Mlc vs tlc: MLC, TLC или QLC — что лучше для SSD? (а также о V-NAND, 3D NAND и SLC)
Полный гайд по SSD-накопителям: SATA, M.2, QLC, TLC, MLC, NVMe, mSATA, 3D NAND… | SSD-накопители | Блог
https://c.dns-shop.ru/thumb/st4/fit/760/456/6416b482f38ccc50b0f3eda44ef7b031/q93_e9048f1090cf4a386d13922b0607c7209344b7d9accbfffe3f55fe4ce410b657.jpg Полный гайд по SSD-накопителям: SATA, M.2, QLC, TLC, MLC, NVMe, mSATA, 3D NAND… Полный гайд по SSD-накопителям: SATA, M.2, QLC, TLC, MLC, NVMe, mSATA, 3D NAND… 2020-08-14T05:44:06+00:00 2020-08-16T04:08:31+00:00 2020-08-14T05:44:00+00:00 DNS editor
SSD
видео
SSD-накопитель
SSD M.2
как выбрать
Клуб DNS
https://club.dns-shop.ru/images/club-logo.png
Полный гайд по SSD-накопителям: SATA, M.2, QLC, TLC, MLC, NVMe, mSATA, 3D NAND…
SSD-накопитель – является если не сердцем, но как минимум легкими, которые позволяют ПК свободно дышать и шустро работать. Но что нужно знать перед покупкой? Как правило SSD — это нарицательное слово и рядовые пользователи не вдаются в подробности характеристик.
Мы решили это исправить и подготовили для вас полный гайд по SSD-накопителям. Рассказываем что такое SSD, каких бывают типов и скоростей, какие есть виды памяти и многое другое. Приятного просмотра.
52,7.74z’></path><path fill=#fff d=’M 45,24 27,14 27,34′></path></svg></a>» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
что такое «SLC», «MLC», «TLC», «QLC» и «PLC»?
В зависимости от задействованной технологии, микросхемы памяти «NAND» различаются плотностью хранения данных. Читайте о твердотельных накопителях с разными вариантами используемых видов памяти. Какие у них характеристики и чем они отличаются.
Содержание:
Введение
Твердотельные накопители значительно улучшают общую производительность персональных компьютеров, позволяя существенно сократить время загрузки операционной системы, и повышают общее быстродействие, превращая, укомплектованные данным типом хранилища, компьютеры в высокоскоростные. Но когда пользователи непосредственно выбирают для своего устройства конкретную модель накопителя «SSD», то часто приходится сталкиваться с различными специализированными терминами, такими как «SLC», «SATA III», «NVMe», «M.
2» и т.д. Не многие пользователи знают определение данных терминов и далее в нашем руководстве мы подробнее остановимся на некоторых основных понятиях.
Несколько слов о ячейках
Современные модели твердотельных накопителей «SSD» используют для хранения информации энергонезависимую флэш-память формата «NAND», в свою очередь полностью состоящую из ячеек памяти. Это базовые блоки, на которые записываются любые цифровые данные в «SSD». Каждая ячейка памяти способна принимать определенное количество битов, которые зарегистрированы на устройстве хранения как «1» или «0».
В зависимости от задействованной технологии, микросхемы памяти «NAND» различаются плотностью хранения данных, и далее мы рассмотрим твердотельные накопители с разными вариантами используемых видов памяти, выделенными в отдельную характеристику.
Запоминающее устройство «SSD» с одноуровневыми ячейками («SLC»)
Основным типом твердотельного накопителя является «SSD» с микросхемой «NAND», внутренняя организация которой реализована посредством использования одноуровневых ячеек («Single-Level Cell», сокращенно «SLC»).
Технология «SLC» обеспечивает плотность хранения данных один бит на ячейку памяти. Это немного, но у данной организации есть отдельные неоспоримые преимущества. Во-первых, твердотельные накопители, выполненные по технологии «SLC» – это самый быстрый тип запоминающего устройства «SSD» из всех доступных вариантов. Они также более долговечны и менее подвержены развитию ошибок, поэтому считаются наиболее надежными среди всех видов твердотельных дисков.
Твердотельные накопители «SSD» на основе «SLC» в первую очередь популярны в корпоративных средах, где потеря данных неприемлема и может привести к значительным тратам, а надежность запоминающих является ключевым фактором. Технология «SLC» существенно повышает конечную стоимость накопителя, особенно в пересчете цены за единицу дискового пространства, и носители данных на ее основе обычно не доступны для обычных потребителей. Для сравнения, на «Amazon» доступен для приобретения твердотельный накопитель «SSD», выполненный по технологии «SLC» с емкостью «128 ГБ», и его конечная цена равна стоимости запоминающего устройства «SSD» с объемом памяти «1 ТБ», изготовленного по технологии «TLC NAND».
Поэтому, если пользователям предлагается потребительский твердотельный накопитель «SSD» с технологией плотности хранения данных «SLC», то, вероятно, он имеет другой тип памяти «NAND» и просто дополнен кэшем «SLC» для повышения производительности.
Твердотельный накопитель «SSD» с многоуровневыми ячейками («MLC»)
Конкретное понятие «многоуровневые», применительно к твердотельным накопителям, выполненным на основе «NAND – памяти» с многоуровневой ячейкой («Multi-Level Cell», сокращенно «MLC»), не особо точно отображает смысл определения и создает ложное впечатление о доступной плотности данных. Как можно было бы сделать вывод из названия, организация пространства ячейки должна поддерживать много уровней, однако она ограничивается только двумя битами на ячейку, что конечно превышает количество битов ячейки «SLC» в два раза, но не является слишком большим значением. Схема озаглавливания примененной технологии плотности данных не предполагала ориентацию на будущее развитие, поэтому и был выбран данный формат названия.
Скорость взаимодействия с данными у накопителей «MLC» несколько ниже, по сравнению с «SLC», поскольку для записи двух битов в ячейку требуется больше времени, чем для записи одного. Увеличение количества битов в одной ячейке также снижает долговечность и надежность твердотельных накопителей «MLS», потому что данные записываются на флэш-память «NAND» чаще, чем в предыдущем одноуровневом варианте «SLC».
Тем не менее, «MLC» – это прочный и добротный образец твердотельного накопителя. Его емкость не настолько высока, как у других типов твердотельных накопителей, но уровень надежности и долговечности способен удовлетворить самые высокие требования пользователей, и на рынке твердотельных накопителей уже можно найти достойный вариант запоминающего устройства «MLS» емкостью в «1 ТБ» по приемлемой цене, полностью соответствующей его возможностям.
«SSD-накопители» с трехуровневыми ячейками («TLC»)
Как напрямую следует из названия «Triple-Level Cell», твердотельный накопитель «SSD» формата исполнения «TLC» записывает три бита в каждую ячейку.
На момент написания данного руководства «TLC» является наиболее распространенным типом накопителя «SSD».
Накопители с данной технологией плотности данных предлагают пользователям хранилища «SSD» с гораздо большей емкостью, чем диски «SLC» и «MLC», но вынуждены, по сравнению с ними, жертвовать относительной скоростью, надежностью и долговечностью. Это не значит, что диски «TLC» плохие и пользователям не стоит их рассматривать для применения на своих устройствах. На самом деле, в настоящий момент они, вероятно, являются самым лучшим предложением, сочетающим высокие показатели скорости обработки данных, времени загрузки системы и реакции на системные и пользовательские команды, в сравнении с остальными вариантами дисков, по достаточно низкой цене.
Не позволяйте понятию меньшей прочности заставить вас отказаться от использования твердотельного накопителя «TLS», ведь, обычно, он гарантированно и безошибочно работает в течение нескольких лет.
