Тип памяти tlc: Страница не найдена – Вадим Стеркин

отличия SLC, MLC, TLC и QLC — Александр Навагин — Хайп

© Windows Central

Рынок твердотельных накопителей наполнен широким ассортиментом моделей разных ценовых категорий. Компаний, самостоятельно производящих и чипы памяти, и контроллеры, немного, поэтому десятки брендов продают плюс-минус одинаковое железо под разными вывесками. Из-за этого фирма на упаковке имеет мало значения, а главной характеристикой SSD является тип используемой памяти.

Флеш-память для SSD классифицируется по плотности записываемых данных, количеству уровней сигнала, поддерживаемых одной ячейкой. Чем их больше – тем выше плотность записи, тем дешевле обойдется диск в пересчете на единицу объема. Сегодня выпускаются и продаются SSD с памятью SLC, MLT, TLC, а недавно к ним прибавились еще и модели на QLC.

Виды памяти для SSD

SLC – исторически первый тип флеш-памяти, применяемый в твердотельных накопителях. Аббревиатура расшифровывается как «Single Level Cell» (одноуровневая ячейка), и, как следует из названия, поддерживает один уровень сигнала. Такой блок лишь записывает логический 0 или 1, в зависимости от положения транзистора, и может содержать только 1 бит информации.

MLC – развитие SLC, расшифруется как «Multi Level Cell», то есть, «ячейка со многими уровнями». Транзистор такой флеш-памяти уже может «помнить» не просто 1 или 0, а несколько уровней сигнала, благодаря чему содержит 2 бита информации. Это позволяет поднять плотность записи при том же техпроцессе вдвое, а значит снизить цену на гигабайт емкости до 2 раз.

TLC или «Triple Level Cell» (три уровня) – логичное продолжение MLC. За счет тонкого управления уровнем заряда ячейки, и повышением чувствительности считывания, один элемент флеш-памяти может хранить в себе 3 бита информации.

QLC – самый новый, на данный момент (2019), вид памяти для SSD. Она расшифровывается как «Quad Level Cell» и, соответственно, способна хранить 4 бита данных в ячейке одновременно. Такая флеш-память – самая доступная, бюджетный диск на терабайт с ней можно найти по цене около $100-120.

Эволюция памяти для SSD © m.donanimhaber.com

Принципиальные отличия между SLC, MLC, TLC и QLC памятью SSD

Повышая емкость блока флеш-памяти, разработчики SSD могут снижать стоимость накопителей, но есть проблема. Нельзя просто наращивать число ячеек до 4, 6 или 10. Это существенно снижает ресурс диска, уменьшая количество циклов перезаписи, по истечении которого он уже не сможет ничего записывать (только читать).

С переходом на многоуровневые типы флеш-памяти сам транзистор, хранящий данные, принципиально не меняется. Он как был один, так и есть, просто инженеры научили его запоминать несколько уровней сигнала. При этом повышение их числа приводит к квадратичному росту количества уровней (комбинаций 0 и 1, записываемых в блок).

Для записи одного бита нужно всего 2 состояния (уровня) заряда: 0 и 1. Чтобы записать два бита – их уже должно быть 4: 00, 01, 10 и 11. Для трех бит требуется 8 уровней: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111. Для 4 бит на ячейку требуется 16 уровней сигнала. А чем больше уровней – тем «нежнее» сам транзистор, тем быстрее он изнашивается, деградирует.

Для SLC, если ячейки теряют чувствительность, можно просто слегка поднять подачу питания. Для других типов сделать это нельзя, так как при повышении накопленного заряда контроллер не сможет прочитать блок, например, приняв комбинацию 001 как 010. Вроде всего один бит сместился, но файл окажется поврежден. А чем больше уровней, тем ниже та самая граница по достижении которой элемент памяти выходит из строя.

Кроме того, что сами транзисторы становятся более чувствительными, частота обращения к ним тоже повышается. В итоге ресурс снижается в разы, а то и десятки или сотни раз. Если SLC в среднем выдерживает около 100 тыс. перезаписей, то MLC – около 10 тыс. , TLC – 3-5 тыс., а самые дешевые чипы QLC переживают всего около 1 тыс. циклов. Инженеры прибегают к различным алгоритмам снижения нагрузки, но это лишь слегка улучшает износостойкость.

Разница между SLC, MLC, TLC и QLC © Micron

Третьей проблемой повышения плотности становится снижение скорости. Ведь чем больше уровней заряда может хранить транзистор, тем больше нагрузка на контроллер, который должен улавливать тончайшую разницу между схожими комбинациями бит. Чем больше состояний может поддерживать флеш-память SSD, тем она медленнее.

Дешево, быстро, надежно: сложный выбор

Чем больше бит хранит транзистор, тем память SSD будет дешевле в расчете на гигабайт, но тем ниже окажутся ее скорость и долговечность. Из-за этого накопители с разным типом чипов отличаются ценой, быстродействием и надежностью. SLC – самые быстрые и живучие, но дорогие. Из-за этого такие диски выпускаются, преимущественно, для корпоративного сегмента.

SSD с памятью MLC потихоньку уходит в прошлое. Все из-за того, что с переходом на 3D NAND чипы (содержащие транзисторы в несколько слоев), по мере устранения недостатков, ресурс TLC мало уступает MLC, но зато трехуровневая память обходится дешевле. Смысла платить больше почти нет, поэтому в потребительском сегменте новые модели на MLC выпускают только в верхнем сегменте.

Памятью MLC оснащаются, в основном, высокоскоростные модели вроде Samsung 970 PRO. Такие накопители можно смело использовать и в игровом, и рабочем, и развлекательном ПК или ноутбуке. Правда, чтобы иметь побольше места, придется заметно переплатить.

SSD на TLC 3D NAND занимают основную часть рынка. Большинство актуальных моделей содержат именно такие чипы. Хорошим примером твердотельного накопителя с такой памятью является Samsung 860 EVO, который и быстр, и достаточно надежен, но доступнее чем Pro.

QLC – вещь новая, еще не очень популярная, но уже встречающаяся в продаже. Популярные носители на ее базе – Samsung 860 QVO (не путать с EVO!). Также уже полно дисков от мелких китайских фирм, вроде KingSpec. Именно их и можно поискать по цене около $100 за терабайт. Правда, надежность подобных гаджетов пока не очень изучена, и брать их стоит только под файловое хранилище, установку игр, хранение мультимедиа. Но крайне не рекомендую качать на диски QLC торренты, писать потоковое видео (например, с IP-камеры) и подвергать иным активностям такого рода.

