Тип памяти tlc или mlc что лучше: MLC, TLC или QLC — что лучше для SSD? (а также о V-NAND, 3D NAND и SLC)

SLC, MLC и TLC при выборе SSD

Введение

Производительность и срок службы SSD в первую очередь зависят от флэш-памяти NAND и контроллера с прошивкой. Они являются основными составляющими цены накопителя, и при покупке логично обращать внимание именно на эти компоненты. Сегодня мы поговорим о NAND.

Тонкости технологического процесса производства флэш-памяти вы при желании найдете на сайтах, специализирующихся на обзорах SSD. Моя же статья ориентирована на более широкий круг читателей и преследует две цели:

1. Приоткрыть завесу над невнятными спецификациями, опубликованными на сайтах производителей SSD и магазинов.
2. Снять вопросы, которые могут у вас возникнуть при изучении технических характеристик памяти разных накопителей и чтения обзоров, написанных для «железных» гиков.

Для начала я проиллюстрирую проблему картинками.

Что указывают в характеристиках SSD

Технические характеристики NAND, публикуемые на официальных сайтах производителей и в сетевых магазинах, далеко не всегда содержат подробную информацию. Более того, терминология сильно варьируется, и я подобрал для вас данные о пяти различных накопителях.

Вам что-нибудь говорит эта картинка?

Ок, допустим, Яндекс.Маркет — не самый надежный источник информации. Обратимся к сайтам производителей — так легче стало?

Может быть, так будет понятнее?

А если так?

Или все-таки лучше так?

Между тем, во всех этих накопителях установлена одинаковая память! В это трудно поверить, особенно глядя на две последних картинки, не правда ли? Дочитав запись до конца, вы не только в этом убедитесь, но и будете читать подобные характеристики как открытую книгу.

Производители памяти NAND

Производителей флэш-памяти намного меньше, чем компаний, продающих SSD под своими брендами. В большинстве накопителей сейчас установлена память от:

• Intel/Micron
• Hynix
• Samsung
• Toshiba/SanDisk

Intel и Micron не случайно делят одно место в списке. Они производят NAND по одинаковым технологиям в рамках совместного предприятия IMFT.

На ведущем заводе в американском штате Юта одна и та же память выпускается под марками этих двух компаний почти в равных пропорциях. С конвейера завода в Сингапуре, который сейчас контролирует Micron, память может сходить также и под маркой ее дочерней компании SpecTek.

Казалось бы, при таком раскладе с памятью все должно быть просто. Однако существует несколько типов NAND, которые в свою очередь подразделяются по разным параметрам, внося путаницу.

Типы памяти NAND: SLC, MLC и TLC

Это три разных типа NAND, главным технологическим отличием между которыми является количество битов, хранящихся в ячейке памяти.

SLC является самой старой из трех технологий, и вы вряд ли найдете современный SSD с такой NAND. На борту большинства накопителей сейчас MLC, а TLC – это новое слово на рынке памяти для твердотельных накопителей.

Вообще, TLC давно используется в USB-флэшках, где выносливость памяти не имеет практического значения. Новые технологические процессы позволяют снизить стоимость гигабайта TLC NAND для SSD, обеспечивая приемлемое быстродействие и срок службы, в чем логично заинтересованы все производители.

В первой записи серии мы подсчитывали ресурс накопителя с MLC NAND, и если просто поделить его на три, картина получится не самой радужной. Но это вовсе не значит, что от TLC надо бежать, как черт от ладана.

Во-первых, в моих прикидках за основу был взят заоблачный мультипликатор увеличения объема записи 10х, который на практике в разы ниже. Профильные сайты нередко оценивают его в 2-3х, и даже еще меньше для контроллеров SandForce, применяющих сжатие данных при записи.

Во-вторых, дело не только в количестве циклов перезаписи и мультипликаторе. В контроллер могут закладываться технологии, призванные снизить физическую нагрузку на ячейки памяти при чтении и записи путем адаптации к подаваемому напряжению.

Судя по обзорам и тестам, Samsung 840 неплохо проявил себя, особенно на фоне накопителей с MLC предыдущего поколения.

Кстати, этот накопитель характеризует большая резервная область, призванная продлить срок службы TLC. Королем же производительности в 2012 году стал Samsung 840 Pro с 21nm Toggle Mode MLC на борту.

Интерфейсы MLC NAND: ONFi и Toggle Mode

Сейчас на рынке преобладают накопители с памятью MLC, но и эта память делится на два типа в соответствии с используемым интерфейсом.

ONFi (Open NAND Flash Interface) – это альянс производителей флэш-памяти, выпускающейся по единому стандарту. Обратите внимание на присутствие там Intel и Micron, равно как и на отсутствие Samsung с Toshiba. Последняя пара выпускает память с интерфейсом Toggle Mode.

В начале 2013 года можно купить накопители с памятью ONFi 1.0 и 2.x, а также Toggle Mode 1.0.

Память MLC NAND: асинхронная ONFi 1.0 против синхронной ONFi 2.х

Несмотря на то, что память с пропускной способностью до 200MB/s выпускается уже какое-то время, Intel и Micron не спешат отказываться от выпуска более старой и медленной памяти. Дело в том, что она дешевле, и это позволяет производителям SSD позиционировать накопители в разные сегменты рынка.

Давайте возьмем для примера спецификации двух твердотельных накопителей Corsair в том виде, как они опубликованы на сайте.

Все числовые показатели у них практически идентичны, разве что первый на йоту побыстрее и потребляет побольше энергии. На сайте не указано, но у этих накопителей еще и одинаковый контроллер SandForce-2281 (на что также намекает емкость 120 Гб).

Несмотря на минимальное различие в паспортных характеристиках быстродействия, накопитель с синхронной памятью превосходит коллегу почти во всех аспектах бенчмарков (в таблице по ссылке не отображается название Force GT, но это он).

Как видите, производители не выставляют напоказ ключевые отличия между линейками накопителей, однако это можно понять по цене. SSD с асинхронной памятью продаются немного дешевле, поскольку ее стоимость ниже, чем у синхронной. Зачастую индикатором может служить маркетинговое позиционирование на сайте (более производительные накопители стоят выше в списке).

В серии Vertex 4 используется синхронная память Intel Micron 25nm MLC, а в Agility 4 — асинхронная.

Память MLC NAND: 2.х

Буква “x” обобщает различные этапы второй версии спецификаций ONFi. В 2012 году большинство накопителей снабжалось памятью MLC, изготовленной в рамках технологического процесса 25nm по спецификациям ONFi 2.1.

Впрочем, в конце года на рынке появился накопитель Intel 335 с памятью Intel 20nm MLC NAND, что соответствовало уже спецификациям ONFi 2.3. Переход на новый технологический процесс не приносит дивидендов в быстродействии, поскольку пропускная способность интерфейса все так же ограничена 200MB/s.

В спецификации ONFi 2.3 заложена поддержка протокола EZ-NAND, призванного улучшить коррекцию ошибок (ECC), уровень которых растет по мере уменьшения размера ячеек памяти. Однако для этого в NAND должен быть встроен отдельный контроллер. В Intel 335 он отсутствует, поэтому данную модель можно считать «переходной».

Intel оценивает ее идентично 25nm NAND — в 3 000 циклов перезаписи. Однако гарантийный срок составляет лишь 3 года, в отличие от 5-летней гарантии на Intel 520 при тех же объемах записи в 20GB в день.

Так или иначе, поскольку Intel и Micron переходят на 20nm процесс, логично ожидать в 2013 году появления накопителей с такой памятью под различными брендами.

Память MLC NAND: Toggle Mode 2.0 против синхронной ONFi 2.x

Некоторые производители SSD ставят в разные линейки продуктов память с различными интерфейсами. Хорошим примером служит тот же Corsair, но теперь с серией Neutron (в таблице приведены характеристики быстродействия, заявленные производителем)

Как видите, при прочих равных память Toggle Mode на бумаге выглядит побыстрее ONFi 2.x в последовательной записи и случайном чтении. В принципе, бенчмарки это подтвердили, но все же посмотрите их самостоятельно (например, AnandTech 120Gb, 240Gb).

Как определить конкретный тип памяти в SSD

Вне зависимости от того, приобрели вы твердотельный накопитель или только планируете покупку, после прочтения этой записи у вас может возникнуть вопрос, вынесенный в подзаголовок.