Показатель суммарного объема записи данных («TBW»)
Разработчики твердотельных накопителей стремятся не только сохранить и преумножить преимущество «SSD» в скорости, но и работают над увеличением продолжительности гарантированного срока службы накопителей. И с целью маркировки значения долговечности к характеристикам «SSD» было добавлено понятие «TBW» («Total Bytes Written»), которое принято исчислять в терабайтах («ТБ»). Числовое значение обычно означает количество терабайт, которое можно гарантированно записать на диск до того момента, как он окончательно выйдет из строя.
Например, модель твердотельного накопителя «Samsung 860 Evo» емкостью «500 ГБ» (очень популярный «SSD» несколько лет назад) имеет рейтинг «TBW 600», а модель объемом в «1 ТБ» – «1200 TBW». Это невероятно огромное количество данных, поэтому такой диск непременно прослужит вам долгие годы.
«TBW» также дополнительно является оценкой «уровня безопасности», и твердотельные накопители «SSD», по своим технологическим возможностям, обычно превышают установленные предельные значения.
Это означает, что диск, как минимум, указанное количество данных сможет гарантированно записать. Однако, чтобы обезопасить себя от непредвиденного выхода из строя накопителя, сделайте его резервную копию, чтобы минимизировать потерю данных, особенно на старых дисках.
Накопители «SSD» с четырьмя уровнями ячеек («QLC»)
Твердотельные запоминающие устройства с технологией плотности данных, подразумевающей использование четырехуровневых ячеек («Quad-level Cell», сокращенно «QLC»), могут записывать четыре бита в каждую ячейку.
«QLC NAND» может упаковать намного больше данных, чем другие типы твердотельных накопителей, но повышение общего количества, доступной для записи, информации напрямую оказывает сильное влияние на диск и уменьшает общую производительность запоминающего устройства «QLC». Это особенно заметно, когда исчерпан кэш диска, например, во время передачи больших файлов (сорок гигабайт и выше). Производители дисков с технологией «QLC» пытаются оптимизировать работу накопителей, и, с большой долей вероятности, можно утверждать, что в краткосрочной перспективе данной проблемы удастся избежать.
Долговечность твердотельных накопителей «QLC» также является проблемой. Однако с другой стороны, бюджетный накопитель «Crucial P1 QLC NVMe» имеет показатель суммарного объема записи данных на уровне «100 TBW» для модели с емкостью диска «500 ГБ» и «200 TBW» для объема диска в «1 ТБ», что, хотя и меньше установленных значений дисков «TLC», но все же вполне достаточно для ежедневного домашнего использования.
Твердотельные накопители «Penta-Level Cell» («PLC»)
Запоминающие устройства твердотельного формата «SSD», выполненные по технологии «PLC», которые могут записывать пять бит на ячейку, для потребителей в данный момент еще не предлагаются, но процесс их представления уже в пути. Например, компания «Toshiba» уже упоминает приводы формата «PLC» в конце августа 2019 года, а корпорация «Intel» – в сентябре, что означает серьезность намерений в стремлении компаний предложить и завершить готовые разработки.
Твердотельные накопители «PLC» должны быть в состоянии вместить гораздо больше данных и могут быть представлены значительными емкостями. Тем не менее, они также будут иметь схожие проблемы, что и диски «TLC» и «QLC», когда речь заходит об уровнях долговечности и производительности.
Нет необходимости сразу приобретать готовый «SSD» с технологией плотности хранения данных «PLC», а стоит некоторое время подождать и ознакомиться со специализированными отзывами и готовыми тестами. Кроме того, также необходимо обратить особое внимание на рейтинг «TBW», чтобы иметь представление о гарантированном сроке службы, указанном производителем, и ознакомиться с результатами работы диска в реальных условиях, получив подтверждение склонности к возникновению поломок (на основе все тех же тестов).
Например, привод «QLC», о котором мы упоминали в предыдущем разделе, имеет более низкий рейтинг «TBW», но он гарантированно позволяет записывать до пятидесяти четырех гигабайт информации в день в течение пяти лет.
Никто из пользователей не пишет так много данных в домашних условиях, поэтому можно ожидать, что данный диск будет работать довольно длительное время, несмотря на более низкий рейтинг «TBW».
Другие понятия «SSD»
Ранее мы рассмотрели основные типы флэш-памяти «NAND», но пользователям встречаются и другие определения, и далее мы дополнительно опишем несколько терминов, которые могут вам помочь полнее понять характеристики «SSD»:
«3D NAND»: в какой-то момент производители «NAND» попытались расположить ячейки памяти ближе друг к другу на плоской поверхности, чтобы уменьшить размер дисков и увеличить емкость. Такой подход работал до определенного момента, но флэш-память начинает терять свою надежность, когда ячейки расположены слишком близко друг к другу. Чтобы обойти данное ограничение, разработчики поместили ячейки памяти друг на друга, чтобы увеличить емкость. Такая архитектура обычно называется «3D NAND», а иногда и вертикальным «NAND».
«Технология выравнивания износа»: ячейки памяти «SSD» начинают разрушаться сразу в момент их первичного использования и процесс продолжается безостановочно при каждой записи. Чтобы избежать неравномерного снижения ресурса отдельных ячеек и помочь накопителям гарантированно прослужить заявленный срок, производители применяют технологию износа, которая пытается записывать данные в ячейки памяти как можно более равномерно. Вместо того, чтобы постоянно записывать определенный блок в один раздел диска, данная технология распределяет данные равномерно, поэтому все ячейки имеют одинаковый или соизмеримый показатель износа.
«Кэш»: каждый твердотельный накопитель «SSD» укомплектован кэшем, в котором данные кратковременно хранятся перед их непосредственной записью на диск. Данная специальная выделенная область быстрого доступа для временного хранения информации имеет решающее значение для повышения производительности «SSD». Кэш-память обычно состоит из ячеек «SLC» или «MLC NAND».
Когда кэш заполнен, производительность имеет тенденцию к значительному снижению – это особенно верно для некоторых накопителей «TLC» и большинства дисков «QLC».«SATA III»: это наиболее распространенный интерфейс подключения жесткого диска «HDD» и твердотельного накопителя «SSD» в персональном компьютере. В этом контексте понятие «интерфейс» просто означает, каким образом происходит прямое соединение диска с материнской платой. «SATA III» имеет максимальную пропускную способность шестьсот мегабайт в секунду.
«NVMe»: данный интерфейс соединяет запоминающее устройство «SSD» с материнской платой. «NVMe» позволяет развивать молниеносную скорость передачи данных. Показатели скорости современных потребительских накопителей с интерфейсом «NVMe» примерно в три раза выше, чем у «SATA III».
«M.2»: это форм-фактор (физический размер, форма и дизайн) накопителей «NVMe».
Их часто называют дисками «gumstick», потому что они крошечные и прямоугольные. Накопители монтируются в специальные слоты на большинстве современных материнских плат.
Когда кэш заполнен, производительность имеет тенденцию к значительному снижению – это особенно верно для некоторых накопителей «TLC» и большинства дисков «QLC».
Их часто называют дисками «gumstick», потому что они крошечные и прямоугольные. Накопители монтируются в специальные слоты на большинстве современных материнских плат.Заключение
Стремительный рост объемов разнообразных видов цифровых материалов и существенное увеличение трудоемкости, ежедневно исполняемых пользователями, процессов вынуждает постоянно усовершенствовать существующие персональные компьютерные устройства, и особое внимание уделять применению надежных, обладающих высокой скоростью взаимодействия с данными, и долговечных запоминающих устройств значительной емкости.
Производители современных хранилищ данных, благодаря внедрению продвинутых методик, предлагают пользователям новый вид твердотельных накопителей, выполненных на основе флэш-памяти «NAND». Доступные варианты различаются между собой технологиями, обеспечивающими плотность хранения данных, которые, в свою очередь, влекут за собой градацию твердотельных накопителей по количеству циклов чтения/записи цифровых материалов, предлагаемой емкости, гарантированном показателе суммарного объема записи данных и окончательной стоимости.