Подводя итоги, можно сказать, что SLC-память для SSD лучше во всем. Но она намного дороже, поэтому выпускается лишь для оборудования промышленного и серверного применения. MLC и TLC – оптимальный вариант по соотношению цены, скорости и надежности. Именно ее стоит брать для универсального компьютера, используемого и для работы, и игр.

Относительно QLC стоит быть осторожным. Да, это доступный вид памяти, который предлагает много гигабайт за немного денег. Но покупать такой диск под установку системы, а тем более, хранение ценных данных нежелательно ввиду малого числа отзывов и статистики.

Компромиссным вариантом является покупка нескольких накопителей разного типа. Взяв под систему и ценные файлы скоростную модель с NVME на 120-256 ГБ, можно быть спокойным и за сохранность файлов, и за быстродействие компьютера. А под хранение файлов, не подразумевающее частых перезаписей, для экономии можно взять тот же Samsung 860 QVO на 500 ГБ, 1 ТБ или больше.

TLC, MLC или 3D nand: какой тип памяти выбрать для SSD

Стоимость твердотельных носителей определяется производительностью, объёмом памяти и количеством допустимых циклов перезаписываемой информации. Все технические характеристики зависят от типа памяти SSD. Рассмотрим, какие виды флеш-памяти бывают во внешних и стационарных накопителях и, что лучше выбрать TLC или MLC.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал

 Содержание:

1. Существующие типы памяти SSD
2. Какой тип памяти лучше TLC или MLC
3. 3D NAND что это и стоит ли покупать

Существующие типы памяти SSD

Скорость передачи информации, а также количество циклов перезаписи в твердотельных дисках зависят от встроенной флеш-памяти и контроллера. Тип памяти SSD диска по способу построения бывает NAND и 3D NAND. По способу хранения информации накопители бывают четырёх видов TLC, eMLC, MLC, SLC. Все они работают на транзисторах и своеобразных плавающих затворах. При этом уровень напряжения, который хранится на плавающей затворке, и обуславливает значение битов/бита хранимой информации. Единичный транзистор может хранить один бит информации, два или три. Из-за желания увеличить объём памяти твердотельного накопителя и снизить его себестоимость, за всё время существования и было создано четыре типа памяти SSD:

1. SLC. Первые твердотельные накопители были оснащены типом памяти SLC. Это одноуровневая ячейка, на которой хранится только 1 Бит информации. Есть определённое номинальное значение, определяющее, количество хранение Битов в ячейке. Когда напряжение выше логического номинального, то там хранится логическая единица, если ниже номинального — 0. Поэтому в одной ячейки и хранится всего один бит, так как есть только 2 определяющих значения напряжения. Для первых SSD накопителей SLC память показывала удивительные возможности, особенно в сравнении с жёсткими дисками. При этом срок годности или показатель циклов перезаписи выше всех следующих типов — 100 тыс. Производительность также высокая — скорость считывания информации 25 мс, основной недостаток — высокая цена и малый объём памяти. Поэтому тип SSD на основе SLC используется только для работы серверов и дата-центров.

2. Производители стали биться над созданием флеш-памяти, которая могла бы хранить не один бит памяти в ячейке, а хотя бы два. Для этого им пришлось увеличить количество порогов напряжения. Так появился тип памяти MLC, использующий уже четыре отдельных значения напряжения — 00, 01, 10, 11. Как итог, всё-таки удалось снизить цену на SSD в целом, но за счёт увеличения плотности памяти, микросхемы стали чувствительнее к негативным факторам и перегреву и показатель P/E (количество циклов перезаписи) снизился в 10 раз, а точнее до 10 тыс. Скорость передачи данных тоже упала почти в два раза — до 45 мс.

3. Подвид памяти MLC оптимизированный под предпринимательский сектор использования, обслуживания серверов, дата-центров. Тип флеш-памяти eMLC что-то средние между SLC и MLC: количество циклов перезаписи 20-30 тыс. Но по скорости обработки данных уступает SLC.
4. Удавшаяся реализация предыдущего способа хранения большей информации на одной ячейке и желание сделать твердотельные накопители бюджетными и доступными простым пользователям, привели к созданию типу памяти TLC. Для неё уже было создано 8 пороговых значений напряжения (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111), соответственно одна ячейка уже могла хранить три Бита памяти. Слишком плотное хранение информации снова негативно отразилось на технических характеристиках, таких как скорость чтения и записи информации и долгосрочности работы SSD. Так, количество возможных циклов записи и перезаписи по сравнению с SLC со 100 тыс. снизилось до 3-5 тысяч. Скорость передачи данных у SSD с TLC памятью стала всего лишь 25 мс, но этот показатель всё равно выше, чем у HDD дисков в 10 раз. В то же время стоимость на твердотельный накопитель такого плана сделала его доступным для любого среднестатистического пользователя.

Для домашнего использования чаще всего выбирают SSD с типом памяти TLC или MLC.

Читайте также: 6 программ для проверки SSD диска на ошибки, скорость и битые сектора.

Какой тип памяти лучше TLC или MLC

Если брать в целом разницу работы SSD на чипах TLC и MLC, то вторые имеют неоспоримые преимущества:

• Скорость работы выше на 20 мс (45 против 25 мн).
• Продолжительность срока эксплуатации больше в 2-3 раза.
• Электроэнергии для работы нужно меньше, значить менее энергоёмкие.
• Прочность и надёжность эксплуатации также выше.

Главный недостаток — это стоимость твердотельных накопителей с MLC, при том что цена и на бюджетные модели достаточно высокая, несмотря на её значительное снижение в последние годы. К тому же не стоит забывать, что даже самый бюджетный внешний или стационарны SSD с TLC флеш-памятью по производительности будет в несколько раз выше, чем жёсткий диск, так зачем переплачивать.

А также при определении, какой тип памяти лучше TLC или MLC, нужно брать не общие характеристики, а исходные данные вашего компьютера, интерфейс подключения. Например:

1. При более высокой стоимости бюджетного SSD c чипом памяти MLC и более высоким параметрами производительности, указанных на упаковке, после подключения через интерфейс SATA3, с большой вероятностью будут показывать одинаковую пропускную способность. Также если MLC подключить через PCI-E, а TLC через PCI-E NVMe, то последний твердотельный накопитель будет показывать скорость считывания информации выше.
2. Разным может быть и потребления электроэнергии при подключение в разные интерфейсы. Так, несмотря на то, что TLC поглощает больше электроэнергии, при подключении в SATA3, этот показатель будет в несколько раз ниже, в сравнении с твердотельным накопителем MLC подключенным в интерфейс PCI-E.
3. Разница в производителях тоже может сыграть свою роль при выборе, что лучше TLC или MLC. При одинаковой стоимости TLC может выигрывать в объёмах памяти или гарантийном сроке эксплуатирования.