Ни одна программа тип памяти не показывает. Эту информацию можно найти в обзорах накопителей, но есть и более короткий путь, особенно когда нужно сравнить между собой несколько кандидатов на покупку.

Я без проблем нашел там характеристики памяти своих накопителей, за исключением SanDisk P4 (mSATA), установленного в планшете.

В каких SSD установлена самая лучшая память

Давайте сначала пройдемся по основным пунктам статьи:

• производителей NAND можно пересчитать по пальцам одной руки
• в современных твердотельных накопителях используется два типа NAND: MLC и TLC, только набирающая обороты
• MLC NAND различается интерфейсами: ONFi (Intel, Micron) и Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
• ONFi MLC NAND делится на асинхронную (дешевле и медленнее) и синхронную (дороже и быстрее)
• производители SSD используют память разных интерфейсов и типов, создавая разнообразный модельный ряд на любой кошелек
• официальные спецификации редко содержат конкретную информацию, но базы данных SSD позволяют точно определить тип NAND

Конечно, в таком зоопарке не может быть однозначного ответа на вопрос, вынесенный в подзаголовок. Вне зависимости от бренда накопителя, NAND соответствует заявленным спецификациям, иначе ОЕМ-производителям нет смысла ее покупать (они дают на SSD свою гарантию).

Однако… представьте, что лето вас порадовало небывалым урожаем земляники на даче!

Она вся сочная и сладкая, но вам просто не съесть столько, поэтому вы решили продать часть собранных ягод.

Можно предположить, что производители NAND устанавливают самую лучшую память в свои накопители. Учитывая ограниченное количество компаний, выпускающих NAND, список производителей SSD получается еще короче:

• Crucial (подразделение Micron)
• Intel
• Samsung

Опять же, это лишь предположение, не подкрепленное достоверными фактами. Но разве вы поступили бы иначе на месте этих компаний?

в чем отличия, есть ли разница

Твердотельные жесткие диски с каждым годом становятся все дешевле, а вместе с тем и все популярнее. На рынке появляется больше моделей подобных накопителей, и это связано не только с предложением своего ассортимента новыми производителями, но и с использованием новых технологий «старыми игроками». Компании в данный момент выпускают на рынок SSD-диски с двумя основными типами памяти: MLC и TLC. В рамках данной статьи рассмотрим, чем они отличаются друг от друга, и какой вариант лучше купить для домашнего использования.

Обратите внимание: Также можно встретить в продаже твердотельные жесткие диски, память в которых обозначена V-NAND или 3D NAND. Данная память все равно относится к типу MLC или TLC, о подобных обозначениях также расскажем ниже.

Оглавление: 
1. Типы памяти SSD дисков
2. TLC или MLC: что лучше
3. Что такое 3D NAND, 3D TLC и V-NAND в SSD-памяти

Рекомендуем прочитать:
Как выбрать SSD диск: основные характеристики

Типы памяти SSD дисков

В твердотельных накопителях используется флэш-память, которая собой представляет организованные ячейки памяти на базе полупроводников, сгруппированные особым образом. Можно разделить всю используемую флэш-память в SSD накопителях следующим образом:

• По методу чтения и записи. Современные твердотельные накопители используют тип памяти NAND;
• По способу хранения данных. Разделить по способу хранения данных SSD накопители можно на SLC и MLC. Расшифровать аббревиатуры можно как «одноуровневая ячейка» или «многоуровневая ячейка». В случае с памятью SLC в одной ячейке может содержаться не более одного бита данных, тогда как во второй ситуации в одной ячейке может храниться более одного бита. В потребительских твердотельных накопителях используется MLC технология хранения данных.

TLC – это подвид MLC памяти. Если в стандартной MLC памяти хранится 2 бита информации в одной ячейке, то в варианте TLC может хранить три бита информации в одной ячейке памяти. То есть, TLC – это тоже многоуровневая ячейка.

Обратите внимание: Некоторые производители твердотельных дисков указывают не TLC, а 3-bit MLC или MLC-3. По сути, все эти три варианта означают одно и то же.

TLC или MLC: что лучше

Если не рассматривать детали, то можно сказать, что в общем случае тип памяти MLC лучше, чем TLC, вот несколько его преимуществ:

• Память подобного типа прослужит дольше, в среднем, на 20-30%;
• MLC работает быстрее, чем TLC;
• Твердотельные накопители на базе памяти MLC требуют меньше энергии для работы.

За лучшее качество нужно платить, и наличие памяти типа MLC сказывается на стоимости твердотельных жестких дисков – они дороже, чем варианты на TLC.

Но если вдаваться в детали и рассматривать использование SSD-дисков с данными типами памяти на пользовательском уровне, стоит сказать, что отличия между ними не столь велики, и далеко не всегда есть смысл переплачивать за MLC память. Многое в их работе зависит от других факторов, например от интерфейса подключения. Рассмотрим пару вариантов наглядно:

• Скорость работы. Если SSD-накопители на TLC и MLC подключаются по протоколу SATA-3, они, скорее всего, будут показывать равную скорость работы, особенно если речь идет об относительно бюджетной твердотельной памяти. Также стоит заметить, что если TLC накопитель подключать к системному блоку через интерфейс PCI-E NVMe, он может работать быстрее, нежели SSD-диск с типом памяти MLC через PCI-E;
• Потребление энергии. При подключении памяти типа TLC и MLC через протокол SATA-3, они будут тратить примерно одинаковое количество энергии. Но, если подключить память TLC через SATA-3, а память MLC через PCI-E, то вариант на SATA-3 будет тратить в разы (до десятка раз) меньше энергии. Но и здесь важно отметить, что разниться результат затраты электроэнергии может в зависимости от многих других факторов, например, от того, насколько оптимизирован SSD-диск был самим производителем под низкое потребление энергии.

Подводя итог, можно сделать вывод, что однозначно MLC или TLC вариант не выигрывает. Факторов, которые влияют на скорость работы твердотельного накопителя, огромное множество. Если приобрести емкий SSD-диск на основе TLC памяти, он может оказаться лучше от одного производителя, чем модель на MLC от другого производителя, при этом по стоимости они будут одинаковыми. На потребительском уровне покупателю следует ориентировать не на тип памяти, а на показатели того или иного диска в тестах, которые производители всегда публикуют. Разниться показатели в тестах могут даже у моделей одной компании, выпускаемой в разных линейках, несмотря на одинаковый тип памяти в них.

Что такое 3D NAND, 3D TLC и V-NAND в SSD-памяти

Еще один параметр, который может заметить покупатель при выборе твердотельного жесткого диска – это 3D NAND, 3D TLC или V-NAND. В зависимости от производителя данное свойство носит различные названия, но суть одна. При наличии подобного обозначения следует знать, что в данной модели накопителя ячейки флэш-памяти расположены на чипах в несколько слоев, тогда как при отсутствии такого обозначения, скорее всего, они наложены в один слой.

Производство памяти в несколько слоев дешевле, чем в один слой, и по заверениям производителей более надежно.

Загрузка…

Какой тип памяти лучше для ssd накопителей?

Опубликовано 22.09.2018 автор Андрей Андреев — 0 комментариев

Приветствую, дорогие друзья! При выборе SSD накопителя для компьютера (подробнее об этом можно почитать здесь) в характеристиках вы обнаружите различные типы памяти. Их не так много, но по параметрам они все же отличаются.

Сегодня поговорим про то, какой тип памяти лучше для SSD и на что следует обратить внимание в первую очередь. Начнем?

Существующие варианты

Сегодня почти любой твердотельный накопитель работает на памяти NAND. В зависимости от особенностей, разделяются они на три вида:

• SLC – одноуровневая. Каждая ячейка запоминает один бит в зависимости от состояния – она может быть включена или выключена. Имеет наименьшее энергопотребление, наибольшую скорость перезаписи и количество ее циклов. Однако стоит дорого, поэтому используется преимущественно в крутых серверных решениях.
• MLC – многоуровневая. Ячейка запоминает два бита. Стоит дешевле, так как и характеристики «попроще». Используется преимущественно на рабочих станциях и серверах среднего класса.
• TLC – трехуровневая. Ячейка запоминает три бита. Имеет наибольшую плотность, менее вынослива и работает относительно медленнее. Самый доступный тип, поэтому широко применяется в твердотельных дисках, рассчитанных на массовое потребление.