Ознакомившись с представленным руководством, пользователи смогут более осознанно подойти к вопросу комплектации своего персонального компьютера твердотельным накопителем «SSD» и выбрать наиболее лучший вариант, исходя из собственных возможностей и заявленных приоритетов.
Технология флеш-памяти 3D NAND / Блог компании OCZ Storage Solutions / Хабр
Всем привет! Как вы знаете, современная планарная флеш-память NAND почти исчерпала свой потенциал. Основной её проблемой является то, что уменьшать размеры кристалла становится все труднее. По прогнозам экспертов, 14-15 нм технологические нормы станут пределом планарной флеш-памяти, по крайней мере на ближайшее время. А на смену ей придет технология «вертикальной» флеш-памяти – 3D NAND.
Очень важно понимать, что же мешает дальнейшему уменьшению размеров кристалла. Прежде всего, для освоения более тонких техпроцессов необходимо дорогостоящее оборудование, покупка которого может в дальнейшем не оправдаться с экономической точки зрения.
И если приобретение новых литографических машин – вопрос решаемый, то проблему перетекания заряда из одной ячейки в другую, из-за которой возникают ошибки, решить не так легко.
Словом, индустрия оказалась в ситуации, когда ресурсы обычной, планарной, флеш-памяти оказались исчерпаны. Поэтому появилась идея размещать ячейки не только в плоскости, но еще и слоями. Таким образом, чип получает трехмерную структуру и способен вмещать значительно больше информации на единицу площади, нежели двухмерные кристаллы. Технология получила название 3D NAND. Тут же стоит отметить, что производители используют различные техники для создания трехмерной памяти, поэтому архитектура 3D NAND у каждой компании может иметь свои особенности и отличия.
Первой компанией, наладившей производство трехмерной флеш-памяти под названием 3D V-NAND и накопителей на их основе, был корейский гигант Samsung. Еще в 2013 году они объявили о выпуске первых трехмерных чипов типа MLC, насчитывающих 24 слоя. А уже через год 3D реализацию получила флеш-память TLC, число слоев которой увеличилось до 32.
Как вы знаете, в основе конструкции планарной флеш-памяти лежит транзистор с плавающим затвором. Плавающий затвор обладает способностью удерживать заряд в течение длительного времени. Как оказалось, в этом кроется основной недостаток конструкции: при уменьшении техпроцесса вследствие износа ячеек заряд может перетекать из одной ячейки в другую. Для решения этой проблемы Samsung использует технологию 3D Charge Trap Flash, что в переводе с английского означает «ловушка заряда».
Её суть заключается в том, что заряд теперь помещается не в плавающий затвор, а в изолированную область ячейки из непроводящего материала, в данном случае — нитрида кремния (SiN). Тем самым снижается вероятность «утечки» заряда и повышается надежность ячеек.
Помимо всего прочего, применение технологии CTF позволило сделать чипы памяти более экономичными. По данным Samsung, экономия может достигать 40% в сравнении с планарной памятью.
Трехмерная ячейка 3D V-NAND представляет собой цилиндр, внешний слой которого является управляющим затвором, а внутренний – изолятором.
Ячейки располагаются друг над другом и формируют стек, внутри которого проходит общий для всех ячеек цилиндрический канал из поликристаллического кремния. Количество ячеек в стеке эквивалентно количеству слоев флеш-памяти.
3D V-NAND память также может похвастаться более высокой скоростью работы. Этого удалось достичь за счет упрощения алгоритма записи в ячейку – теперь вместо трех операций выполняется всего одна. Упрощение алгоритма стало возможным благодаря меньшей интерференции между ячейками. В случае с планарной памятью из-за возможных помех между соседними ячейками требовался дополнительный анализ перед записью. Вертикальная память свободна от этой проблемы, и запись выполняется за один шаг.
Ну и несколько слов о надежности. 3D V-NAND память значительно меньше подвержена износу благодаря тому, что для записи информации в ячейку не требуется высокого напряжения. Напомним, для того чтобы поместить данные в ячейку планарной памяти применяется напряжение порядка 20 В. Для трехмерной памяти этот показатель ниже.
На надежности благоприятно сказался и тот факт, что производство трехмерной флеш-памяти не требует тонких технологических норм. Например, третье поколение памяти 3D V-NAND с 48 слоями производится по отлаженному 40 нм техпроцессу.
Пока Samsung производила чипы трехмерной флеш-памяти себе в убыток (что, кстати, было официально подтверждено корейской компанией), другие производители флеш-памяти разрабатывали конкурирующие технологии. Так, компании Toshiba и SanDisk объединились в альянс для выпуска трехмерной флеш-памяти BiCS 3D NAND (Bit Cost Scalable).
Работа над технологией началась еще в 2007 году силами одной Toshiba, а первые образцы трехмерной флеш-памяти BiCS были продемонстрированы в 2009 году. С тех пор развитие технологии не форсировалось. Кроме того, альянс Toshiba/SanDisk четко дал понять, что они не собираются выводить трехмерную флеш-память в массовое производство до тех пор, пока это не будет экономически выгодно.
Основным отличием 3D флеш-памяти Toshiba от планарной, как и в случае с Samsung 3D V-NAND, является использование технологии CTF вместо классических транзисторов с плавающим затвором.
Материалом для изолированной области также служит нитрид кремния (SiN). Принцип действия технологии в BiCS 3D NAND остается тем же самым: информация помещается не в плавающий затвор, как раньше, а в изолированную область.
Что выгодно отличает BiCS 3D NAND от технологии 3D V-NAND, так это использование U-образных строк (линий). Это означает, что ячейки группируются не в ряд, а в имеющую форму буквы U последовательность. По словам Toshiba, такой подход позволяет добиться максимальной надежности и скорости работы. Это стало возможным благодаря тому, что в U-образном дизайне переключающий транзистор и линия истока располагаются в верхней части последовательности (а не в нижней, как при «рядном» дизайне) и не подвергаются высокотемпературному воздействию, вследствие чего уменьшается количество ошибок при чтении и записи.
Также к преимуществам U-образного дизайна Toshiba относит и тот факт, что такая конструкция не требует использования фотолитографии в глубоком ультрафиолете. Поэтому для изготовления трехмерной флеш-памяти компания может использовать существующие производственные мощности.
Интересно и то, что в производстве BiCS 3D NAND компания Toshiba впервые в массовом будет применять технологию тонкопленочных транзисторов (TFT).
Что касается технических характеристик чипов BiCS, то это будут 48-слойные кристаллы памяти типа TLC. Их плотность составит 256 Гбит. При производстве будет использоваться отлаженный 30-40 нм техпроцесс. В целом, по характеристикам первые массовые чипы BiCS 3D NAND будут очень схожи с третьим поколением кристаллов Samsung 3D V-NAND.
Альянс Micron/Intel также ведет разработку собственной трехмерной флеш-памяти. Многие эксперты предрекали, что все проекты 3D NAND будут использовать технологию CFT, однако Micron с Intel удивили всех и пошли иным путем. Основу их трехмерной флеш-памяти составляют ячейки с плавающим затвором. В Micron утверждают, что именно такая архитектура позволяет более надежно хранить заряд в ячейке.
Кроме этого, в производстве 3D NAND используется технология «CMOS Under the Array». Её смысл состоит в том, что вся управляющая логика размещается не рядом с массивом памяти, как в 2D NAND, а под ним.
Подобный дизайн позволяет освободить до 20% площади чипа и разместить на этом месте ячейки памяти.
Micron обещает наладить массовое производство чипов трехмерной флеш-памяти уже в этом году. Это будут 32-слойные кристаллы плотностью 256 Гбит (MLC) и 384 Гбит (TLC).
Об архитектуре трехмерной флеш-памяти SK Hynix известно не многое. Изначально южнокорейская компания планировала использовать ячейки с плавающим затвором, однако в конце концов выбор пал на технологию CTF. В этом году SK Hynix обещает наконец-то наладить массовое производство 3D NAND. Это будут 48-слойные чипы TLC емкостью 256 Гбит.