Тем более, что это не все параметры, влияющие на работу SSD, его производительность, срок работы и электропотребления. Иногда выгоднее взять накопитель с TLC нового поколения, пусть и уступающего по некоторым техническим характеристикам или равных по ним, чем SSD с устаревшей моделью памяти типа MLC.

Поэтому однозначного ответа, какой тип памяти лучше MLC или TLC нет. Всё зависит от цели покупки и задач возлагаемых на накопитель. Если SSD нужен для офисной работы или частых загрузок сторонней информации с её последующим удалением, или вы гонетесь за скоростью передачи данных, то лучше выбрать MLC. Для спокойного домашнего использования, чтобы увеличить скорость работы компьютера или ноутбука, достаточно будет твердотельного накопителя с памятью типа TLC. У него хватает производительности, чтобы удовлетворить юзера, и срок гарантийного использования, переводя циклы перезаписываемой информации на года, 3-5 лет. Что равняется сроку использования стандартного жёсткого накопителя до его выхода из строя.

3D NAND что это и стоит ли покупать

Для удовлетворения запросов на ёмкость SSD накопителей и чтобы при этом не страдала техническая часть с последующим уменьшением срока работы накопителя, производители стали уменьшать размер самих чипов памяти. Так они дошли до своего предела в 15-12 нм. Исчерпав возможность двигаться в этом направлении и увеличивать память за счёт количества хранения информации на ячейки, они решили изменить структуру их расположения. Так, появились многоуровневые флеш-памяти под аббревиатурой 3D NAND, то есть если ранее ячейки размещались в один слой, то теперь многослойно. Первая компания, которая выпустила трёхмерный чип памяти с трёхуровневыми ячейками, была Самсунг и назвала своё изобретение V-NAND, где V означало “вертикальный”. Другие производители также подхватили эту идею, и в итоге из-за трёхмерной структуры работы чипа памяти он получил название 3D NAND. В будущем планируется выпускать не только 3D V-NAND, но и 3D H-NAND (горизонтальный), так производители смогут ещё больше увеличить ёмкость памяти и срок использования.

Получается, что 3D NAND — это всё те же типы памяти MLC и TLC, только размещаются не одним слоем, а несколькими. Поэтому вы можете приобрести, например, 3D NAND TLC, который будет на голову выше флеш-памяти TLC, но количество хранения будет всё те же 3 Бита. Качественное улучшение произошло только за счёт увеличения количества транзисторов. И скорее всего выбор между 3D NAND TLC и 3D NAND MLC будет определяться личными предпочтениями. Интересно, что многие производители не спешат в характеристиках уточнять, с каким конкретно типом чипа по количеству хранимой информации та или иная модель, просто пишут 3D NAND.

Стоит ли покупать твердотельный накопитель c 3D NAND? Если вам важно долгое хранение информации, производительность твердотельного накопителя, большой объём памяти (сейчас есть устройства с ёмкостью в 6 Тб), то да. Тем более, что за такой конфигурацией флеш-памяти стоит будущее, уже сейчас они по чуть-чуть стали вытеснять с рынка одноуровневые накопители.

Технология флеш-памяти NAND и твердотельные накопители (SSD)

Твердотельные накопители (SSD)

За последние несколько лет стоимость флеш-памяти NAND упала в достаточной степени, чтобы для клиентских систем и серверов стало возможным использование новых основных устройств хранения, таких как твердотельные накопители. Твердотельные накопители — это прямая замена жестких дисков (стандартных вращающихся) в компьютерах с совместимыми интерфейсами, такими как SATA или SAS.

Твердотельные накопители обладают значительными преимуществами в плане производительности и долговечности по сравнению со стандартными жесткими дисками. Твердотельные накопители не имеют движущихся частей; все они являются полупроводниковыми устройствами. В связи с этим твердотельные накопители не страдают от механических задержек, как жесткие диски. А без движущихся частей SSD-накопители могут подвергаться гораздо большим ударным нагрузкам и вибрации, чем жесткие диски, благодаря чему отлично подходят для широкого спектра портативных и мобильных устройств.

Раньше твердотельные накопители разрабатывались на основе чипов DRAM и были дорогостоящими, что делало их пригодными только для требовательных серверных сред.

Сегодня благодаря более низкой стоимости флеш-памяти NAND твердотельные накопители используются в самых разных сферах применения — от потребительских устройств до корпоративных и военных вычислительных систем.

Срок службы SSD

Компания Kingston использует флеш-память NAND с номинальным сроком службы, подходящим для рабочей нагрузки твердотельного накопителя. В результате Kingston может по конкурентоспособной цене предложить твердотельные накопители для различных вариантов применения.

Твердотельные накопители Kingston клиентского и корпоративного класса обладают номинальным сроком службы, соответствующим целевой рабочей нагрузке. Для клиентских SSD-накопителей компания Kingston предоставляет спецификацию TBW (количество записанных терабайтов), благодаря чему пользователи могут прогнозировать срок службы SSD-накопителя в своем варианте применения.

Корпоративные твердотельные накопители Kingston оцениваются аналогично с использованием спецификации TBW, а также характеризуются значением DWPD (количество перезаписей всего объема накопителя в день), которое определяется на основе TBW и гарантийного срока SSD-накопителя. Например, твердотельный накопитель емкостью 1 ТБ с номинальным эксплуатационным ресурсом 1DWPD означает, что пользователь может записывать на SSD-накопитель 1 ТБ данных в день в течение 5 лет. Значения TBW/DWPD помогают корпоративным клиентам, которые развертывают твердотельные накопители Kingston в своих корпоративных средах, планировать ИТ-инфраструктуру.

Компания Kingston предоставляет программную утилиту «KSM» (Kingston Storage Manager) для отслеживания срока службы SSD-накопителя. Думайте о ней как о датчике уровня топлива, по которому пользователь может периодически проверять состояние SSD-накопителя.

Тип памяти SLS, MLC, TLC, QLC у дисков SSD

Одним из параметров твердотельных накопителей является тип памяти. Тип памяти указывает на то как выполнены транзисторы в ячейках памяти. От этого зависит сама структура памяти, ее скорость работы и долговечность.

Виды памяти SSD дисков

• SLC – «Single Level Cell» (одноуровневая ячейка) самый первый тип памяти. Каждая ячейка может содержать только один сигнал (логический 0 или логическую 1) соответственно 1 бит информации.
• MLC – «Multi Level Cell» (многоуровневая ячейка) следующее поколение памяти оно уже способно хранить в себе несколько уровней сигнала, и содержит 2 бита информации.
• TLC — «Triple Level Cell» (трехуровневая ячейка) следующее поколение памяти которое уже способно хранить в себе 3 бита информации.
• QLC – «Quad Level Cell» (четырехуровневая ячейка) очередное поколение памяти, которое уже может хранить по 4 бита в ячейке.