Эти типы относятся к планарному типу, то есть они «плоские». Их общий недостаток в том, что для увеличения плотности приходится уменьшать техпроцесс, а бесконечно это сделать невозможно по физическим причинам.

Этих недостатков лишены ячейки 3D. Имеющие форму цилиндра. Называются они 3D V‑NAND или 3D TLC. Технические характеристики отвечают планарному типу памяти TLC.

Производители

Компаний, которые производят чипы для твердотельных накопителей, меньше, чем брендов, выпускающих диски SSD. В 2017 году производством занимались:

• Intel/Micron;
• Toshiba/SanDisk;
• Hynix;
• Samsung.

Первые два пункта не случайно содержат две компании через слэш – эти бренды наладили совместное производство и маркируют продукцию приблизительно в равных пропорциях.

У этих компаний покупают чипы все бренды, выпускающие SSD, поэтому на разных марках установлены по сути одинаковые запоминающие устройства. Принципиальных различий между марками памяти нет: производятся они по единому технологическому процессу и стоят примерно одинаково.

На цену влияют уже транспортные издержки: купить в 2018 году накопитель с памятью, сделанной в Сингапуре, обойдется дешевле, чем с памятью, сделанной в США, учитывая, что и стоимость чипов и контроллеров также приблизительно одинакова.

Какой отдать предпочтение

Изучив любую таблицу производительности, несложно определиться с выбором:

• TLC или MLC – последняя более надежна и работает быстрее;
• MLC или 3D NAND – последняя медленнее и рассчитана на меньшее количество циклов перезаписи;
• TLC или MLC 3D V‑NAND – как сказано выше, по техническим параметрам лучше одноуровневая память.

Так как твердотельные накопители покупаются, в первую очередь, ради увеличения производительности компьютера, более быстрой загрузки операционной системы и игр, логично, что предпочтительнее использовать одноуровневую память. Однако все упирается в цену: как я отмечал, обойдется такое удовольствие очень дорого.Рационально ли переплачивать, если вы апгрейдите или собираете, пускай и навороченный, но все же обычный домашний комп? Однозначно нет.

Поэтому TLC – именно тот вид ячеек, на который следует ориентироваться при выборе твердотельного накопителя. Кстати, в этом случае вам будет полезна публикация «Как сравнить SSD накопители и по каким параметрам». Хотя эта память и медленная, по сравнению с другими видами, она по быстродействию существенно превосходит обычный жесткий диск.

О производителях жестких дисков и какому бренду отдать предпочтение, вы можете почитать здесь.

А в качестве возможной покупки, могу порекомендовать девайс Kingston SSDNow A400 240GB 2.5″ SATAIII TLC (SA400S37/240G), который имеет очень неплохие параметры за приемлемую цену, а приобрести можете в этом популярном инет-магазине.

Спасибо за внимание и до встреч в следующих публикациях. Делитесь этой статьей с друзьями в социальных сетях и не забудьте подписаться на новостную рассылку!

С уважением, автор блога Андрей Андреев.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

что такое SLC, MLC, TLC, QLC и PLC

Твердотельные накопители улучшают производительность устаревших компьютеров и превращают новые ПК в высокоскоростные. Но когда Вы выбираете SSD, Вас засыпают такими терминами, как SLC, SATA III, NVMe и M.2. Что все это значит?

О ячейках памяти

Современные твердотельные накопители используют флэш-память NAND, строительными блоками которой является ячейка памяти. Это базовые блоки, на которые записываются данные в SSD. Каждая ячейка памяти принимает определенное количество битов, которые зарегистрированы на устройстве хранения как 1 или 0.

SSD с одноуровневой ячейкой (SLC)

Основным типом SSD является SSD с одноуровневой ячейкой (SLC). SLC принимают один бит на ячейку памяти. Это немного, но у него есть некоторые преимущества. Во-первых, SLC — это самый быстрый тип SSD. Они также более долговечны и менее подвержены ошибкам, поэтому считаются более надежными, чем другие твердотельные накопители.

SLC популярны в корпоративных средах, где потеря данных менее терпима, а надежность является ключевым фактором. SLC, как правило, дороже, и они, как правило, не доступны для потребителей.

Если Вы видите потребительский SSD SLC, он, вероятно, имеет другой тип NAND и кэш SLC для повышения производительности.

SSD с многоуровневой ячейкой (MLC)

Твердотельные накопители с многоуровневой ячейкой (MLC) не являются особенно точными. Они хранят только два бита на ячейку, что не очень «много», но иногда схемы именования технологий не всегда ориентированы на будущее.

MLC немного медленнее, чем SLC, поскольку для записи двух битов в ячейку требуется больше времени, чем одного. Они также менее долговечны и надежны, потому что данные записываются на флэш-память NAND чаще, чем с SLC.

Их емкость не такая высокая, как у других типов твердотельных накопителей, но Вы можете найти твердотельный накопитель MLC емкостью 1 ТБ.

SSD-накопители с трехслойной ячейкой (TLC)

Как следует из названия, SSD TLC записывают три бита в каждую ячейку. На момент написания этой статьи TLC являются наиболее распространенным типом SSD.

Они объединяют в себе меньшую емкость, чем диски SLC и MLC, но жертвуют относительной скоростью, надежностью и долговечностью. Это не означает, что диски TLC плохие. На самом деле, они, вероятно, являются Вашим лучшим вариантом сейчас.

TBW

Как правило, долговечность SSD выражается в TBW (запись в терабайтах). Это количество терабайт, которое можно записать на диск до того, как он выйдет из строя.

Модель Samsung 860 Evo на 500 ГБ (популярный SSD несколько лет назад) имеет рейтинг TBW 600; модель 1 ТБ — 1200 TBW. Это много данных, поэтому такой диск должен служить Вам долгие годы.

TBW также являются оценками «безопасного уровня»; SSD обычно превышают эти пределы. Однако, чтобы быть в безопасности, сделайте резервную копию, чтобы минимизировать потерю данных, особенно на старых дисках.

SSD с четырьмя уровнями ячеек (QLC)

Диски четырехъярусной ячейки (QLC) могут записывать четыре бита на ячейку.

QLC NAND может упаковать намного больше данных, чем другие типы, но прямо сейчас диски QLC сильно влияют на производительность дисков. Это особенно верно, когда кэш исчерпан во время передачи больших файлов (40 ГБ или выше). Это может быть краткосрочной проблемой, поскольку производители пытаются оптимизировать QLC.

Долговечность также вызывает беспокойство. Бюджетный накопитель Crucial P1 QLC NVMe имеет номинальную мощность 100 TBW на модели 500ГБ и только 200 TBW на 1ТБ. Это довольно мало по сравнению с TLC, но все еще достаточно для домашнего использования.

SSD с пятью уровнями ячеек (PLC)

SSD-контроллеры PLC, которые могут записывать 5 бит на ячейку, еще не существуют для потребителей, но они находятся в пути. Toshiba упомянула о дисках PLC в конце августа 2019 года, а Intel — в следующем месяце. Диски PLC должны быть в состоянии вместить в SSD еще больше емкости. Тем не менее, они будут иметь те же проблемы, что и TLC и QLC, когда речь идет о долговечности и производительности.

Мы рекомендуем Вам подождать, пока не появятся отзывы, прежде чем покупать ранний SSD PLC. Кроме того, проверьте рейтинги TBW, чтобы увидеть, насколько они долговечны.

Например, диск QLC, о котором мы упоминали выше, имеет более низкий рейтинг TBW, но он работает до 54 ГБ, записываемых в день в течение пяти лет. Никто не пишет так много данных дома, поэтому можно ожидать, что этот диск будет работать долго, несмотря на более низкий рейтинг TBW.