Ну а что касается компании OCZ, то выход SSD-накопителей на основе трехмерной флеш-памяти BiCS, безусловно, входит в наши самые ближайшие планы. Дата выхода новых устройств будет зависеть от компании Toshiba, которая обещает наладить поставки чипов BiCS 3D NAND уже во второй половине текущего года.
Многоуровневые твердотельные накопители: что такое SLC, MLC, TLC, QLC и PLC?
Твердотельные накопители улучшают производительность стареющих компьютеров и превращают новые ПК в высокоскоростные машины.
Но когда вы покупаете SSD, вас засыпают такими терминами, как SLC, SATA III, NVMe и M.2. Что все это значит? Давайте разберёмся!
Всё дело в ячейках
Современные твердотельные накопители используют флэш-память NAND, строительным блоком которой является ячейка памяти. Это базовые блоки, на которые записываются данные на SSD. Каждая ячейка памяти принимает определённое количество битов, которые регистрируются на устройстве хранения как 1 или 0.
Одноуровневые твердотельные накопители (SLC)
Самым основным типом SSD является SSD с одноуровневой ячейкой (SLC). SLC принимают один бит на ячейку памяти. Это немного, но у него есть преимущества. Во-первых, SLC — это самый быстрый тип SSD. Кроме того, они более надёжны и менее подвержены ошибкам, поэтому считаются более надёжными, чем другие твердотельные накопители.
SLC популярны в корпоративных средах, где потеря данных менее терпима, а надёжность является ключевым фактором. SLC, как правило, дороже и обычно недоступны для потребителей. Например, я нашёл на Amazon корпоративный твердотельный накопитель SLC объемом 128 ГБ, который стоит столько же, сколько твердотельный накопитель потребительского уровня ёмкостью 1 ТБ с TLC NAND.
Если вы видите потребительский SLC SSD, вероятно, он имеет другой тип NAND и SLC-кеш для повышения производительности.
Твердотельные накопители с многоуровневыми ячейками (MLC)
Твердотельный накопитель Intel серии S3520 MLC.
Название «многоуровневые» твердотельные накопители для (MLC) не очень точное. Они хранят только два бита на ячейку.
MLC немного медленнее, чем SLC, потому что для записи двух битов в ячейку требуется больше времени, чем просто одного. Также страдает их долговечность и надёжность, потому что данные записываются во флэш-память NAND чаще, чем с помощью SLC.
Тем не менее, MLC — вполне надёжные твердотельные накопители. Их ёмкость не такая высокая, как у других типов SSD, но вы можете найти MLC SSD на 1 ТБ.
Твердотельные накопители с трёхуровневой ячейкой (TLC)
Как следует из названия, твердотельные накопители TLC записывают три бита в каждую ячейку. На момент написания этой статьи TLC являются наиболее распространенным типом SSD.
Они обладают большей ёмкостью, чем диски SLC и MLC, в меньшем корпусе, но жертвуют относительной скоростью, надёжностью и долговечностью. Это не значит, что диски TLC плохие. На самом деле, в настоящее время это один из лучших выборов, особенно для бюджетных решений.
Не позволяйте понятию меньшей прочности расстраивать вас; SSD-накопители TLC обычно служат несколько лет.
Терабайты для записи (TBW)
Обычно долговечность SSD выражается в TBW (записанных терабайтах). Это количество терабайт, которое можно записать на диск до того, как он выйдет из строя.
Модель Samsung 860 Evo на 500 ГБ (популярный твердотельный накопитель несколько лет назад) имеет рейтинг TBW 600; модель 1 ТБ составляет 1200 ТБВт.
Это очень много данных, поэтому такой диск должен служить вам долгие годы.
TBW также являются оценками «безопасного уровня»; SSD обычно превышают эти ограничения. Однако на всякий случай убедитесь, что вы делаете резервную копию, чтобы свести к минимуму потерю данных, особенно на старых дисках.
Твердотельные накопители Quad-Level Cell (QLC)
Intel 660p был первым потребительским QLC SSD, выпущенным в 2018 году.
Приводы с четырёхуровневой ячейкой (QLC) могут записывать четыре бита на ячейку. Теперь вы видите закономерность в названии?
QLC NAND может упаковывать гораздо больше данных, чем другие типы, но прямо сейчас это сильно сказывается на производительности дисков QLC. Это особенно актуально, когда кэш заканчивается во время передачи больших файлов (40 ГБ или больше). Это может быть краткосрочной проблемой, поскольку производители пытаются оптимизировать QLC.
Однако прочность также вызывает беспокойство. Накопитель Crucial P1 QLC NVMe бюджетного уровня имеет рейтинг только 100 TBW для модели на 500 ГБ и только 200 TBW для 1 ТБ.
Это большая разница по сравнению с TLC, но все же достаточно для домашнего использования.
Пентауровневые твердотельные накопители (PLC)
PLC SSD, которые могут записывать 5 бит на ячейку, ещё не доступны для потребителей, но они скоро появятся. Toshiba упомянула диски PLC в конце августа 2019 года, а Intel — в следующем месяце. Диски PLC должны иметь возможность упаковать ещё больше ёмкости в твердотельные накопители. Однако они будут иметь те же проблемы, что и TLC и QLC, когда дело доходит до долговечности и производительности.
Мы советуем вам подождать, пока не появятся обзоры, прежде чем покупать ранний PLC SSD. Кроме того, просмотрите рейтинги TBW, чтобы узнать, как долго они прослужат, и как TBW ломается в реальных условиях.
Например, диск QLC, о котором мы упоминали выше, имеет более низкий рейтинг TBW, но он обеспечивает запись около 54 ГБ в день в течение пяти лет. Никто не записывает так много данных дома, поэтому можно ожидать, что этот диск прослужит долго, несмотря на его более низкий рейтинг TBW.
Другие термины SSD
Ранний пример флэш-памяти 3D NAND от Samsung.
Это основные типы флеш-памяти NAND, но вот ещё несколько терминов, которые могут вам помочь:
- 3D NAND: в какой-то момент производители NAND попытались разместить ячейки памяти NAND ближе друг к другу на плоской поверхности, чтобы уменьшить размеры дисков и увеличить ёмкость. До некоторой степени это работало, но флеш-память начинает терять свою надёжность, когда ячейки находятся слишком близко друг к другу. Чтобы обойти это, они сложили ячейки памяти друг на друга, чтобы увеличить ёмкость. Это обычно называется 3D NAND, а иногда и вертикальной NAND.
- Технология выравнивания износа: ячейки памяти SSD начинают деградировать во время использования. Чтобы диски оставались в хорошем состоянии дольше, производители включают технологию выравнивания износа, которая пытается записывать данные в ячейки памяти как можно более равномерно. Вместо того, чтобы постоянно записывать определённый блок в одну секцию диска, она распределяет данные равномерно, поэтому все ячейки заполняются с относительно одинаковой скоростью.
- Кэш: у каждого твердотельного накопителя есть кэш, в котором данные кратковременно хранятся перед записью на диск. Эти кеши критически важны для повышения производительности SSD. Обычно они состоят из SLC или MLC NAND. Когда кэш заполнен, производительность имеет тенденцию к значительному падению — это особенно верно для некоторых дисков TLC и большинства дисков QLC.
- SATA III: это наиболее распространённый интерфейс жёстких дисков и SSD, доступных для ПК. В этом контексте «интерфейс» просто означает, как диск подключается к материнской плате. SATA III имеет максимальную пропускную способность 600 мегабайт в секунду.
- NVMe: этот интерфейс подключает SSD к материнской плате. NVMe проходит через PCIe, обеспечивая невероятно высокую скорость. Современные потребительские диски NVMe примерно в три раза быстрее, чем SATA III.