Чем большее количество информации может хранить в себе ячейка, тем больший объем памяти можно сделать на том же количестве транзисторов, как следствие стоимость одного Гб памяти уменьшается, но существуют и побочные явления увеличения уровней ячеек, о них поговорим далее.

В чем отличия MLC, TLC, SLC, QLC

Рассмотрим общие случаи для различных типов. Как мы уже выяснили принципиальное отличие типов памяти в количестве уровней записываемой информации, так если транзистор SLC может хранить в себе 1 бит информации (1/0) то MLC в себе хранит 2 бита, это значит что сигналов должно быть 4 (00/01; 10/11), TLC соответственно 8 сигналов на транзистор (000/001; 010/011; 100/101; 110/111), QLC будет иметь уже 16 сигналов на транзистор. Это влечет за собой ряд как положительных, так и отрицательных моментов, увеличение количества уровней транзистора увеличивает число обращений к нему, поэтому снижается ресурс. Если в типе памяти SLC условно выдерживает 100 000 циклов перезаписи, то MLC это значение будет меньше 10 000, TLC соответственно еще меньше 5 000, QLC будет около 1 000 циклов перезаписи.

Увеличивается количество сигналов с различными напряжениями требует установки более чувствительного контроллера, которому необходимо различать уровни сигналов, а это в свою очередь снижает скорость доступа к данным.

Для SLC мы имеем только два сигнала, соответственно уровень напряжения может быть (возьмем условно) либо 0В либо 3В, и сели оно снизится до 2,5В это критично не повлияет т.к. это все-равно будет логическая единица, но уже в случае с MLC это не работает, т.к. там уже будет 4 вида напряжений (опять же условно) 0В, 1В, 2В, 3В, даже небольшое снижение напряжения приведет к смещению бита (вместо 01 будет 10), и файл будет поврежден.

Итог в отличиях

Из плюсов увеличение количества сигналов на транзистор мы имеем:

+ значительное уменьшение стоимости изделия;

+ уменьшение размеров устройства.

Из минусов:

— снижение циклов перезаписи;

— снижение скорости доступа к данным;

— более чувствительный к перепадам напряжения.

Что такое V-NAND, 3D NAND

V-NAND, 3D NAND обозначают структуру SSD дисков транзисторы, в которых расположены в несколько слоев, что позволяет сократить размеры устройства. У некоторых фирм на устройствах может отсутствовать обозначение какой тип памяти использован, а иметься только маркировка V-NAND, так у Samsung в линейке устройств EVO используется технология TLC, а для линейки PRO технология MLC. То на сколько эффективна технология V-NAND

Какой SSD выбрать

При выборе типа памяти твердотельного накопителя, если не учитывать цену устройств, лучше остановиться на  SLC или MLC, если же нужен как можно более дешевый вариант то QLC, что-то среднее цена/качество это технология TLC. Чем меньше уровней в транзисторе тем лучше для памяти, но стоимость таких устройств резко возрастает.

автор: Admin

Типы памяти NAND в твердотельных накопителях SSD — SOROSOTO

На сегодняшний день в большинстве твердотельных накопителей SSD в качестве записывающих элементов применяются чипы NAND-памяти.   От памяти NAND и контроллера с прошивкой в первую очередь зависят производительность и срок службы SSD накопителей.   Контроллер и в большей степени память NAND является основной составляющей цены на накопитель. Цена на SSD напрямую зависит от применяемой в нём типе памяти, это может быть SLC, MLC или TLC — так обозначаются разные типы NAND-памяти. Они отличаются друг от друга скоростью записи, чтением данных и себестоимостью производства.   Исходя из этого, производители SSD накопителей заинтересованы в наилучшем сбыте своей продукции и соответственно в её максимальном удешевлении — чем хуже память, тем она дешевле. А вот уже потребителям, при покупке SSD, логично обращать внимание именно на показатель типа установленной памяти.
Вот давайте в этих типах NAND-памяти разберёмся немного подробнее.

SLC, MLC или TLC — что это и какая между ними разница?

Создание флеш-памяти типа NAND.
Первый чип с флеш-памятью типа NAND появился в 1989 году. Разработчиком данной технологии по праву считается японец инженер Фудзио Масуока работавший под крылом компании Toshiba. Ранее, ещё в 1984 году он же был родоначальником первой флеш-памяти. Поначалу эта технология не пошла в массовое производство, банально тогда у компании Toshiba не было больших средств на дальнейшие исследования и приемлемых производственных мощностей (тогда же из-за недостаточного финансирования Фудзио Масуока покинул компанию Toshiba) и в 1992 году Toshiba поставила технологию флэш-памяти NAND в Samsung Electronics с целью расширения рынка. После этого, сделав огромные инвестиции, компания Samsung стала лидером на мировом рынке по производству флэш-памяти. Уже потом, также и для компании Toshiba производство флеш-памяти NAND-типа превратилось в основной бизнес, который зарабатывает большую часть своей прибыли.   Не так давно, будучи уже на пенсии, Фудзио Масуока посетовал, что не только Toshiba, но и Япония должным образом не оценили технологии, разработанные компанией Toshiba.

Первые сохраняющие информацию NAND чипы, получили название Single Level Cell (SLC).
В этом типе памяти используются одноуровневые ячейки памяти для хранения информации, в каждой ячейке хранится только один бит данных. Такая организация хранения данных позволяет обеспечить высокую скорость чтения-записи и гигантский ресурс перезаписи. В NAND SLC количество циклов перезаписи достигает 100000 операций — это лучший показатель среди других типов памяти. Скорость доступа чтения достигает 25 мС. Так-же SLC тип выдаёт самый маленький показатель количества ошибок чтения-записи и может работать в более широком диапазоне температур. Однако, несмотря на свои неоспоримые плюсы, флеш-память SLC-типа обычно обладает меньшим объёмом памяти и повышенным ценником из-за свой дороговизны в производстве.

Очередным этапом развития флеш-памяти NAND являются чипы под названием Multi Level Cell (MLC).
В отличии от предыдущей SLC структуры, новые чипы обладают более продвинутой технологией, благодаря которой в одной ячейке памяти можно сохранять два бита информации. Благодаря такой мультиуровневой технологии удалось существенно увеличить объём хранящейся информации в твердотельных накопителях. В NAND MLC количество циклов перезаписи в лучшем случае достигает 10000 операций, а скорость доступа чтения около 50 мС. MLC-чипы, по сравнению с предыдущими однобитовыми, получились более дешевыми в производстве, но работают медленнее и в эксплуатации недолговечны. Такой тип памяти гораздо больше подвержен ошибкам чтения-записи. По проведённым многочисленным тестам, в накопителях построенных на MLC чипах, очень большую роль в стабильности и долговечности работы играет качественный продвинутый контроллер.

