell) og er produceret med det formål at betjene markedet for højtydende solid state-drev (især modeller beregnet til servermarked). Selvom de er meget dyrere, tilbyder de bedre ydelse og er mere holdbare.

På den anden side har vi enheder udstyret med TLC-chips, der lagrer tre bit pr. Celle i stedet for to lignende MLC'er, og derfor reducerer produktionsomkostningerne pr. Gigabyte med mere end 33%. På den anden side resulterer brugen af ​​flere mellemspændinger i chips, der nedbrydes hurtigere end MLC'er.

Forskelle mellem MLC og TLC

I virkeligheden er der ingen fysiske forskelle mellem cellerne på en MLC- og TLC-chip. I begge tilfælde er produktionsteknikken næsten den samme, men der er forskelle i dem… men også den måde, hvorpå chippen er programmeret. Hvad der gør MLC- og TLC-chips billigere end SLC'er er et simpelt aritmetisk spørgsmål: En 16 gigabyte NAND-chip kan give anledning til en 16 gigabyte SLC-chip, en 32 gigabyte MLC-chip eller en TLC-chip af 48 gigabyte.

Hvis vi antager, at den samlede pris for chippen er $ 24, ville vi have en pris pr. Gigabyte på $ 0, 75 på MLC og kun $ 0, 50 på frihandelsaftalen. Hvis du er en producent, der er interesseret i at sælge SSD'er med stor kapacitet til en lav pris, ville det være indlysende, hvilken af ​​de to muligheder ville være mere attraktiv for dig.

Det store problem er ikke kun holdbarhed, men også ydeevnen for selve chipsene, som aftager med brugen af ​​flere bits. En læseoperation, der tager 50 µs på en MLC-chip, vil tage 100 µs eller mere på en TLC-chip.

Samtidig tager en skriveoperation, der tager 900 µs eller mere på en MLC-chip, mere end 2000 µs på TLC, hvilket resulterer i dråber, der er proportionale med læse- og skrivehastigheden for drevene.

VI ANBEFALER DEG NAND-hukommelsestyper i SSD: SLC, MLC, TLC og QLC

Det største problem er dog holdbarhed. Levetiden for MLC-chips er kun 10.000 cyklusser i 50nm, mens i TLC-chips er levetiden 2.500 operationer i 50nm.

Selv med brug af sektorer og andre teknikker, der bruges af nuværende drivere til at forlænge drevets levetid, vil en 128 GB SSD baseret på 25 nm TLC-chips kun indeholde 96 TB optagelser i hele sin levetid, hvilket begrænser dens anvendelse meget. Til sammenligning vil en 128 GB-disk, der er baseret på 34 nm MLC-chips, bære 640 TB på disken.

En MLC-disk ville have en relativt lav levetid, men stadig acceptabel, hvis vi overvejer de store fordele, som flashhukommelsen tilbyder på andre områder. TLC-drevet ville imidlertid have begrænset anvendelse, og i mange brugssituationer kunne de udtømmes efter flere år. Jeg mener, de er ikke dårlige, okay? Men de er af dårligere kvalitet.

En SSD med TLC-hukommelse er helt egnet til en normal bruger. Men en MLC har højere kvalitet, og de findes i producentens øverste række af serien.

Mange producenter har været i stand til at kompensere for dette fald i flashhukommelsens ydeevne og pålidelighed med bedre drivere og brugen af ​​en højere procentdel af SSD, men det bortfalder ikke det centrale spørgsmål om, at producenter producerer værre flashhukommelseschips. med hver nye generation, der kun gør fremskridt i forhold til omkostninger.

Multi-level Cell (MLC)

MLC er den standard, der bruges af de fleste faststofdrev i dag. Forkortelsen står for Multi-Level Cell og bruges til at beskrive NAND-flashhukommelser, der har evnen til at gemme 2 bit data pr. Celle.

TLC er en udvikling af denne teknologi og giver mulighed for at gemme 3 bits data pr. Celle, mens Single-Level Cell (SLC) kun gemmer en bit data for hver celle. Hver af dem har fordele og ulemper, som vi vil se næste.

MLC-typen er i dag meget almindelig og består af en proces, der bruger differentierede spændinger til at oprette en hukommelsescelle til at gemme to bit (i teorien er det muligt at få den til at gemme mere) i stedet for kun en, som i SLC.