- M.2: это форм-фактор (физический размер, форма и конструкция) накопителей NVMe. Их часто называют gumstick («жевательная резинка»), потому что они крошечные и прямоугольные. Они помещаются в специальные слоты на большинстве современных материнских плат.
Вместо того, чтобы постоянно записывать определённый блок в одну секцию диска, она распределяет данные равномерно, поэтому все ячейки заполняются с относительно одинаковой скоростью.
Современные потребительские диски NVMe примерно в три раза быстрее, чем SATA III.На этом мы завершаем наше краткое руководство по флеш-памяти NAND в современных твердотельных накопителях. Теперь у вас есть все необходимое, чтобы выбрать лучшее хранилище для своих нужд.
Связанная статья: Что такое слот расширения M.2 и как его использовать?
Связанные статьи:
Что такое SLC и MLC
Неподготовленному пользователю сложно сходу разобраться во всех аббревиатурах и значениях, даже в тех, которые встречаются достаточно часто при обсуждении SSD. Если вы зашли на эту страницу, то наверняка видели вопросы или даже целые треды споров в сети, в которых фигурировали такие аббревиатуры как SLC, так и MLC, или даже TLC.
Что все это значит — узнаете из данного материала.
Итак, полупроводниковые накопители, особенно те, что созданы для настольных компьютеров или ноутбуков, используют микросхемы энергонезависимой NAND-Flash памяти, которая может хранить информацию во время отключения устройства. Сколько бы не было памяти на SSD, микросхемы всегда используют определенную структуру ячеек, которую грубо можно поделить на два вида: одноуровневые ячейки и многоуровневые ячейки.
SLC – это тип памяти, использующий Single Level Cells, то есть, одноуровневую структуру ячеек. Накопители, построенные на типе памяти SLC, стоят намного дороже, и имеют при этом меньший объем. Дело в том, что одноуровневая структура не позволяет записать много информации в пересчете на количество используемых микросхем. Зато данные микросхемы работают быстрее, а контроллеру гораздо проще использовать функции коррекции ошибок, что, в конечном итоге, увеличивает не только скорость работы, но и фактическую надежность накопителя построенного на базе данного типа памяти.
Именно поэтому самые дорогие устройства используют SLC тип NAND-Flash памяти, готовый к десяткам тысяч циклов перезаписи.
Представитель SSD с SLC типом памяти. 30 надежных гигабайт по цене 240 гигабайт.
MLC и TLC – это многоуровневые структуры ячеек памяти. Multi-Level Cells (подразумевается двухуровневая структура, с возможностью записи двух бит информации в одну ячейку) и Triple Level Cells, соответственно, тройная структура ячеек. Многоуровневые структуры ячеек памяти имеют очевидное преимущество: на той же микросхеме памяти теперь можно разместить больше информации. Это приводит к тому, что утончение норм производства технологического процесса позволяет значительно снизить цены за 1 Гб пространства на таких накопителях, а также наращивать суммарный объем SSD.
К сожалению, такой тип памяти гораздо больше подвержен ошибкам, и их отследить труднее, из-за чего, как вы уже поняли, снижается и скорость и надежность. Причем, если ранее говорилось о приблизительно 10 000 циклов перезаписи для MLC, то сейчас уже речь идет скорее о 5000 или даже 3000.
Тем не менее, все производители приводят примерные данные продолжительности жизни SSD при определенном количестве перезаписи информации, и как правило, выходит так, что даже при постоянной работе устройства, его запаса прочности хватит лет на 5, а во время типичной работы в домашнем компьютере и того больше.
Основные поломки SSD связанны с работой контроллера, а не микросхем памяти, поэтому, если только вы не собираетесь 10 лет постоянно работать с одним и тем же SSD, который за это время многократно устареет, то можно не беспокоиться на этот счет. Тем более, современные SSD используют свои внутренние ресурсы равномерно. Логика контроллера заставляет выбирать его разные ячейки с меньшим износом, из-за чего маловероятно, что через какое-то относительно небольшое время на нем окажутся сбойные микросхемы памяти. Также стоит помнить, что SSD не любят когда их «забивают под завязку», если вам требуется больше места, лучше приобрести более емкий накопитель, отсутствие на нем свободного места может негативно сказываться на его «здоровье» и в любом случае скажется на скорости работы.
Полезные статьи
Samsung применила технологию 3D V-NAND в новых SSD 850 PRO
Samsung представила серию новых твердотельных накопителей для клиентских систем — SSD 850 PRO. В основе устройств лежит тот же трехъядерный контроллер MEX, который применялся в линейке SSD 845 EVO, однако решения SSD 850 PRO используют передовую 32-слойную флеш-память 3D V-NAND вместо традиционных чипов MLC или TLC NAND. Месяц назад Samsung сообщила о начале производства этого типа памяти.
Методика V-NAND, или Vertical NAND, предусматривает компоновку кристаллов флеш-памяти по вертикали: это позволяет получить трёхмерную структуру микрочипа и в разы повысить количество хранимой информации на единицу площади. При этом надёжность хранения данных по сравнению с обычными изделиями возрастает в 2—10 раз.
В течение последних лет флеш-память создавалась на основе плоских однослойных структур с ячейками с плавающим затвором. Но после освоения процесса производства с топологическим размером ниже 20 нм возникла необходимость в новых технологических решениях, поскольку интерференция между соседними ячейками приводит к снижению надёжности NAND-памяти. Именно поэтому новый тип памяти 3D V-NAND производится с соблюдением отлаженного 40-нм техпроцесса: когда 32 ячейки располагаются друг на друге, отпадает необходимость в переходе на более тонкий техпроцесс ниже 20 нм. Многослойная память позволяет снижать себестоимость производства.
Объём отдельного 32-слойного чипа Samsung 3D V-NAND составляет непривычные 86 Гбит (10,75 Гбайт). В производстве используется новаторская технология 3D Charge Trap Flash. Для предотвращения интерференции между соседними ячейками памяти в CTF-конструкции электрический заряд (определяющий хранящиеся в ячейке памяти данные) временно помещается в специальную изолированную область ячейки из непроводящего нитрида кремния (SiN) вместо используемого в классических технологиях плавающего затвора полевого транзистора.
Благодаря трёхмерной структуре слоёв в CTF-конструкции удалось значительно повысить надёжность и скорость памяти.
Хотя SSD на базе чипов 3D V-NAND слишком новы, чтобы доказать свою надёжность на практике, Samsung уверена в своём продукте. Компания гарантирует надёжность на уровне 150 TBW (терабайт записи) при гарантии 10 лет. На многие конкурирующие потребительские накопители предоставляется лишь 3-летняя гарантия. Показатели надёжности аналогов Intel SSD 730, SanDisk Extreme Pro и OCZ Vector 150 составляют соответственно 91 TBW, 80 TWB и 91 TBW.
Единственный минус новых накопителей Samsung — цены. Высокопроизводительные потребительские SSD сегодня продаются по цене в диапазоне $0,55—$0,65 за гигабайт. Однако рекомендуемые цены Samsung на SSD 850 PRO находятся в районе $0,73—$1 за гигабайт. Хорошая производительность и высокая надёжность может оправдать относительно высокую цену новых продуктов Samsung. Впрочем, после налаживания производства цены могут быть уменьшены.
Напоследок приведём некоторые тесты Samsung SSD 850 Pro, проведённые ресурсом Anandtech в задачах случайного чтения, случайной записи, последовательного чтения и последовательной записи.