Следующим шагом в развитии памяти NAND являются чипы с названием Three Level Cell (TLC).
Относительно двух предыдущих, этот тип памяти является ещё более дешевым и в настоящее время встречается очень часто в бюджетных накопителях, практически из-за своей дешевизны началось массовое вытеснение MLC чипов. TLC тип является более плотным, в каждой ячейке памяти хранится по 3 бита данных (в буквальном переводе Three Level Cell звучит как «трехуровневая ячейка»). Такая высокая плотность хранения информации приводит к большему снижению скорости чтения-записи и ощутимо снижает долговечность накопителей — скорость доступа снизилась примерно до 80 мС, а количество циклов перезаписи — до 3000 операций максимум. Например, TLC чипы давно используются в USB-флешках, где долговечность памяти не имеет никакого значения. Новые же технологии позволяют снизить стоимость NAND TLC для SSD накопителей, обеспечивая приемлемое быстродействие и срок службы, в чём естественно заинтересованы все производители.
Не так давно, в 2018 году, компании Intel и Micron Technology приступили к массовому производству твердотельных накопителей SSD, выполненных с использованием чипов памяти NAND QLC. С разработкой нового типа памяти, производители гонятся за увеличением объёма хранимой информации на носителях и за уменьшением себестоимости их производства. Но, переход на QLC-тип ещё больше снизит устойчивость ячеек к износу, примерно до 1000 циклов чтения-записи данных. Вопрос надёжности, скорее всего, разрешится разработкой более умных контроллеров и переизбытком «запасных» ячеек хранения информации.
Тенденция на будущее вырисовывается совершенно непонятная, с одной стороны замечательно что аршинными темпами увеличивается объём SSD накопителей и заметно уменьшаются цены на них, но, с другой стороны сильно снижается надёжность в плане долговечности.

В итоге приходим к следующему выводу — наиболее быстродействующим и износоустойчивым типом флеш-памяти NAND является SLC.   Однако из-за очень высокой цены, эту память вытеснили с рынка более дешевые MLC и TLC типы. Сейчас, самыми доступными на рынке являются SSD накопители с TLC памятью.   Но всё же, при выборе твердотельного накопителя лучше выбирать флеш-память MLC типа, которая обеспечивает более высокую скорость и надежность по сравнению с типом TLC.

Флеш-память типа 3D V- NAND

Флеш-память типа 3D V- NAND постепенно получает все более широкое распространение. Она не только обеспечивает повышенную ёмкость в сравнении с памятью типа MLC, но и обладет более высокими показателями надежности по сравнению с TLC.

На недавно прошедшем собрании инвесторов Intel было объявлено, что во второй половине 2015 года совместное предприятие Intel-Micron Flash Technologies начнёт массовое производство многослойных чипов ёмкостью 256 и 384 Гбит.

Трёхмерная структура новых чипов с трехуровневыми ячейками 3D-NAND будет иметь 32 слоя кристаллов, соединённых с помощью массива специальных вертикальных структур, аналогичных традиционным TSV (through silicon via). Появление чипов флеш-памяти с такой ёмкостью откроет дорогу к созданию твердотельных жёстких дисков огромного объёма, с объёмами, сопоставимыми с традиционными HDD последнего поколения.я. Вице-президент подразделения Intel, занимающегося энергонезависимой памятью, Роб Крук (Rob Crooke) считает, что в ближайшие два года ёмкость SSD на базе новой технологии может перевалить за 10 терабайт.

Снижение себестоимости и повышение надежности достигается путем применения более крупных и дешевых технологических процессов (каких именно – Intel пока не сообщает). Но рабочие прототипы SSD на базе 256-гигабитных «трёхмерных» чипов уже существуют, и один из них был продемонстрирован на вышеупомянутом собрании инвесторов Intel.

Параллельном курсом движется компания Samsung, которая тоже активно производит «трёхмерную» флеш-память: её 128-гигабитные чипы имеют 24 или 32 слоя и используют непривычно крупные по нынешним меркам технологические нормы — 42 нанометра. «Видимая ёмкость» этих микросхем составляет 86 Гбит; похоже, Samsung осторожничает, желая любой ценой избежать гипотетических проблем с новой технологией. На этом фоне проект Intel-Micron, стартующий сразу с 256-гигабитной ёмкости, выглядит куда более амбициозно, но и стоимость конечного продукта при таком подходе будет заметно ниже. А от этого, разумеется, выиграют и рядовые пользователи.

Новые многослойные чипы флеш-памяти Intel, может быть, и не произведут массовой революции на рынке твердотельных накопителей в целом, но они сделают ёмкие модели более доступными для пользователей и позволят компании существенно укрепить свои позиции в этой отрасли микроэлектроники.

Какой тип ссд лучше tlc или mlc. Но самое ведь главное – контроллер? Какой объём SSD понадобится

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:

Рекомендуем прочитать:

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:

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.

Времена, когда SSD

-диски считались элитными и малодоступными, на наших глазах становятся достоянием истории. Приобрести твердотельный накопитель сегодня может позволить себе любой пользователь, хотя нельзя не отметить, что, как и традиционные HDD

, диски SSD

отличаются друг от друга по скорости, долговечности, вместимости и другим характеристикам, обуславливающих их конечную цену. При выборе накопителя на всё это приходится обращать внимание, а следовательно и на типы памяти, среди которых распространение получили MLS

и TLS

.

Только вот что обозначают эти аббревиатуры, какой тип диска лучше — MLS
, TLS
либо SLC
и как не потеряться в этих всех обозначениях?

Давайте разбираться.

Ниже мы рассмотрим чем отличаются между собою основные типы памяти, а пока, чтобы вам было легче разобраться что к чему, позвольте сказать пару слов об устройстве твердотельного накопителя. Диск SSD

состоит из трех главных компонентов: контроллера, буферной и флеш-памяти. Контроллер представляет собой небольшое устройство вроде микропроцессора с управляющей обменом данными между диском и другими компонентами компьютера программой. Буферная память или иначе DDR

— это небольшой участок энергозависимой памяти, используемой для кэширования операций чтения/записи. Наконец, флеш-память или NAND

является теми самыми ячейками, в которых хранится записанная информация.

Об этой последней и как раз пойдёт сегодня речь.