Другие термины SSD

Это основные типы флэш-памяти NAND, но вот еще несколько терминов, которые могут Вам помочь:

• 3D NAND: В какой-то момент производители NAND попытались расположить ячейки памяти NAND ближе друг к другу на плоской поверхности, чтобы уменьшить размер дисков и увеличить емкость. Это работало до определенного момента, но флэш-память начинает терять свою надежность, когда ячейки расположены слишком близко друг к другу. Чтобы обойти это, они поместили ячейки памяти друг на друга, чтобы увеличить емкость. Это обычно называется 3D NAND, а иногда и вертикальным NAND.
• Технология выравнивания износа: ячейки памяти SSD начинают разрушаться, как только они используются. Чтобы помочь накопителям оставаться в хорошей форме дольше, производители включают технологию износа, которая пытается записывать данные в ячейки памяти как можно более равномерно. Вместо того, чтобы постоянно записывать определенный блок в один раздел диска, он распределяет данные равномерно, поэтому все ячейки заполняются с одинаковой скоростью.
• Кэш: Каждый SSD имеет кэш, в котором данные кратко хранятся перед их записью на диск. Эти кэши имеют решающее значение для повышения производительности SSD. Как правило, они состоят из SLC или MLC NAND. Когда кэш заполнен, производительность имеет тенденцию к значительному падению — это особенно верно для некоторых TLC и большинства дисков QLC.
• SATA III: это наиболее распространенный интерфейс жесткого диска и SSD 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 соединяет SSD с материнской платой. Нынешние потребительские накопители NVMe примерно в три раза быстрее, чем 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. Они вписываются в специальные слоты на большинстве современных материнских плат.

Теперь Вы хорошо подготовлены к тому, чтобы пойти дальше и выбрать лучший диск для своих нужд.

SSD на базе QLC — убийца жёстких дисков? На самом деле нет

SSD-накопители уже давно вышли из разряда дорогой и ненадежной экзотики и стали привычным компонентом компьютеров всех уровней, от бюджетных офисных «печатных машинок» до мощных серверов.

В этой статье мы хотим рассказать о новом этапе эволюции SSD — очередном повышении уровня записи данных в NAND: о четырехуровневых ячейках, хранящих по 4 бита, или QLC (Quad-Level Cell). Накопители, сделанные по этой технологии имеют большую плотность записи, это упрощает увеличение их объема, а стоимость оказывается меньше, чем у SSD с «традиционными» ячейками MLC и TLC.

Как и следовало ожидать, в процессе разработки потребовалось решить множество задач, связанных с переходом на новую технологию. Компании-гиганты успешно с ними справляются, а небольшие китайские фирмы ещё отстают, их накопители менее технологичны, но дешевле.

Как это происходило, появился ли новый «убийца HDD» и надо ли бежать в магазины, меняя все HDD и SSD прошлых поколений на новые — расскажем ниже.

В процессе эволюции накопителей менялся способ хранения информации, техпроцесс становился всё более тонким, увеличивалась плотность записи как в единичную ячейку, так и на чип. В контроллерах совершенствовались алгоритмы, скорость записи приближалась к скорости чтения, а затем они стали быстро расти. Сегодня равномерность распределения обращений к ячейкам памяти NAND достигла некоего оптимума, надежность хранения информации многократно выросла и почти сравнялась с этим показателем у традиционных HDD. В процессе стремительного развития технологий, SSD стали выпускаться в самых разных форм-факторах.

Сейчас на рынке представлен огромный выбор накопителей от самых разных компаний, как первого эшелона А-брендов, так и от китайских фирм, которые постарались, чтобы SSD хватило на всех

Что нам предлагает технология QLC?

Количество битов, записанных в одной ячейке NAND, определяется тем, сколько уровней заряда находится в транзисторе с плавающим затвором. Чем их больше, тем больше битов может хранить один транзистор. В этом и заключается главное отличие технологии QLC от «предыдущей» TLC — количество битов в одной ячейке выросло с трёх до четырёх.

С увеличением количества уровней заряда очень сильно меняются характеристики накопителя: падает скорость доступа, уменьшается надежность хранения информации, но при этом возрастает ёмкость, а соотношение цена/объем становится привлекательнее для покупателей. Соответственно, чипы, построенные по технологии QLC, дешевле, чем предыдущее поколение TLC, в которых хранится по три бита в одной ячейке. В то же время QLC менее надежны, потому что вероятность выхода ячейки из строя существенно увеличивается с каждым новым уровнем.

В дополнение к сложностям одной отдельно взятой ячейки, возникают другие. Вследствие того, что чипы памяти делаются по технологии 3D NAND, они представляют собой трехмерные массивы ячеек, плотно упакованных один над другим, и ячейки в соседних «этажах» взаимно влияют друг на друга, портя жизнь своим соседям. К тому же современные чипы содержат больше слоев, чем изделия предыдущих поколений. Например, одна из технологий повышения плотности памяти подразумевает увеличение количества слоёв в кристалле с 48 до 64. В рамках другой технологии производится «спайка» двух 48-слойных кристаллов, доводя общее количество до 96, что налагает очень высокие требования к совмещению границ в этом «бутерброде», становится больше точек отказа и растёт доля брака. Несмотря на сложность процесса, такая технология получается выгоднее, чем пытаться наращивать слои в одном кристалле, потому что отбраковка при увеличении числа слоев растет нелинейно, и невысокий выход пригодных чипов обошелся бы слишком дорого. Справедливости ради надо заметить, что только компании высшего эшелона могут позволить себе такие разработки. Некоторые китайские фирмы, производящие чипы, так и не перешли на 64-слойные кристаллы, а технологией «склеивания» двух 48-слойных кристаллов пока обладают только такие гиганты электроники, как Intel и Micron.

3D NAND

Еще одна новинка, используемая в накопителях нового поколения А-брендов — перенос управляющей и питающей обвязки под массив ячеек. Благодаря этому уменьшилась площадь кристаллов и стало возможно размещать по четыре банка памяти там, где раньше помещалось только два. А это, в свою очередь, позволило распараллелить запросы и увеличить скорость работы с памятью. Кроме того, меньшая площадь кристаллов позволила увеличить емкость накопителей.

Возросшая плотность ячеек помогает бороться и с более быстрой деградацией памяти. С этой задачей разобрались «в лоб», с помощью еще большей избыточности массива ячеек.

Прототипы QLC-чипов показали прошлым летом, а первые обещания о выпуске SSD по новой технологии прозвучали в начале этого года. Летом практически все фирмы производящие накопители, сообщили о том, что они уже готовы к массовому выпуску, озвучили названия новых моделей, их цены и характеристики. Сейчас уже можно приобрести SSD с QLC-чипами. Большинство моделей выпускается в форм-факторе M.2 и 2.5″, с емкостями 512 гигабайт, 1 и 2 терабайта.

Позиционирование QLC-накопителей

Для начала стоит честно признать, что накопители, созданные по новой технологии QLC, категорически не годятся для серьёзных/критических задач. И причиной тому целый ряд технических трудностей, которые приходится решать инженерам как крупных корпораций-изобретателей, так и китайских «последователей».

К примеру, на сайте Intel новые SSD предлагаются только в сегменте для домашних компьютеров среднего уровня. Особенно оправдано их применение в малопроизводительных нетбуках, в чьи задачи не входят игры или работа с базами данных, а стоимость, наоборот, очень важна. Подобные «печатные машинки» становятся всё более востребованы. Для работы в сегменте «энтерпрайз» предлагаются исключительно накопители с чипами MLC и TLC.

Если сравнивать характеристики брендовых SSD (дешёвые китайские рассматривать нет смысла, недорогие контроллеры убивают все характеристики), то средняя цена QLC-накопителей примерно на 20-30 % ниже MLC, при одинаковом форм-факторе и объёме.

Скорость доступа. Для модели с чипами QLC она составляет: на чтение до 1500 Мб/сек, на запись до 1000 Мб/сек. Для модели на чипах TLC — 3210 Мб/сек и 1625 Мб/сек соответственно. Скорость записи у QLC-накопителя в полтора раза ниже, а чтения — в два. Разница существенная, но для серфинга в инете и редактирования текстов — более чем достаточная.

TBW (Total Bytes Written). Критичный параметр, характеризующий ресурс SSD. Он говорит о том, какое максимальной количество терабайтов можно записать на накопитель. Чем TBW выше, тем более живучий диск и тем дольше он сможет проработать без сбоев. У всех моделей серии 760p ресурс составляет 288 TBW, а у 660p — всего 100 TBW. Практически трехкратная разница.

DWPD (Drive Writes Per Day). Этот показатель надёжности говорит о том, сколько раз в день можно перезаписать весь накопитель целиком, и рассчитывается по формуле:

DWPD = TBW / 0,512 * 365 * 5

где 0,512 — объем накопителя в терабайтах;

365 — количество дней в году;

5 — количество лет гарантии.