Как можно видеть, почти везде новые накопители лидируют (пусть лидерство и не всегда принципиальное):
Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
3D NAND против MLC | Delkin Devices
Для твердотельных накопителей на базе флэш-памяти NAND или твердотельных накопителей существует постоянная потребность в размещении увеличивающегося объема хранилища в уменьшающемся объеме пространства. Поскольку устройства становятся все меньше и меньше, твердотельные накопители должны соответствовать этим ограниченным форм-факторам. В то же время, когда устройства становятся меньше, они также становятся более мощными и нуждаются в увеличенном хранилище. Флэш-память MLC (многоуровневая ячейка) — это один из вариантов, на который инженеры и разработчики полагаются для увеличения объема хранения данных, но теперь есть еще один вариант: 3D NAND.Как 3D NAND по сравнению с MLC? Это сравнение 3D NAND и MLC объяснит.
Флэш-память NAND 101
Флэш-память NAND — это технология, используемая в твердотельных накопителях для хранения данных.
Благодаря флэш-памяти NAND информация сохраняется, считывается и стирается в электронном виде с помощью серии напряжений. NAND относится к типу логического элемента, используемому с этой технологией. Flash был разработан как альтернатива жесткому диску или HDD. Жесткий диск состоит из движущегося диска, что делает его подверженным сбоям.Флэш-технология не имеет движущихся частей, поэтому она более надежна, чем жесткие диски, особенно в промышленных приложениях, в которых уровни ударов и вибрации высоки. Флэш-память также является формой энергонезависимого хранилища, что означает, что данные хранятся без питания.
Флэш-память NAND бывает разных типов. Флэш-память SLC (одноуровневая ячейка) считается самой надежной и имеет самый долгий срок службы. Однако, как правило, он имеет более низкий предел емкости, поскольку хранит только один бит данных на ячейку.Флэш-память MLC хранит два бита данных на ячейку, что позволяет ей иметь большую емкость. Флэш-память TLC (трехуровневая ячейка) хранит три бита данных на ячейку, поэтому, как правило, имеет наибольшую емкость, но также является наименее надежным вариантом.
Сравнение 3D NAND и MLC
3D NAND — это новый мощный инструмент для обсуждения SSD. Вспышки SLC, MLC и TLC бывают двухмерными или плоскими. 3D NAND пытается решить проблему повышенных требований к хранению данных в небольших помещениях за счет создания хранилища вверх.Это позволяет уменьшить размеры устройств, предлагая при этом увеличенное пространство для хранения, что становится все более важным для рынка твердотельных накопителей.
По сравнению со стандартным MLC, 3D NAND предлагает значительно большую емкость хранения. Он также быстрее, чем 2D MLC, и имеет более длительный срок службы. Однако нет необходимости выбирать между 3D и MLC, поскольку 3D NAND доступен в формате MLC. Реальный выбор — между 2D и 3D NAND.
Несмотря на преимущества 3D NAND, это не лучший выбор для каждого устройства.Delkin может помочь вам решить, какой формат NAND лучше всего подходит для вашего приложения и бюджета. Свяжитесь с нами сегодня для получения дополнительной информации о 3D NAND и MLC flash.
ЗАКАЖИТЕ ПРОМЫШЛЕННОЕ ФЛЕШ-ХРАНЕНИЕ DELKIN СЕГОДНЯ через нашего партнера по сбыту в Ньюарке.
TLC и твердотельные накопители QLC: в чем различия?
Мы говорили о том, как использовать кэш SSD для уменьшения задержки и увеличения скорости передачи. Мы также объяснили различия между потребительскими и корпоративными твердотельными накопителями , , и почему из соображений стабильной производительности мы рекомендуем последний.
Бытовые и корпоративные твердотельные накопители — это две широкие категории, охватывающие широкий спектр профилей производительности. Из-за различий в том, как поставщики тестируют и оценивают свои продукты, покупки на основе объявленных цифр недостаточно. В сегодняшней публикации мы рассмотрим, как типы NAND существенно влияют на производительность и почему это должно иметь значение для вашего следующего решения о покупке.
Типы флеш-памяти NAND
Данные флэш-памяти NAND представлены в виде цифровых сигналов (битов) и хранятся в ячейках флэш-памяти NAND.
Количество битов, хранящихся в ячейке, определяет тип используемой флэш-памяти. Флэш-память с одноуровневой ячейкой (SLC) содержит один бит на ячейку. Многоуровневая ячейка (MLC) удваивает емкость с двумя битами на ячейку. Трехуровневая ячейка (TLC) содержит три бита на ячейку, а четырехуровневая ячейка (QLC) содержит четыре бита на ячейку, что позволяет в четыре раза увеличить емкость флэш-памяти SLC.
С момента появления на рынке твердотельных накопителей их емкость становилась все больше и больше. Текущие отраслевые тенденции заключаются в сокращении затрат при увеличении емкости хранения.Это привело к развитию более плотных ячеек памяти, постепенно приближаясь (пока еще не достигнув) стоимости традиционных жестких дисков.
Погоня за более дешевыми и крупными дисками привела к упадку твердотельных накопителей на базе SLC и MLC. В настоящее время TLC является мейнстримом и занимает самую большую долю рынка.
QLC все еще относительно новый, но мы ожидаем, что его низкая стоимость привлечет покупателей, тем более что он часто используется в качестве замены жесткого диска.
Ячейки памяти
NAND имеют только конечное количество циклов стирания программ (P / E) (циклов записи), прежде чем они изнашиваются.Подробное описание выходит за рамки этого поста, поэтому просто знайте, что клетки с более высокой плотностью менее выносливы, чем клетки с низкой плотностью, например MLC обычно длится дольше, чем TLC.
Хотя в целом можно понять, что MLC будет быстрее, чем TLC, а TLC будет быстрее, чем QLC, новые SSD содержат несколько методов оптимизации, которые помогают скрыть или устранить недостатки более медленной NAND. Отличным примером этого является «SLC-кэширование», когда неиспользуемые области диска будут действовать как псевдо-SLC NAND.Это обеспечивает очень хорошую производительность для более коротких, пакетных рабочих нагрузок, как это часто бывает для большинства ПК и клиентских вычислительных сред.
Это можно четко увидеть в нашей предыдущей статье о SSD для потребителей и предприятий.
Для этого есть привод
В отличие от зрелого рынка жестких дисков, покупая твердотельные накопители, вы найдете достаточно марок и моделей, чтобы у вас возникло беспокойство по поводу выбора. Сегодня мы рассмотрим, что, хотя потребительские диски TLC и даже QLC часто демонстрируют впечатляющие показатели производительности на первый взгляд, при рассмотрении в практических ситуациях выявляются истинные профили производительности этих дисков.
Мы выбрали два общедоступных диска для каждой целевой группы, в общей сложности протестировав шесть дисков.
Пиковая производительность
Мы используем CrystalDiskMark, популярную утилиту для измерения производительности накопителя. Более высокая глубина очереди (Q) и потоки (T) обычно приводят к более высокой производительности, но большинство потребительских рабочих нагрузок включают только низкую глубину очереди. ИТ-инфраструктура, включающая виртуальные машины и хранилище БД, обычно будет иметь большую глубину очереди и потоки.
Для тестов передачи файлов мы будем использовать AJA System Test, инструмент, разработанный в первую очередь для создателей контента, чтобы проверить, могут ли их системы хранения поддерживать прием потоков с высоким разрешением. Мы настроили его на запись в систему файла размером 64 ГБ, а затем его чтение. Это по-прежнему небольшая рабочая нагрузка, но будет характерна для пользователей, перемещающих большой файл.
По результатам коротких периодических тестов все группы дисков показали очень хорошие результаты, как и ожидалось для синтетических тестов такого типа. Основываясь на приведенных здесь показателях производительности, вы будете прощены, если решите, что не увидите никаких различий в реальном использовании. Большой размер кэша SLC означает, что даже более медленные диски QLC работают отлично.
Производительность при 65% емкости
Предыдущие тесты проводились при пустых дисках. Это дало дискам с динамическим SLC-кешированием много места для работы. Мы заполнили каждый диск до 65%, дали им несколько минут отдыха, а затем продолжили использовать AJA System Test для создания той же рабочей нагрузки записи и чтения объемом 64 ГБ.