Встречается три типа энергонезависимой NAND

-памяти — это уже упомянутые MLS


, TLS


и SLC


. Мы не ставим задачу раскрыть все технические особенности устройства микросхем памяти, главное для нас как можно более доступным языком объяснить, чем один тип памяти лучше другого. Отметим лишь, что ключевым технологическим отличием между MLS
, TLS
и SLC
является количество битов информации, которое способна сохранить одна ячейка памяти.

SLC

Самая старая технология флеш-памяти, расшифровываемая как Single-Level Cell
, то есть одноуровневая ячейка. Одна ячейка NAND

-памяти SLC
имеет два пороговых значения и может хранить только один бит информации. Диски с этим типом памяти имеют высокую скорость чтения/записи, отличаясь при этом завидной долговечностью, с другой стороны они маловместительны и к тому же дороги. По причине небольших объемов и дороговизны широкого применения в настольных компьютерах SLC
-диски не нашли, если они и используются, то в основном на серверах в датацентрах.

MLS

SSD
-диски с этим типом памяти наиболее распространены. Аббревиатура MLS
расшифровывается как Multi-Level Cell
или многоуровневая ячейка. В отличие от предшественника, ячейка MLS
-накопителей имеет не два, а четыре пороговых значения и может хранить два бита данных. Плотность записи MLS
-дисков выше, но это имеет свою цену. Использование для кодирования информации разных пороговых уровней напряжения ячейки памяти быстрее изнашиваются. Если количество циклов перезаписи у SLC
-дисков составляет порядка 100000, то у дисков MLS
оно 10000. Скорость чтения/записи в них тоже ниже, но зато диски MLS
значительно дешевле, благодаря чему они и получили широкое распространение.

TLS

Еще большей плотностью записи чем MLS
обладают диски с flash
-памятью TLS
или Triple-Level Cell
(трехуровневая ячейка)

. Типичным примером использования NAND

-памяти TLS
являются обычные флешки. В одной ячейке накопителя может храниться три байта, но одновременно с увеличением вместимости снижается его производительность и выносливость. Так, количество циклов перезаписи среднего TLS
-диска составляет 1000-3000. Означает ли это, что диски с этим типом памяти ненадежны?
Не обязательно, да и вообще слухи о ненадёжности SSD
TLS
-дисков слишком преувеличены. Достаточно посмотреть на значение параметра TBW
, обычно указываемого в технических характеристиках диска, чтобы убедиться, что запаса его выносливости гарантировано хватит на несколько лет.

Примечание:
параметр TBW указывает гарантированный объем данных, который может быть записан на диск. Измеряется он обычно в терабайтах и может составлять более 100 Тб.

Так какой тип памяти выбрать для своего ПК, MLS

, TLS

или SLC

? Однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя, поскольку всё будет зависеть от поставленных перед накопителем задач, а также соотношения цены и качества.

Если предполагается частая запись на диск, пожалуй, лучше обзавестись MLS


, если же вы собираетесь использовать накопитель в качестве хранилища, то для этих целей вполне сгодится и TLS


. Стоит ли заморачиваться с поиском SLC?
Может быть и стоит, если у вас есть лишние деньги и вы хотите иметь сверхбыструю систему, а так, конечно, нужно смотреть на спецификации. Моделей SSD
-дисков очень много, все они отличаются друг от друга по характеристикам и при тщательном сравнении очень даже может статься, что выбор диска с памятью TLS


окажется более оправданным и рациональным, чем покупка диска с более надежной и быстрой в идеальных условиях памятью MLS
.

Приветствую, дорогие друзья! При выборе SSD накопителя для компьютера (подробнее об этом можно ) 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 « ». 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 .

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 на новостную рассылку!

Твердотельные накопители SSD появились на рынке достаточно давно, но все большей и большей популярности они набирают в последнее время. SSD диски стоят достаточно дорого, но при этом они очень сильно улучшают производительность системы, благодаря очень высокой скорости считывания и записи данных.

В отличие от обычных жестких дисков здесь вместо магнитных дорожек используется новая технология — флеш память. Но кроме большого преимущества в производительности здесь появляется еще несколько недостатков — это строк службы, небольшой объем и высокая цена. В этой статье мы попытаемся разобраться как выбрать SSD диск для компьютера, а также рассмотрим какими они бывают и чем отличаются друг от друга. Но сначала нужно выяснить что же такое SSD диски.

SSD или Solid State Drive — это запоминающее устройство без движущихся элементов на основе микросхем памяти или другими словами, твердотельный накопитель.

Обычный жесткий диск состоит из вращающегося на большой скорости магнитного диска и головки для считывания и записи данных. Запоминание данных выполняется путем намагничивания и размагничивания нужных ячеек. Но на работу с ячейкой, изменение скорости вращения диска, а главное, на перемещение записывающей головки уходит слишком много времени. Поэтому жесткий диск не может быть очень быстрым.

Но эту проблему решает SSD диск. Здесь, вместо всего этого сложного механизма используется флеш память. Благодаря этому больше нет необходимости перемещать записывающую головку, запись в любую точку диска выполняется мгновенно.

Но технология памяти на основе микросхем дороже, чем обычные жесткие диски. К тому же флеш память имеет одно очень нежелательное свойство — это ограниченное количество перезаписей. Поэтому производителям приходится придумывать различные способы размещения ячеек и компенсации, чтобы их диски работали максимально долго.

Чтобы вы смогли правильно выбрать ssd диск для своего компьютера сначала нужно рассмотреть какие типы дисков существуют.

Типы SSD дисков

За время развития этой технологии появилось несколько типов SSD дисков, они отличаются размером, способом подключения к компьютеру, скоростью работы и способом размещения ячеек памяти.

Размеры и способы подключения

Размер, способ подключения SSD диска к материнской плате и скорость работы связаны между собой, потому что эти характеристики зависят именно от интерфейса подключения. Рассмотрим самые распространенные способы подключения SSD чтобы вы знали какой ssd выбрать:

• SATA
  — эти SSD диски подключаются к тому же самому интерфейсу, что и привычные HDD диски. Для совместимости с местом для установки эти диски имеют корпус размером 9х7х2,5 сантиметров, что соответствует размеру HDD. В наше время они используются чаще всего, поскольку могут быть легко установлены в любой компьютер или ноутбук вместо обычного жесткого диска. Но у такого варианта есть ограничение — максимальная скорость передачи данных — 6 Гб/секунду. Для HDD это очень большая цифра, но некоторые SSD могут развить и больше.
• mSATA
  — точно такой же интерфейс подключения, как и у SATA, а поэтому та же скорость работы. Только здесь нет такого большого корпуса. Такой вид SSD часто применяется для ноутбуков. Отличие этого типа дисков только в размере.
• PCIe
  — эти диски имеют вид обычной карты PCI и благодаря использованию этого интерфейса могут развивать скорость передачи данных до 30 Гб/сек. Но они могут использоваться только в персональных компьютерах из-за своего размера, а также стоят в два, а то и три раза дороже обычных SATA SSD.
• NVMe
  — модификация PCIe SSD дисков, которая дает еще большую производительность благодаря специальным оптимизациям, но на данный момент она совместима только с новыми материнскими платами. Корпус выглядит точно так же как и у PCIe.
• M.2.
  — это уменьшенный вариант SSD диска для PCI. Он работает по тому же протоколу и позволяет развивать такую же скорость работы с данными, но вместо большого корпуса выполнен в форме одной небольшой платы. Большинство современных плат уже поддерживают слоты такого типа, но также они могут быть подключены просто через PCI.