DWPD более объективен, потому что при расчете учитывается время, в течение которого производитель обязуется бесплатно решать проблемы с накопителем. Для QLC-модели DWPD равен 0,1, а для TLC-моделей — 0,32. Другими словами, в данном примере каждый день QLC может полностью перезаписывать 50 Гб — это его штатный режим работы. Учитывая, что при той же цене ёмкость QLC-накопителей выше MLC, то средний пользователь «печатной машинки с интернетом» вряд ли успеет выработать этот ресурс.

Эти два устройства — яркий пример того, как инженерам приходится решать множество технических сложностей, которые в QLC проявились ярче, чем в TLC. В частности, у QLC ниже скорость доступа на запись и чтение, ниже ресурс, выше коэффициент WAF (подробнее о нём — ниже). Давайте рассмотрим подробнее основные трудности и методы их решения.

Скорость доступа

Начнём с одной из наиболее заметных для пользователя особенностей QLC SSD — снижения скорости записи при заполнении кэша накопителя. Поскольку скорость доступа у QLC и так сравнительно невысокая, то производители стараются увеличить её с помощью кэширования. В SSD для этого используется собственный массив ячеек диска, которые переводятся в однобитный режим работы — SLC.

Существует несколько алгоритмов кэширования. Зачастую под кэш выделяется небольшая часть ёмкости самого накопителя — в среднем, от 2 до 16 Гб, в некоторых моделях может быть до нескольких десятков гигабайтов. Недостаток метода в том, что если при работе компьютера идет интенсивный обмен данными, то небольшой объем кэша может быстро заполнится и скорость чтения/записи резко упадет.

Более технологичные компании используют продвинутые контроллеры, которые умеют динамически переводить часть ячеек в быстрый режим SLC, в этом случае объем кэша зависит от общего объема накопителя и может достигать 10 %. В современных SSD используются оба метода: сравнительно небольшое количество статического кэша дополняется динамически выделяемым объемом, который получается в разы больше. Чем больше свободного места, тем больше размер кэша и тем сложнее исчерпать его объем. Логично, что более объемный накопитель имеет кэш большего размера, а значит в нем динамический кэш будет работать эффективнее.

Наглядная зависимость размера SLC-кэша от объема накопителя и свободного места на нем.

Ошибки чтения

Усложнение архитектуры QLC по сравнению с TLC привело и к росту количества ошибок чтения данных. Для их исправления потребовалось внедрить принудительное использование алгоритмов ECC (Error correction code, коды коррекции ошибок). С их помощью контроллер самостоятельно исправляет почти все ошибки чтения данных. И разработка эффективных алгоритмов коррекции — одна из сложнейших задач при создании QLC-накопителей, поскольку требуется не только обеспечить высокую эффективность коррекции (выражается в количестве исправленных битов на 1 Кб данных), но и как можно меньше обращаться к ячейкам памяти, чтобы экономить их ресурс. Для этого производители внедряют более производительные контроллеры, но главное — задействуют мощные научно-статистические аппараты для создания и совершенствования алгоритмов.

Ресурс

Особенности архитектуры QLC не только снижают надёжность, но и приводит к явлению «усиления записи» (Write amplification, WA). Хотя корректнее было бы говорить «умножение записи», однако вариант «усиление» пока что больше распространён в Рунете.

В чём суть WA? В SSD физически с ячейками выполняется гораздо больше операций чтения/записи, чем требуется для того объёма данных, непосредственно принятого от операционной системы. В отличие от традиционных HDD, у которых очень небольшой «квант» перезаписываемых данных, данные на SSD хранятся довольно большими «страницами», обычно по 4 КБ каждая. Также есть понятие «блок» — минимальное количество страниц, которые могут быть перезаписаны. Обычно блок содержит от 128 до 512 страниц.

Например, цикл перезаписи в SSD состоит из нескольких операций:

1. переместить страницы из стираемого блока в место временного хранения,
2. очистить место занимаемое блоком,
3. переписать временный блок, добавив новые страницы,
4. записать обновленный блок на старое место,
5. очистить место, используемое для временного хранения.

Как видите, при этой операции происходит многократное чтение и стирание сравнительно больших объемов данных в нескольких разных областях накопителя, даже если операционная система хочет изменить всего несколько байтов. Это серьезно повышает износ ячеек. Кроме того, «лишние» операции чтения/записи заметно снижают пропускную способность флеш-памяти.

Степень «усиления записи» выражается коэффициентом WAF (Write amplification factor): отношение фактически перезаписываемого объёма данных к объёму, который требуется перезаписать. В идеале, когда не используется компрессия, WAF равен 1. Реальные же значения очень сильно зависят от разных факторов, например, от размера перезаписываемых блоков и алгоритмов используемых в контроллерах.

А поскольку ячейки QLC гораздо чувствительнее к количеству циклов перезаписи, то размер WAF стал намного важнее, чем для TLC и MLC.

Какие ещё факторы негативно влияют на WAF в QLC-накопителях?

С ростом WAF в QLC борются различными методами.

Например, с помощью over-provisioning (OP) — выделяя для служебных нужд часть объёма, который не доступен пользователю.

OP = (физическая ёмкость — доступная пользователю ёмкость) / доступная пользователю ёмкость

Чем больше выделяемая область, тем больше свободы у контроллера и быстрее работа его алгоритмов. Например, раньше под OP выделяли разницу между «реальным» и «маркетинговым» гигабайтом, то есть между 10⁹ = 1 000 000 000 байтов и 2³⁰ = 1 073 741 824 байтов и, что равняется 7,37 % от общего объёма накопителя. Есть и ряд других ухищрений для выделения служебного пространства. Например современные контроллеры позволяют динамически задействовать под OP весь текущий свободный объём накопителя.

Примерная зависимость WAF от размера OP:

Позволяет снизить WAF и алгоритм разделения статических и динамических данных (Separating static and dynamic data). Контроллер вычисляет, какие данные перезаписываются часто, а какие преимущественно читаются, или вообще не изменяются, и соответствующим образом группирует блоки данных на диске.

К прочим инструментам уменьшения WAF в QLC-накопителях относятся методики последовательной записи (очень примерно это можно сравнить с привычной нам дефрагментацией HDD). Алгоритм определяет блоки, которые могут принадлежать одному большому файлу и не требуют обработки сборщиком мусора. Если операционная система даст команду на удаление или изменение этого файла, то его блоки будут стираться или перезаписываться целиком, не включаясь в цикл WA, что повышает скорость и меньше изнашивает ячейки памяти. Наконец, свой вклад в борьбу с WA вносит компрессия данных перед записью и дедупликация.

Как вы уже поняли, надёжность и ресурс QLC-накопителей зависит далеко не только от используемых чипов памяти, но и от производительности контроллера, а главное — от продвинутости всевозможных алгоритмов, заложенных в контроллер. Многие компании, даже крупные, покупают контроллеры у других фирм, специализирующихся на их выпуске. Небольшие китайские фирмы пользуются недорогими и простыми контроллерами прошлых поколений, руководствуясь не качеством и новизной алгоритмов, а ценой. Крупные компании не экономят на железе для своих SSD и выбирают контроллеры, обеспечивающие накопителю долгую жизнь и бо̒льшую скорость работы. Лидеры среди производителей контроллеров для SSD постоянно меняются. А ведь кроме сложных контроллеров огромную роль играют и алгоритмы прошивок, которые крупные производители разрабатывают самостоятельно, не доверяя это важное дело сторонним компаниям.

Выводы

Главное преимущество QLC перед накопителями на TLC- и MLC-чипах заключается в том, что в тот же физический объём удалось поместить ещё больше памяти. Так что QLC не вытеснят с рынка предыдущие технологии, и уж тем более не станут конкурентами для HDD.

Разница между QLC и TLC по скорости будет заметна при запуске тяжелых программ и при интенсивном обмене данными. Но обычный пользователь этого может не заметить, потому что в компьютерах того уровня, для которых рекомендуются QLC-накопители, программа дольше ожидает действий пользователя, чем работает с данными.

Можно смело сказать, что ниша недорогих накопителей для компьютеров небольшой производительности, когда не имеет смысла переплачивать за повышенную надежность или максимальные скорости записи и чтения, успешно занята. В таких компьютерах QLC SSD может быть единственным накопителем, на котором будут установлены система и необходимые программы, а также храниться данные пользователя. А в энтерпрайзе — революции не произошло, здесь по прежнему пока будут отдавать предпочтение более надёжным TLC и медленным, но неприхотливым HDD.