По сравнению с полностью пустыми, наши корпоративные диски работали в пределах погрешности. Потребительские диски TLC немного упали в производительности чтения, при этом сохраняя хорошую скорость записи, ничего не заметного при обычном повседневном использовании. Само собой разумеется, что здесь наблюдается значительный спад производительности группы QLC.
Тест полного привода
Мы использовали тест на заполнение всего диска, чтобы получить стабильную производительность дисков. Этот тест также указывает на рабочие нагрузки накопителя при использовании его в качестве кэша SSD на загруженном NAS, поскольку они постоянно заполняются данными, к которым недавно осуществлялся доступ.Этот тест исчерпает все механизмы SLC-кэширования на диске, так как не дает ему времени на восстановление.
На графиках горизонтальная ось представляет собой процент емкости хранилища, на который выполняется запись. Первый — это чистая средняя скорость для наших групп. Второй показывает скорость в процентах от максимума в этом тесте. Как и ожидалось, больше всего здесь проявляют диски, предназначенные для корпоративных сред. Потребительские диски TLC начинали быстро, но быстро выходили из строя, поскольку они использовали свои кеши.
Диски QLC на самом деле сконфигурированы с довольно большими кешами, что позволяет им работать дольше. Однако причина этого заключается в том, чтобы замаскировать абсолютно низкую скорость записи, когда кэш заполнен и в NAND записывается напрямую. Здесь скорость последовательной записи ниже, чем у жестких дисков.
С другой стороны, даже несмотря на то, что корпоративные накопители, которые мы использовали сегодня, в основном являются моделями начального уровня и рассчитаны на рабочие нагрузки с интенсивным чтением, они по-прежнему способны обеспечивать стабильную устойчивую производительность.Модели более высокого уровня (более дорогие) обычно поддерживают более высокую скорость записи и рейтинг DWPD.
Завершение
Всегда важно тщательно проверять заявленные показатели производительности для SSD. Методы и условия тестирования различаются у разных производителей, а для потребительских накопителей часто используются только периодические нагрузки.
Тем не менее, потребительские SDD по-прежнему являются экономически выгодным обновлением, значительно ускоряющим работу вашего ПК или NAS по сравнению с жесткими дисками. Однако обратите внимание, что как только вы начнете применять к ним все более тяжелые и продолжительные рабочие нагрузки, их производительность упадет, иногда значительно.
Накопители
QLC отлично подходят по своему прямому назначению, то есть недорогие накопители для замены жестких дисков в рабочих нагрузках с интенсивным чтением. Хотя пиковая производительность может соперничать даже с высокопроизводительными накопителями на базе TLC, их производительность в устойчивых ситуациях оставляет желать лучшего. В отличие от быстрого внедрения TLC NAND как в высокопроизводительные потребительские, так и в корпоративные диски, если стабильная производительность QLC существенно не улучшится, мы не увидим, что они станут заменой TLC в ближайшее время.
Для использования в NAS вы можете понять, почему мы всегда выступали за использование только дисков корпоративного уровня.
Помимо более высокой надежности, чрезвычайно важна стабильность производительности, особенно когда вы предоставляете хранилище виртуальным машинам и другой критически важной инфраструктуре. Просто нет места для переменной производительности в зависимости от рабочей нагрузки.
SSD の 選 び 方 SLC 、 MLC LC TLC 、 QLC 、 PLC の 違 い を 解説 |も ろ ぐ
SSD の 選 び 方 で ぜ ひ 知 っ て お き NAND フ ラ ッ シ ュ メ に つ い て 解説
SLCま し た。 本 記事 で は 、 5 種類 の メ ッ ト や 弱点 に つ い て ПК 初心者 に も 分 か り や す く す。
（公開 ： 2017/07/05 | 2020/09/08）
SSD の 中 身 NAND フ ラ ッ シ ュ メ
SSD は 主 に 3 さ 写真 に 写真 に にそ し て 本 題 の 「NAND フ ラ ッ シ ュ メ モ リ」 で す.
| コ ン ト ロ ー ラ | SSD の 基本 的 な 動作 を 処理 す る процессора 的 な 部品 .SSD の 性能, 寿命, 耐久性 な ど, ス ペ ッ ク に 大 き く 影響 し ま す. |
|---|---|
| ДОЗУ キ ャ ッ シ ュ | SSD の 性能 を 大幅 に 底 上 げ す る た め に 使 わ れ る メ モ リ で す ТСХ や QLC NAND で よ く 使 わ れ ま す. |
| NAND フ ラ ッ シ ュ メ モ リ | デ ー タ を 実 際 に 保存 す る 場所 で あ り, SSD の 基本 性能 を 決定 づ け る パ ー ツ で す. |
「コ ン ト ロ ー ラ」 は ザ ッ ク リ と 言 え ば, SSD の 基本 的 な 処理 を こ な す 「CPU」 で す. ス ペ ッ ク シ ー ト に 掲 載 さ れ る シ ー ケ ン シ ャ ル 性能,耐久性 (TBW), 動作 温度 な ど. 主要 な ス ペ ッ ク は だ い た い コ ン ト ロ ー ラ で 決 ま り ま す.
「ДОЗУ キ ャ ッ シ ュ」 は, 低速 化 し て し ま っ た SSD の 性能 を 手 っ 取 り 早 く 底 上 げ す る た め に 使 わ れ ま す. ち な み に, 格安 SSD は コ ス ト カ ッ ト の た め に DRAM キ ャ ッ シ ュ を 省略 し て い る の で, 使 い 方 に よ っ て HDD 以下 の 性能 に 落 ち 込 む 場合 が あ り ま す.
デ ー タ の 貯 蔵 庫 「NAND フ ラ ッ シ ュ メ モ リ」
本 題 の 「NAND フ ラ ッ シ ュ メ モ リ」は, い わ ゆ る 「デ ー タ の 貯 蔵 庫」 で す.
NAND フ ラ ッ シ ュ メ モ リ 上 に は 無数 の 「セ ル (сотовый)」 と 呼 ば れ る 小 さ な 箱 が あ り, そ の 小 さ な 箱 の 中 に 「0」 と 「1」 を 使 っ て、 デ ー タ を 記録 し ま す。
セ ル （箱） が 多 い 容量 も 大 き く で き る
「SSD の 大 容量 化 の 基本 は 、 （（ん 作 る こ と. し か し, た だ 箱 を 増 や す だ け で は NAND フ ラ ッ シ ュ メ モ リ の 面積 が 大 き く な る だ け で, と て も 一般 人 が 買 え る 値 段 ま で 低 コ ス ト 化 が で き ま せ ん.
技術 者 た ち が 解決 策 を 色 々 と 考 え た 結果,ッ ク リ 3 つ の 方法 が 考 ま し た。
- 箱 の サ イ ズ を 小 さ く す る （（プ ロ セ ス）
- ）
- ）
- ）
- 17た く さ ん 入 れ る (マ ル チ レ ベ ル セ ル)
セ ル 1 つ あ た り の 大 き さ を 小 さ く し て, 同 じ 面積 で も 大 容量 を 目 指 す の が 「プ ロ セ ス の 微細 化」 で す.
途中 ま で は 上手 く 行 っ て い た 方法で す が, プ ロ セ ス の 微細 化 は 年 々 難易 度 が 増 し て い て, コ ス ト と の 釣 り 合 い が 取 り に く い 状況 に 陥 り ま す.
東芝 メ モ リ が 考 案, サ ム ス ン が 一般 ユ ー ザ ー 向 け に 一 気 に 普及 を 進 め た の が 「3D NAND 」技術 で す.