Способы организации ячеек памяти

По способу организации ячеек памяти SSD накопители делятся различаются количеством бит, которые хранятся в одной ячейке. Фактически, чем меньше, тем больше ресурс перезаписей и скорость работы, но в то же время и выше цена. Поэтому производители пытаются удешевить производство путем увеличения количества данных в одной ячейке. На данный момент существуют такие типы памяти:

• SLC NAND
  — этот тип памяти разработан достаточно давно. В одной ячейке размещается один бит данных. Он гарантирует максимальную производительность и до десяти тысяч перезаписей данных, но стоит очень дорого и поэтому не выпускается.
• MLC NAND
  — это следующее поколение флеш памяти, в которой на одну ячейку припадает два бита. Количество возможных перезаписей снижается до трех тысяч раз, и скорость работы падает вдвое. Но зато цена таких устройств уже более-менее приемлемая.
• TLC NAND
  — в этом стандарте в одной ячейке уже размещается 3 бита данных и ресурс перезаписи падает до 1000. Но они еще дешевле. Производители нашли выход из ситуации, добавляя различные контроллеры балансировки, которые подменяют вышедшие ячейки на резерв, а также пытаются дать одинаковую нагрузку на все ячейки. Также используется кэш из памяти типа SLC. Все это позволяет гарантировать работу SSD до 3 лет и больше.

Сейчас чаще всего используется TLC и MLC с различными оптимизациями.

Как выбрать SSD диск?

Теперь, когда вы уже знаете какими бывают SSD диски давайте рассмотрим как выбрать SSD диск для компьютера. Новые пользователи обращают внимание только на объем, цену и размер. Но нужно еще учитывать тип размещения памяти, способ подключения и производителя контроллера.

Объем памяти SSD

Чем больше размер тем больше цена устройства, но в то же время больше ресурс перезаписи, потому что контроллер имеет больше пространства чтобы перераспределить нагрузку между всеми ячейками. Чаще всего SSD диски имеют размер 128, 256 Гб и 1 Тб. Чаще всего, под систему пользователи берут SSD размером 128 Гб под систему.

Способ подключения

Фактически существует только два способа подключения: с помощью интерфейса SATA и PCI. SATA более распространенный и универсальный. Такой SSD диск может быть установлен как в компьютер, так и в ноутбук. Но если вы хотите очень большой скорости лучше выбрать интерфейс PCI.

Тип памяти

Чтобы узнать какой ssd лучше выбрать 2016 для компьютера нужно обратить внимание на тип памяти. Первый тип памяти, SLC — сейчас уже не выпускается. На рынке распространены два типа — MLC и TLC. Первый дороже, но имеет ресурс записи 3000 тысяч раз, а скорость работы с данными 50 миллисекунд. Такие диски при обычном использовании могут служить 5-7 лет, но стоят дороже.

Диски, использующие память TLC, имеют ресурс записи 1000 раз, 75 миллисекунд время чтения и около трех лет-пяти лет срок службы. Для домашнего компьютера вполне можно выбирать память TLC. Но если вы очень часто копируете большие файлы, то лучше выбрать MLC.

Производитель чипа

Есть еще один очень важный параметр, на который стоит обратить внимание. Это производитель чипа контроллера. С одной стороны, может показаться что это не имеет значения, но у каждого производителя есть свои особенности и недостатки.

• SandForce
  — это один из самых популярных контроллеров. Он достаточно дешев и имеет хорошую производительность. Главная особенность — использование сжатия при записи данных на носитель. Но есть недостаток — при заполнении диска скорость записи существенно падает;
• Marvel
  — похожий на SandForce, имеет отличную скорость работы, но она уже не зависит от процента заполнения диска. Недостаток — слишком дорогой;
• Samsung
  — тоже достаточно популярные контроллеры. Имеют поддержку шифрования AES на аппаратном уровне, но иногда можно наблюдать снижение скорости из-за проблем с алгоритмом сборки мусора;
• Fizon
  — имеет отличную производительность, небольшая цена и отсутствие каких-либо проблем, которые бы снижали скорость. Но тут есть свой недостаток. Он плохо себя показал в операциях с произвольной записью и чтением;
• Intel
  — лучше Fizon, но намного дороже.

Основные производители плат памяти — это Samsung, SanDisk, Intel и Toshiba. Но платы памяти не настолько отличаются, поэтому большого значения выбор производителя платы не имеет.

При выборе внешней памяти для домашнего компьютера, пользователи нередко задумываются, что лучше — MLC или TLC
, параметры, указанные в характеристиках накопителя.

Внешние диски SSD стали привычным дополнением почти к любому компьютеру, так как удобны в использовании, легко подключаются к USB-входам, хранят огромное количество информации и компактны по размерам. Редко кто из пользователей для расширения объемов памяти покупает дополнительный магнитный диск, так как он гораздо дороже внешнего, да и подключать его замучаешься.

Поэтому более частой проблемой становится выбор среди предлагаемых на рынке SSD-дисков. В этом случае и обращают внимание на параметры MLC и TLC, которые существенно влияют на цену.

Нужно отметить, что иногда можно встретить еще один параметр — SLC. Диски, у которых в технических характеристиках указан такой параметр, стоят заметно дороже и встречаются реже, так как обычно пользователи ищут объемные накопители по невысокой цене. Итак, таинственные обозначения параметров обозначают всего лишь количество битов, хранящихся в одной ячейке памяти накопителя:

• SLC — Single Levell Cell — 1 бит информации в ячейке;
• MLC — Multi Level Cell — 2 бита в ячейке;
• TLC — Triple Level Cell — 3 бита.