Однако технологии не стоят на месте, уже в этом году производители обещают начать переход на техпроцесс в 7 нм, а в перспективе, в 2021 году и позже — грядут техпроцессы 5 и 3 нм. Совершенствуются алгоритмы контроллеров, некоторые фирмы обещают «умные» SSD-накопители, которые будут в несколько раз быстрее, при некоторых специфичных сценариях использования, планируется развитие технологий 3D NAND.

Так что, подождем пару лет и посмотрим, что ещё смогут нам предложить производители.

Для получения дополнительной информации о продукции Kingston обращайтесь на официальный сайт компании.

Что лучше — SSD память 3D NAND MLC или TLC: список отличий

Развитие цифровых технологий ускоряет свой ход, сегодня редкий компьютер или ноутбук обходится без твердотельного SSD-накопителя. Каждый из нас рано или поздно столкнется с необходимостью его приобретения, ведь именно этот компонент способен наиболее эффективно ускорить работу ПК. Но при покупке пользователь сталкивается с трудностями выбора, ведь такая память изготавливается на базе разных технологий в лице ячеек для хранения данных. В нашей сегодняшней статье речь как раз и пойдет о том, что лучше – MLC или TLC.

Чем отличаются MLC и TLC

В этот раз речь идет именно о TLC и MLC ячейках. Однако, существуют и другие типы чипов памяти. Рассмотрим каждый из них подробнее, чтобы понять, какой лучше.

Практически во всех современных SSD (будь то MLC или TLC) используется 3D NAND технология, которая означает применение нескольких слоев с транзисторами. Это повышает надежность устройств и их быстродействие.

Существует и более старая технология SLC (Single Level Cell), в ней, в отличие от предыдущих, слой был всего один. Однако в силу плохих технических параметров она мало используется и рассматривать мы ее не станем.

Понятие «лучше» отождествляет в первую очередь долговечность, ресурс и скорость считывания/записи. Это основные параметры, которыми должен обладать современный твердотельный накопитель.

Срок службы

Ресурс измеряется сразу по двум параметрам. Это время работы на отказ и количество терабайт записанной информации. И если с первым параметром все хорошо, то второй является слабым местом SSD. Точнее, являлся ранее.

Если взглянуть на приведенную выше таблицу, можно понять, что в данном случае технология MLC выигрывает – очередной плюс в свою копилку.

На скриншоте изображен текущий объем записанных данных для диска Samsung SSD EVO на 250 Гб. При этом гарантированный ресурс составляет 150 Тб.

Сам ресурс исходит из надежности транзисторов, в которые записываются байты. При этом триггеры переключаются из одного положения во второе и количество таких переключений ограничено. Когда оно подходит к концу, ячейка памяти «умирает» и помечается системой как отсутствующая.

Кстати, если вы хотите разобраться с терабайтами, килобайтами и мегабайтами, рекомендуем прочесть инструкцию по этому вопросу.

Надежность

Хотя технологии твердотельных накопителей постоянно совершенствуются, однако хранить важные данные на них по-прежнему не рекомендуется. Для этого, как и раньше, лучше всего использовать HDD (традиционные жесткие диски). Твердотельные же накопители применяются там, где нужна скорость: для установки операционной системы, игр или программ, требующих быстродействия дисковой подсистемы.

Что лучше MLC или TLC?

Учитывая все, написанное выше, можно с уверенностью сказать – технология MLC в наше время выигрывает, и так будет продолжаться по крайней мере в 2019 году.

Примеры устройств

Для наглядности мы рассмотрим примеры разных реальных устройств с разными типами памяти. Это позволит вам понять, чем они отличаются и какие SSD лучше.

MLC

Представителем памяти MLC у нас будет накопитель под названием Transcend SSD 370STS256GSSD370S. Объем тестового образца 256 ГБ.

Устройство отличается металлическим корпусом, высоким ресурсом и большим объемом данных при записи на отказ.

Отличный недорогой накопитель с высокой скоростью работы и требуемым типом памяти. Именно его мы рекомендуем поставить на ПК без M2 слота на материнской плате.

TLC

Рассмотрим устройство с типом памяти, который мы не рекомендуем покупать. Это, в отличие от предыдущего, будет SSD накопитель Kingston A400SA400S37/240G на 240 ГБ.

Как видно, скорость чтения тут немного ниже, зато запись обгоняет предыдущего нашего лауреата. В этом и заключается разница между ними.

3D XPoint

Также существуют новые типы памяти, которые просто с гигантским отрывом выигрывают у MLC и TLC. Они лучше во всем и сейчас вы лично в этом убедитесь. Рассмотрим устройство под названием Intel Optane 900P PCIeSSDPED1D480GASX на 480 ГБ.

Внимание: скорость считывания и записи выше в 5 раз! Наработка на отказ больше в 100 раз! Вы только вдумайтесь в эти цифры, это просто невероятный показатель!

Данное устройство подключается уже не по SATA (она не может обеспечить нужной пропускной способности), а через PCI-шину. Соответственно, требуется вывод теплого воздуха, хотя охлаждение тут используется пассивное.

Данный SSD использует новый тип памяти под кодовым названием 3D XPoint (анонсирована Intel и Micron в июле 2015). Пока о ней известно только, что для записи данных тут используется изменение сопротивления материала. Ячейки, вместе с селектором, расположены на пересечении перпендикулярных линий адресации слов и битов.

Стоят такие накопителя в 10 раз дороже, нежели MLC и TLC-устройства, однако во столько же они во всем лучше. Для серьезных рабочих станций покупать нужно именно Optane.

Видео

Для того чтобы разобраться в вопросе было проще, мы подготовили тематический ролик по этой теме.

Подводим итоги

На этом все, теперь вы точно знаете, что лучше – MLC или TLC. Для обычного домашнего ПК подойдет любое MLC-устройство, но если финансы позволяют нужно брать именно новые накопители от Intel.

Так или иначе, если у вас остались вопросы, задавайте их в комментариях, а мы с радостью дадим каждому из вас дельный совет что именно выбрать в той или иной ситуации.

Тип памяти

MLC или TLC в SSD-накопителях: в чем отличия

Твердотельные жесткие диски с каждым годом дешевеют и в то же время становятся все популярнее. На рынке появляется все больше моделей таких накопителей, и не только потому, что новые производители предлагают свою продукцию, но и потому, что «старые игроки» используют новые технологии. В настоящее время большинство компаний выпускают SSD-накопители с двумя основными типами памяти: MLC и TLC. В этой статье мы разберемся, в чем основные различия между тем, как эти два, и какой лучше покупать для домашнего использования.

Обратите внимание

На рынке можно встретить твердотельные накопители, у которых тип памяти обозначен как V-NAND или 3D NAND. Эти типы по-прежнему относятся к MLC или TLC, и о них мы также расскажем позже.

Типы памяти для ssd накопителей

Твердотельные накопители используют флэш-память — организованные ячейки памяти на основе полупроводников, сгруппированные особым образом. Вся флэш-память, которая может эффективно использоваться в SSD-накопителях, делится следующим образом:

• Методом чтения и записи.Современные твердотельные накопители используют память типа NAND;
• По способу хранения данных. По способу хранения данных SSD-диски можно разделить на SLC и MLC. Вы можете расшифровать эти сокращения как «одноуровневая ячейка» и «многоуровневая ячейка». В случае типа памяти SLC одна ячейка может содержать не более одного бита данных, а во второй ситуации — когда мы говорим о типе памяти MLC — в одной ячейке может храниться более одного бита. В потребительских твердотельных накопителях в основном используется технология хранения MLC.

TLC — это подвид памяти MLC. Стандартная память MLC хранит 2 бита информации в одной ячейке, тогда как в версии TLC может храниться три бита информации в одной ячейке памяти. То есть TLC также является многоуровневой ячейкой.

Обратите внимание

Некоторые производители твердотельных накопителей не маркируют TLC, они пишут 3-битные MLC или MLC-3. Так что стоит знать, что все эти три имени имеют одинаковое значение.

Tlc или mlc: что лучше

Если не углубляться в детали, можно сказать, что в целом тип памяти MLC лучше, чем TLC, и вот почему:

• Памяти этого типа хватит на 20-30% дольше;
• MLC работает быстрее, чем TLC;
• Твердотельные накопители на основе памяти MLC потребляют меньше энергии при работе.