Takket være MLC-teknologi er omkostningerne ved flash-lagringsenheder faldet, endog øget udbuddet af produkter som USB-sticks og smartphones til mere overkommelige priser.

Triple Level Cell (TLC)

Selve navnet angiver det: TLC-typen gemmer tre bit pr. Celle, derfor øges mængden af ​​data, der kan gemmes i enheden, markant. Det er den seneste standard, vi har på markedet.

VI ANBEFALER dig Corsair Dominator Platinum Special Edition og Vengeance LED

Ydeevnen er dog også lavere sammenlignet med MLC-teknologi, vi får trods alt otte mulige værdier med tre bit, hvorfor der er flere spændinger: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 og 111.

Her er den største fordel forøgelsen af ​​lagerpladsen, da TLC-hukommelser normalt er langsommere end MLC-chips, som til gengæld har mindre ydelse end SLC-teknologi.

Alligevel er TLC- og MLC-hukommelser hurtigere end harddiske, hvilket er grunden til, at deres anvendelse er gennemførlig i de fleste applikationer: i mange situationer kompenserer det ikke for at have en ret hurtig SSD, men den tilbyder ikke en kapacitet på nok lagerplads.

Hvad er fordele og ulemper?

Den største fordel ved solid state-drev med TLC-teknologi er i deres laveste pris. Dette skyldes, at drevene med teknologien er tættere, hvilket gemmer flere data med den samme mængde plads. Med andre ord ender de med en højere omkostningseffektivitet. Men dette, som alt i livet, kommer til en pris.

Solid state-drev med TLC- teknologi ender ikke med at være så hurtige eller så holdbare som MLC-modeller. Derfor er de ikke indiceret til professionel brug.

Faktisk er TLC solid state-drev bedre egnet til hjemmebrugere. For disse typer brugere er der ingen mærkbar ydelsesforskel, i det mindste i langt de fleste tilfælde.

Hvor mange optagelsescyklusser understøtter du uden at miste din evne til at gemme data?

Det er tydeligt, at antallet af skrivecyklusser, der understøttes af en celle, påvirker dens brugstid. Men heldigvis er det ikke den eneste faktor. Der er to andre af stor betydning: frekvensen, hvormed værdien indeholdt i cellen ændres (frekvensen, som den læses med, har ingen indflydelse på brugstiden) og kapaciteten på masselagringsenheden (i vores tilfælde, fra SSD eller solid state-enheden), hvori den er installeret.

Betydningen af frekvensen af ​​optagefunktioner er indlysende: hyppigheden af ​​skriveoperationer i en celle, der understøtter ti tusind skrivecyklusser for en lidt brugt enhed, eller som gemmer statiske data, er lille. Denne celle vil derfor vare meget længere end den anden, installeret i et drev, der bruges til at gemme dynamiske data, hvis værdier ofte ændres og skal omskrives til enhver tid.

Så vigtig som den hukommelsesbank, hvor dataene er gemt på en SSD, er den controller indeholdt i den, der fungerer som en grænseflade mellem SSD-disken og computeren. Dette er den controller, der bestemmer, i hvilke celler dataene skal gemmes.

VI ANBEFALER dig Produktionen af ​​DRAM-minder vil fortsat være meget begrænset i 2018

I løbet af de sidste år, hvor SSD'er har spredt, er algoritmerne, der bestemmer, hvad disse celler vil være, blevet perfektioneret. Nyere controllere forsøger at distribuere læseoperationer af de tilgængelige celler på SSD'erne så homogent som muligt og forhindre nogle celler i at modtage meget mere skriveoperationer end andre.

I de tidlige dage med brug af SSD'er var drevene relativt små i kapacitet. 1TB-drev er let tilgængelige i dag. Hvis det samlede antal celler, som skriveoperationer kan distribueres i, øges meget, reduceres frekvensen, som hver celle overskrives med, i direkte forhold til denne stigning.

Derfor er betydningen af SSD 's kapacitet med hensyn til dens levetid. Men stadig har MLC-baserede enheder en meget kortere levetid end SLC-baserede enheder.

En anden vigtig forskel er den hastighed, hvorpå skriveoperationer udføres. Selvom denne gang forstyrrer læsehandlingerne ikke. Når alt kommer til alt er det for at måle en spænding nok at anvende en sensor til de punkter, hvor der er forskel i elektrisk potential. Men i tilfælde af skrivning er tingene anderledes.