箱 を 小 さ く す る の が 難 し い な ら, い っ そ の こ と 横 方向 だ け で な く 垂直 方向 に も セ ル を 重 ね て し ま え ば 解決. ゴ リ 押 し な ア イ デ ィ ア で す が 現在 も 有効 な 方法 で, 各 社「ち は 96 層 」「 こ っ ち は 144 層 だ よ 」と 、 ビ ル の 競争 て す。
3D NAND 技術 と 並行 し 続 いつ の 箱 に デ ー タ を た く さ ん 入 れ る 「マ ル チ レ ベ ル セ ル 技術」 で す.
セ ル (箱) に は 本来 「0」 と 「1」 の 2 つ の 数 値 で し か デ ー タ を 記録 で き ま せ ん. し か し, コ ン ト ロ ー ラ の 技術 進化 やNAND フ ラ ッ シ ュ メ モ リ の 製造 技術 が 発 展 し た 結果, 1 つ の 箱 に も っ と た く さ ん の デ ー タ を 記録 で き る よ う に.
マ ル チ レ ベ ル セ ル が 1 段 進 む だ け で, 記録 で き る デ ー タ 量 は 2 倍 に 倍 増 で す 0,2 段と 4 倍 、 3 で 8 倍 へ 々 ゲ ー ム ※ SSD 大 容量 化 が 可能 な 、 革新 的 な す。
や
9 9 セ時点 で 、 マ ル チ レ ベ ル ル 技術 は 5 段 階 ま で 来 ま し た。
| SLC | シ ン グ ル レ ベ ル セ ル Одноуровневая ячейка | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MLC | マ ル チ レ セ ル Многоуровневая ячейка （2-битная MLC） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| QLC | ク ア ッ ド レ ベ ル セ ル Четырехуровневая ячейка ( 4-битная MLC) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ПЛК | ペ ン ン4 4 4 4 4 4 SLC, MLC, ТСХ, QLC, そ し て ПЛК に つ い て そ れ ぞ れ の メ リ ッ ト · 短 所 を 順 番 に 解説 し ま す SLC:. |
| 書 き 換 え 回 数 | 18000 ~ |
|---|---|
| 書 き 込 み 速度 | と て も 速 い |
| 読 み 出 し 速度 | と て も 速 い |
| レ イ テ ン シ | と て も 速 い |
| 保存 期間 | 極 め て 長 い |
| 価 格 | 恐 ろ し く 高 価 |
SLC (シ ン グ ル レ ベ ルセ ル） は 、 も っ と も シ プ な タ イ プ で す。
箱 に 入 れ る デ 「0」 と 「1」 の 2 つ だ ス ピ ー ド を 維持 し た ま 正確 な 記録 可能 に し ま す。
| 「SLC」 の メ リ リ ッ ト | ト | 3 |
| と て も 速 い |
|---|---|---|---|
| 読 み し 速度 | と て も 速 い | ||
| レ イ ン シ | い | ||
| 保存 期間 | 長 い | ||
| 価 格 | 高 い |
MLC （マ ル チ レ ベ ル セ ル 9箱 に 入 れ る デ タ は SLC の 2 倍 に な り 、 「00」 「01」 「10」 「11」 の 4 つ を 記録 し ま す。 SLC NAND と で す。
| 「MLC」 の メ リ ッ ト | 「MLC」 の 弱点 |
|---|---|
|
常 に 安定 し た 性能 と, 過 酷 な 使 い 方 に 耐 え ら れ る 高 い 耐久性 が MLC NAND の 大 き な メ リ ッ ト.
価 格 は ま だ ま だ 高 い で す が, SLC NAND-の 半 額 以下 で 一般 ユ ー ザ ー で も 十分 に 手 が 届 き ま す
ТСХ:. ト リ プ ル レ ベ ル セ ル (3-битный ДОК)
| 書 き 換 え 回 数 | 600 ~ | |
|---|---|---|
| 書 き 込 み 速度 | 速 い | |
| 読 み 出 し 速度 | と て も 速 い | |
| レ イ テ ン シ シ | や や 速 い | |
| 保存 期間 | 90 9133 0131 価 格 | や や 安 い |
ТСХ (ト リ プ ル レ ベ ル セ ル, ま た は 3-битный MLC NAND) は, 今 の と こ ろ コ ン シ ュ ー マ 向 け SSD で も っ と も 普及 し て い る NAND タ イ プ で す.
箱 に入 れ る デ ー タ SLC の 4 倍 に ま で 増 え 、 「000」 や 「011」 な ど 8 段 の ビ
|
|
|
TLC NAND 採用 SSD Продукт イ ン て 富 で が い が, 自 作 ユ ー ザ ー 的 に は 楽 し い で す.
平均 的 な 性能 と し て は, 読 み 出 し 速度 は MLC NAND に 匹敵 し ま す. 書 き 込 み 速度 は キ ャ ッ シ ュ が 効 い て い る 範 囲 な ら, MLC NAND ク ラ ス の 製品 も あ り ま す. で も 所 詮 はТСХ типа NAND で, キ ャ ッ シ ュ が 切 れ る と 一 気 に 性能 が 落 ち ま す.
ТСХ типа NAND の 詳 し い 性能 に つ い て は, 当 ブ ロ グ ち も ろ ぐ の SSD レ ビ ュ ー で 確認 し て く だ さ い. 製品 に よ っ て ホ ン ト に 性能 が ガ ラ ッ と 変 わ り ま す.
QLC ： ク ア ッ ド レ ベ ル セ ル （4-bit MLC）
| 書 き 換 え 数 | 200 ～ |
|---|---|
| 書 き 込 み 速度 | と て も 遅 い |
| 読 み 出 し 速度 | 速 い |
| レ イ テ ン シ | 遅 い |
| 保存 期間 | 普通 |
| 価 格 | や や 安 い |
QLC (ク ア ッ ド レ ベ ル セ ル, ま た は 4-битный MLC NAND) は, 2019 年 頃 か ら コ ン シ ュ ー マ 向 け に 普及 し 始 め た 4 段 目 の マ ル チ レ ベ ル セ ル で す.
箱 に 入 れ る デ ー タ は SLC の 8 倍 で, 「0000」 「 0001 」「0010」な ど な ど 16 段 階 の ビ ッ ト を 使 っ て デ ー タ を ぎ っ し り 記録 し ま す. あ ま り に も 詰 め す ぎ て, 性能 は 過去 最 悪 で す.
| 「QLC」の メ リ ッ ト | 「 QLC 」の 弱点 |
|---|---|
|
|
QLC NAND の ア ピ ー ル ポ イ ン ト は 「ТСХ логический の 半 額 以下」 だ っ た の に, い ざ 製品 が 登場 す る と ТСХ типа NAND と あ ま り 変 わ ら な い 価 格 に ガ ッ カ リ で す.
性能 はお お む ね 劣化 し 、 耐久性 も。 キ ャ ッ シ ュ が い る 範 囲 な ら TLC 並 の 性能 で す が 、 ュ 9 9 9も 弱点 が 多 い に も 関 わ ら ず, 値 段 が TLC と ほ と ん ど 変 わ ら な い の が 最大 の 問題 点 で す 0,1 ТБ モ デ ル が 5000 ~ 6000 円 ま で 値 下 が り し た ら, ゲ ー ム 用 SSD に ち ょ う ど 良 い と 思 い ま す.
やか も ち
ПЛК: ペ ン タ レ ベ ル セ ル (5-битный ДОК)
| 書 き 換 え 回 数 | 100 以下 |
|---|---|
| 書 き 込 み 速度 | と て も 遅 い |
| 読 み 出 し 速度 | ступенчатая い |
| レ イ テ ン シ | と て も 遅 い |
| 保存 期間 | 普通 |
| 価 格 | と て も 安 い (願望) |
ПЛК (ペ ン タ レ ベ ル セ ル, ま た は 5-битный MLC NAND) は, QLC.密 に 記録 。 実 用 化 さ れ れ ば QLC を さ ら に 下回 る り ま す。
| 「ПЛК」 の メ | 9013 17 130 | 9013 1 |
|---|---|---|
| 9017 1 | 9017 |
|