Лучшее качество всегда дороже, поэтому твердотельный накопитель с типом памяти MLC в большинстве случаев будет стоить дороже, чем с типом памяти TLC.

Но если вы не прочь вдаваться в подробности и рассмотреть возможность использования SSD-накопителей с этими типами памяти на пользовательском уровне, стоит сказать, что различия между ними не так уж велики, и не всегда есть смысл переплачивать для памяти MLC. В процессе их работы многое зависит от других факторов (например, от интерфейса подключения). Рассмотрим несколько вариантов:

• Скорость рабочая. Если твердотельные накопители на TLC и MLC подключены по протоколу SATA-3, они, вероятно, покажут одинаковую производительность, особенно если речь идет о значительно дешевой твердотельной памяти. Также следует отметить, что если привод TLC подключен к системному блоку через интерфейс PCI-E NVMe, он может работать быстрее, чем SSD с типом памяти MLC через PCI-E;
• Потребляемая мощность. Когда память TLC и MLC подключены по протоколу SATA-3, они будут тратить примерно одинаковое количество энергии.Но если вы подключите память TLC через SATA-3, а память MLC через PCI-E, вы можете заметить, что опция на SATA-3 расходует в несколько раз (до десяти раз) меньше энергии. Но и здесь важно отметить, что разница в потреблении электроэнергии может зависеть от многих других факторов, например, от того, насколько производитель SSD-накопитель оптимизировал для низкого энергопотребления.

Подводя итог, можно сделать вывод, что идеального варианта — MLC или TLC не существует. На скорость твердотельного накопителя влияет множество факторов.Если вы купите емкий SSD-диск на базе памяти TLC, он может быть лучше от одного конкретного производителя, чем модель на MLC от другого производителя, при этом они будут стоить одинаково. На потребительском уровне любой покупатель должен ориентироваться не на тип памяти, а на производительность конкретного накопителя (эту информацию можно найти в тестах, которые производители всегда публикуют). Даже модели одной компании, выпущенные в разных линейках, могут показывать разную производительность, несмотря на то, что все они имеют одинаковый тип памяти.

Что значит 3d nand, 3d tlc и v-nand в ssd-памяти

Еще один параметр, который может заметить покупатель при выборе твердотельного жесткого диска, — это 3D NAND, 3D TLC или V-NAND. В зависимости от производителя это свойство имеет разные названия, но суть одна. Если вы видите такое обозначение, знайте, что в данной модели накопителя все ячейки флеш-памяти расположены на микросхемах в несколько слоев, тогда как при отсутствии такого обозначения они, скорее всего, накладываются в один слой.

Изготовление памяти в несколько слоев дешевле, чем в один слой. Также производители заявляют, что он более надежен.

.

Сравнение MLC, TLC и V-NAND в серверных приложениях

Опубликовано 3 ноября 2015 г. Автор: Логан Харбо

Чтобы удовлетворить постоянно растущие потребности современных предприятий в данных, производители твердотельных накопителей (SSD) выпускают передовые устройства с большей емкостью, чем у предыдущих поколений. Независимо от того, рассматриваете ли вы варианты хранения 2-битного MLC, 3-битного TLC или V-NAND, твердотельные накопители в последние годы прошли долгий путь, и некоторые из более продвинутых вариантов могут изменить правила игры для вашей организации.

Решение парадокса

Производители постоянно работают над увеличением емкости, производительности и долговечности SSD. Самый очевидный способ сделать это — втиснуть больше транзисторов в то же пространство, сделав транзисторы меньше.

Однако это делает устройства более склонными к ошибкам, что требует большего количества исправляющего ошибки кода и большей вычислительной мощности для проверки на наличие ошибок. По мере уменьшения размеров отдельных ячеек количество атомов, составляющих отдельные ячейки, увеличивается от сотен до десятков, что делает квантовые эффекты все более важными.Эти эффекты вводят возможность ошибок из-за случайного шума, а также возможность перекрестных помех между ячейками из-за уменьшения расстояния между путями. Поэтому производителям твердотельных накопителей необходимо было изобрести решение, позволяющее преодолеть этот парадокс: твердотельные накопители большей емкости, занимающие такое же физическое пространство, но не требующие меньших транзисторов.

Развитие технологии SSD

Стремясь улучшить свои SSD-серверы, предприятиям необходимо решить, использовать ли они 2-битные многоуровневые ячейки (MLC) или 3-битные MLC (также известные как TLC).Кроме того, им также следует рассмотреть новую технологию Vertical NAND (V-NAND), которая доступна как в 2-битном, так и в 3-битном вариантах. В отличие от планарной технологии, где повышенная плотность достигается за счет уменьшения геометрии ячеек, V-NAND увеличивает емкость за счет укладки ячеек в несколько слоев. Отсутствие сжатия отдельных ячеек позволяет избежать проблем производительности и долговечности, связанных с межсотовыми помехами.

Выбор подходящей технологии

Как вы выбираете лучшее решение? С точки зрения пользователя, основное различие между 3-битным и 2-битным MLC заключается в долговечности.2-битный MLC требует меньше энергии для программирования и, следовательно, обеспечивает более высокую надежность и лучшую производительность в приложениях последовательного типа. И наоборот, 3-битный MLC требует больше энергии, что приводит к снижению выносливости по сравнению с 2-битным MLC, и больше подходит для приложений случайного типа. Компромисс в цене. Диски, использующие 2-битный MLC, будут иметь более высокую стоимость, чем 3-битный MLC.

Твердотельные накопители на базе

V-NAND по сравнению с предыдущей планарной NAND-памятью обеспечивают повышенный срок службы и производительность. Фактически, 3-битная V-NAND будет работать лучше, чем 2-битная планарная NAND SSD, что не только обеспечит вам экономию средств, но и повысит надежность.

Применение SSD в серверах

С точки зрения администратора, разница между MLC и TLC, а также планарной и V-NAND — это вопрос применения и надежности. Поскольку серверные приложения продолжают раздвигать границы того, сколько данных может обрабатывать данная система, высокопроизводительные возможности твердотельных накопителей становятся все более необходимыми, что компенсируется только стоимостью гигабайта и общей емкостью. TLC и V-NAND помогают увеличить емкость и долговечность, одновременно снижая затраты, делая твердотельные накопители все более экономичным вариантом в центре обработки данных.

Представление о том, что SLC предлагает превосходную технологию по сравнению с MLC или TLC, больше не соответствует действительности, и значительно превосходящие возможности и надежность V-NAND предлагают администраторам возможность использовать скорость и эффективность флэш-памяти практически на любом сервере. Продолжающееся совершенствование технологии памяти может побудить большее количество компаний рассмотреть твердотельные накопители, такие как Samsung PM863 или SM863 Series, чтобы повысить надежность и емкость своих серверов.

Оцените различия между 2-битным MLC, 3-битным TLC и V-NAND для корпоративных приложений? Прочтите технический документ ниже, чтобы узнать больше.

Оценка MLC, TLC и V-NAND для корпоративных твердотельных накопителей — Технический документ от Samsung Business USA

.

Сравнение SLC, MLC и TLC

Войти Зарегистрироваться Зарегистрируйтесь для мгновенного доступа к техническим документам или для загрузки технических спецификаций

• Deutsch

ИЩЕТЕ ФОТОГРАФИИ И РОЗНИЧНЫЕ ТОВАРЫ? НАЖМИТЕ ДЛЯ ПОСЕЩЕНИЯ НАШЕГО ПОТРЕБИТЕЛЬСКОГО САЙТА | DELKINDEVICES.COM

• О Delkin
  • Delkin Difference
  • Партнеры
  • Создано для заказа в США
  • Technology
    • Интерфейсы / форм-факторы
    • Flash Endurance
    • Power Fail
    • Настройка

    0003 Тестирование

    • Профиль компании
    • Карьера
  • Приложения
    • Здравоохранение
    • Аэрокосмическая промышленность
    • Транспорт
    • Встроенные вычисления
    • Игры
    • Информационно-развлекательные
    • Связь / Сеть
    • Управление цифровыми вывесками / Управление энергией
    • 7
  • Продукты
    • Номера промышленных деталей
    • Промышленные SD-карты
      • Промышленные SLC SD
      • MLC / Industrial 3D SD
      • COEM SD
    • Industrial microSD
      • Industrial SLC microSD

      9000 3 MLC / Industrial 3D microSD

      • COEM microSD
    • Промышленный SSD mSATA
      • Промышленный SSD mSATA SLC
      • MLC / Industrial 3D mSATA SSD
    • Industrial 2.5 ″ SSD
      • Industrial SLC 2,5 ″ SSD
      • MLC / Industrial 3D 2,5 ″ SSD
    • Industrial eMMC
    • Industrial M.2 SSD
    • Industrial CompactFlash (CF)
      • CompactFlash серии C400
      • CompactFlash серии C500
      • CompactFlash серии C600
      • CompactFlash серии C670 / C670A
    • Industrial CFast
    • Industrial CFexpress
    • Industrial Embedded USB (eUSB)
    • Industrial USB Flash Drive
  • Industrial
    

    0

    • Контактные данные

    Услуги частной торговой марки

    • Веб-сайт розничной торговли
    • Spec Download
    • Перекрестное справочное руководство по промышленной замене
    • Скачать каталог промышленной продукции

  • Delkin Blog
  • ЕСТЬ ВОПРОС?