Denne type hukommelsescelle kan, som det kan ses, gemme otte forskellige værdier (000 ₂ = 010 til 1112 = 710). Den enkle observation er tilstrækkelig til at vise, at "skrivning" af en værdi (justering af spændingsniveauet) er meget mere kompliceret (og derfor langsommere), når antallet af mulige værdier stiger. Og ved at øge spændingsområdet øges energiforbruget.

Temperaturproblem

Indtil for nylig spredte hukommelsesmoduler varme, men det var aldrig et problem. Når det kommer til flashniveau på flere niveauer, er det imidlertid anderledes.

Når alt kommer til alt fungerer de ved høje frekvenser og bruger relativt høje spændinger, to vigtige faktorer, når det kommer til varmeafledning og derfor øget spåntemperatur.

Dette er især delikat, når det kommer til MLC-hukommelser, hvor antallet af tærskler for interne spændinger, der identificerer den lagrede værdi, er større.

Dette skyldes, at for høje temperaturer kan forstyrre disse tærskler, hvilket ændrer den lagrede værdi og kompromitterer hukommelsens pålidelighed fuldstændigt.

VI ANBEFALER dig Samsung viser sine 256 GB RDIMM-minder

Resultatet er, at det bestemt ikke anbefales, at baserne i denne type hukommelse holdes ved meget høje driftstemperaturer. Af denne grund har nogle enheder (for eksempel nogle Samsung SSD'er) temperatursensorer, der simpelthen bremser skrivningerne (aflæsningerne har som altid kun ringe virkning på varmeafledning) i tilfælde, hvor temperaturer over 70 grader celsius og vender kun tilbage til normal drift, når bankerne køler ned til under denne grænseværdi.

Hukommelser på enkelt niveau (SLC) er meget mere tolerante over for høje temperaturer. Dette skyldes, at fordi det kun kan tage en af ​​to tilstande, er tolerancen meget større end temperaturen, der ændrer spændingstærsklen lidt, så den lagrede værdi ændres ikke.

Enkeltcelle SSD'er, dyrere men modstå højere temperaturer, klassificeres således som "industrielle", medens MLC'er, der skal operere i et lavere temperaturområde, klassificeres som "kommercielle".

Anbefalet SSD

Corsair Force MP500 - Solid State Drive, 120 GB SSD, M.2 PCIe Generation 3 x4 NVMe-SSD, Læshastighed op til 2.300 MB / s CORSAIR NVMe M.2 SSD-drev muliggør et ydelsesniveau i et format Kompakt Corsair Force Series LE - 480 GB Solid State Drive (SATA 3, 6 GB / s, TLC NAND) (CSSD-F480GBLEB) Med skrivehastighed på 530 MB / s og læsehastighed på 560 MB / s; 480 lagringskapacitet og 6 Gbit / s GB dataoverførselshastighed Corsair Neutron Xti - 240 GB solid harddisk (Seriel ATA III, MLC, 0-70 C, 2, 5 ", -40-85 C), Farve Sort y Rød konstant ydelse og meget høje vedvarende overførselshastigheder Samsung 850 EVO - Solid harddisk (250 GB, Seriel ATA III, 540 MB / s, 2, 5 "), sort 250 GB SSD-lagringskapacitet; Sekventiel læsehastighed på op til 540 MB / s og skrivehastighed på op til 520 MB / s 63, 26 EUR Samsung 960 EVO NVMe M.2 - 500 GB solid harddisk (Samsung V-NAND, PCI Express 3.0 x4, NVMe, AES 256-bit, 0 - 70 C) SSD-lagringskapacitet på 500 GB; Samsung V-NAND-minder, NVMe-interface og Polaris-controller 183, 86 EUR

konklusion

MLC har en længere brugstid end TLC, fordi det er lettere at skelne mellem de 4 mulige spændingstilstande end de 8, der har en mindre fejlmargin. Dette er også grunden til at en TLC SSD er billigere, og vi finder den i SSD'er med lavt og mellemlang rækkevidde.

Vi ved nu, at MLC-hukommelsesbaserede SSD'er er dyrere end TLC'er, modstår lavere datatæthed, er hurtigere og kan modstå højere temperaturer, med en længere levetid og forbruge mindre strøm. Hvad synes du om alt? Du fortæller os allerede dine indtryk efter at have læst artiklen!