  Меню

  .Описание флэш-памяти NAND

  : MLC против TLC, VNAND и др. | ГеймерыNexus

  Это в первую очередь видеопроект, который пересматривает нашу популярную публикацию об архитектуре SSD от 2014 года. Весь этот контент остается актуальным и по сей день — архитектура SSD существенно не изменилась на низком уровне — но она заслуживает обновления. Флэш-память NAND представляет собой фактический компонент хранения твердотельного накопителя и влияет не только на емкость; Выбор флеш-памяти NAND влияет на выносливость, скорость и показатель стоимости за ГБ.Индустрия постепенно достигает паритета между устройствами TLC и MLC NAND для массового и игрового сегментов, при этом VNAND стабильно продвигается через каналы Samsung. Что касается того, как на самом деле работают MLC и TLC, мы обратимся к нашему контенту.

  В этом обновлении мы ввели трехмерную анимацию, которая помогает визуализировать сложность состояний напряжения и программ / стирания, активно происходящих на диске. Оригинальную графику и текст нашей статьи по архитектуре можно найти на этой странице.

  Что такое NAND Flash?

  NAND Flash — это энергонезависимая постоянная память.В этом отношении флеш-память NAND на твердотельных накопителях служит той же цели, что и пластины жесткого диска: она хранит данные с относительной постоянством, в отличие от энергозависимой системной памяти, которая только временно хранит данные для вызова. Однако жесткий диск использует электромагниты и большие вращающиеся диски с физически перемещающимися заголовками для хранения данных. В жестких дисках есть механический компонент, который определяет их максимальную рабочую скорость, привязанную к скорости движущейся головки (например, проигрыватель грампластинок), и увеличивает шум / вибрацию с увеличением максимальной пропускной способности.

  NAND не хранит свои данные магнитным способом; вместо этого NAND Flash выполняет электрические операции чтения / записи, проверяя состояние напряжения. Каждая часть данных обрабатывается как бит и хранится на уровне «ячейки» в SSD.

  Вот упрощенный образ SSD, который мы сделали для статьи 2014 года:

  Упрощенный твердотельный накопитель, описанный выше, состоит из контроллера — фактически ЦП твердотельного накопителя, поскольку это более или менее небольшой компьютер, восемь каналов и восемь флэш-модулей, подключенных к этим каналам.В этом воображаемом SSD мы полностью использовали все доступные каналы нашего контроллера с помощью флеш-модулей.

  Контроллер обрабатывает выравнивание износа, сборку мусора, продление циклов P / E и управляет коэффициентом усиления записи (WAF), все из которых мы обсуждали в этом предыдущем материале.

  Обращаясь к NAND, мы можем представить, что наш образец SSD, приведенный выше, использует 16-нм MLC Flash NAND. Номер в нм — это технологический узел для кремния, вырезанный на заводе-изготовителе и предоставленный производителям SSD для использования в их накопителях.«MLC» представляет тип NAND — в данном случае многоуровневую ячейку. В этом типе NAND есть два бита данных на ячейку, в отличие от одноразрядного хранения на SLC и трехбитового хранения на TLC. Заглянем глубже:

  Каждый модуль Flash может содержать несколько штампов Flash. В этом примере мы показали математические расчеты того, как можно создать SSD на 480 или 512 ГБ. Наш образец NAND составляет 128 ГБ на модуль при четырех кристаллах на модуль и восьми модулях. Это 32 матрицы по 128 ГБ, или по 16 ГБ каждая, всего 512 ГБ памяти.Если предположить нормальный объем избыточного пространства — часто около 7% — то получится SSD на 480 ГБ.

  NAND встроен в организационную структуру для обеспечения длительного срока службы накопителя. Матрица Flash состоит из нескольких плоскостей — обычно двух — которые затем разбиваются на блоки. Допустим, их 1024, а затем блоки содержат страницы. Страница — это наименьшая единица хранения данных на SSD, обычно размером 16 КБ, до перехода на уровень ячеек.

  SSD разделяется таким образом, потому что контроллер постоянно перемещает данные, чтобы гарантировать одинаковый износ всех блоков.Флэш-память NAND может переносить только такое количество программ — или записей — и столько стирания, прежде чем истечет срок ее действия и перейдет в состояние только для чтения. В совокупности действия по программе и стиранию называются циклами P / E. Если какой-либо блок исчерпывает свои циклы P / E неравномерно, это может поставить под угрозу весь диск, поэтому контроллер работает с уровнем износа NAND с одинаковой скоростью. Это означает непрерывное перемещение данных от ячейки к ячейке на основе запросов P / E, выданных пользователем (или хостом).

  В связи с этим, каждый раз, когда вы записываете и стираете данные на SSD, вы активно его убиваете.Процесс определения уровня износа и сборки мусора стал достаточно сложным в сочетании с большим количеством циклов P / E, поэтому большинство пользователей исчерпают срок службы системы раньше, чем SSD.

  Но это еще не все — давайте посмотрим на клетки.

  Ячейки работают на битовом уровне. В каждом SSD есть миллиарды ячеек, каждая из которых отвечает за свой бит или биты данных. SLC означает одноуровневую ячейку, MLC для многоуровневой ячейки — два уровня и TLC для трехуровневой ячейки.

  SLC NAND может содержать только одного бита данных на ячейку, поэтому он меньше по емкости на ячейку, но быстрее.Для этой ячейки есть только два возможных состояния напряжения: 1 или 0. Когда заряд отправляется в ячейку, он возвращает либо 1, либо 0 для проверки напряжения. Проверка напряжения показывает, какие данные, если таковые имеются, в настоящее время занимают ячейку. Поскольку существует только два возможных результата напряжения, устройство работает с большей стабильностью и производительностью, чем более заполненные многоуровневые и трехуровневые ячейки, каждая из которых хранит экспоненциально больше уровней напряжения и требует большей электрической точности во время проверки.Из-за старения SSD происходит медленное снижение электрического заряда, что влияет на точность проверки напряжения на TLC и MLC NAND. Поскольку SLC поддерживает только два возможных состояния напряжения, он менее подвержен битовым ошибкам во время проверок.

  Это также означает, что твердотельные накопители SLC будут меньше по емкости и будут стоить дороже, поскольку для достижения паритета емкости с MLC, который хранит два бита данных на ячейку и имеет четыре уровня напряжения , требуется вдвое больше ячеек. TLC содержит три бита данных на ячейку — поэтому он может содержать на ~ 30% больше данных на ячейку, чем MLC, — но использует восемь уровней напряжения.Стоимость гигабайта резко снижается с TLC и MLC, но есть компромисс между скоростью и выносливостью. SLC в основном используется для предприятий, хотя даже это становится редкостью.

  TLC имеет 7 точек считывания между уровнями напряжения, MLC — три, а SLC — одну. Больше точек чтения означает больше места для данных, но требуется большая детализация на электрическом уровне для проверок напряжения.

  Это охватывает основы NAND, но это еще не все. Контроллер определяет большую часть процедуры старения твердотельного накопителя, а улучшенное выравнивание износа или уменьшение WAF может увеличить срок службы даже TLC, чтобы прослужить всю жизнь системы.

  Редакция: Стив «Lelldorianx» ​​Берк
  B-Roll: Киган «HornetSting» Галлик
  Видео и анимация: Эндрю «ColossalCake» Коулман

  .

  No related posts.