Понятно, что плотность информации в дисках TLC выше, чем в MLC или SLC, поэтому среди наиболее объемных накопителей такой параметр встречается чаще. Почему же среди дисков с одинаковой памятью TLC стоят дешевле, чем MLC? Дело в том, что плотность записи — не самый главный параметр качества диска. Важными также являются скорость записи и стирания информации и число циклов записи.

У дисков с технологией MLC время стирания примерно на 50% меньше, чем у TLC, а число циклов перезаписи в три раза больше. Еще лучше параметры у дисков со старой технологией SLC. У них время стирания в 3 раза меньше, чем у TLC, а число циклов в 100 раз больше. Однако стоимость изготовления 1 Гб памяти по технологии TLC гораздо ниже, чем по технологиям MLC и SLC.

Поэтому, прежде чем решать, что лучше, TLC или MLC, следует понять для себя, для чего покупается внешняя память.

Если на диске будет храниться важная информация, которая к тому же часто перезаписывается, то лучше выбрать более дорогие диски MLC. Если же просто нужен большой объем внешней памяти, скажем, для архива музыки или фильмов, то можно купить более объемный и дешевый диск TLC, который будет служить 5-6 лет при довольно частой перезаписи.

Число циклов перезаписи у дисков TLC составляет, в среднем, около 1000. Для MLC эта цифра достигает 3000, так что его надежность при частом использовании выше. Для наиболее важных задач и информации обычно используют традиционные магнитные жесткие диски HDD, которые даже выходят из строя постепенно, а не внезапно. Именно поэтому диски HDD используют в качестве системных. Но и стоимость их достаточно высока.

Ниже приведена таблица популярных моделей дисков TLC и MLC со сравнительными характеристиками и ценами:

Объемная память 3D NAND MLC и TLC

Новые технологии позволяют увеличить плотность ячеек памяти в одном кристалле и сделать SSD накопители более емкими. Примером таких новинок может служить технология 3D NAND, которая уже внедрена некоторыми производителями.

Хотя первые объемные микросхемы были типа TLC, в настоящее время производится выпуск . Объемное расположение ячеек позволяет увеличить быстродействие, но необходимо понимать, что и в 3D NAND в одной ячейке MLC все равно хранится только 2 бита информации, то есть, в этом отношении она не отличается от прежней структуры.

Главное преимущество новых 3D NAND накопителей — более высокая плотность ячеек, а значит, и более компактные размеры. Во многих ситуациях это преимущество является ключевым, даже если надежность и число циклов перезаписи меньше, чем у накопителей SLC.

Стоимость трехмерных SSD накопителей пока несколько выше, чем двумерных при сравнимых емкостях:

Это связано с ограниченным числом производителей, способных использовать NAND технологию. Однако, со временем, цена объемных SSD вряд ли будет сильно отличаться, поскольку такое производство позволяет значительно экономить исходные материалы, хотя и требует значительных первоначальных затрат.

SLC против MLC против TLC против QLC — Какой SSD я должен купить для ПК?

Доступные на рынке твердотельные накопители обычно подразделяются на твердотельные накопители SLC, MLC и TLC. На первый взгляд, различия между тремя типами твердотельных накопителей могут показаться несущественными, но их различная стоимость и емкость могут сбить с толку пользователя. Выбор правильного твердотельного накопителя для конкретных случаев использования может помочь получить максимальную производительность от вашей покупки и сэкономить ваши деньги. Изучение основ работы SSD может помочь нам выбрать лучший SSD, отвечающий нашим требованиям.

Хранение данных — HDD против SSD?

Цифровые данные хранятся в двоичной форме, известной как биты, которые представляют собой не что иное, как последовательность нулей и единиц. HDD использует магнитные пластины для хранения данных. Каждая пластина разделена на миллиарды мельчайших участков, которые можно намагничивать и размагничивать. Намагниченная область соответствует 1, а размагниченная область — 0.

С другой стороны, твердотельные накопители используют флэш-память (NAND), состоящую из ячеек для хранения данных, а не магнитных пластин.Когда элемент заряжен, он будет представлять 1, а когда он разряжен, он будет представлять 0. Доступ к данным из ячейки во флэш-памяти осуществляется электронным способом, в то время как для чтения и записи данных на пластины требуется механический процесс. Это делает твердотельные накопители быстрее, чем жесткие диски. Проще говоря, флэш-память функционирует как оперативная память, но является энергонезависимой, то есть сохраняет данные даже после выключения компьютера.

Типы ячеек флэш-памяти в твердотельных накопителях

Во флэш-памяти используются различные типы ячеек памяти.Ячейки классифицируются на основе количества битов, которые они могут хранить. Некоторые ячейки могут хранить один бит, в то время как другие могут хранить несколько битов данных.

Ячейки памяти делятся на следующие типы:

• Одноуровневые ячейки (SLC) — Каждая ячейка может хранить один бит данных.
• Многоуровневые ячейки (MLC) — Каждая ячейка может хранить два или более бит данных.
• Triple Level Cells (TLC) — Каждая ячейка может хранить три бита данных.

Почему имеет значение тип ячеек памяти, используемых в твердотельных накопителях?

Тип ячеек памяти, используемых в SSD, определяет стоимость, производительность и надежность (срок службы) SSD.Ячейка памяти может быть записана только определенное количество раз за время ее существования. Ячейка, в которой хранится только один бит, будет записана меньше раз, чем ячейка, в которой хранятся три бита данных. Чем меньше записей в ячейку, тем дольше будет ее срок службы.

Производительность твердотельного накопителя также зависит от его ячеек флэш-памяти. Твердотельные накопители с ячейками с тремя битами данных будут работать медленнее, так как нужно прочитать больше бит. Операции чтения и записи займут больше времени по сравнению с твердотельными накопителями MLC.SLC SSD будут самыми быстрыми среди трех типов SSD, поскольку они хранят только один бит на ячейку.

Стоимость SSD определяется типом его ячейки. Твердотельные накопители, в ячейках которых хранится один бит данных, будут стоить дороже, чем твердотельные накопители, ячейки которых плотно заселены, то есть они хранят два или более бит данных.

Выбор подходящего SSD — SLC против MLC против TLC

SLC — Одноуровневые ячейки

Одноуровневые ячейки

или твердотельные накопители SLC хранят только один бит на ячейку, что делает их самыми быстрыми твердотельными накопителями, доступными на сегодняшний день.Они также имеют более длительный срок службы, чем твердотельные накопители MLC и TLC, из-за меньшего количества операций чтения и записи на ячейку. Однако их низкая плотность данных означает, что они чрезвычайно дороги по сравнению с твердотельными накопителями MLC и TLC. Из-за их высокой стоимости они используются только в корпоративных сценариях, таких как центры обработки данных, где скорость и надежность имеют первостепенное значение.

MLC — многоуровневые ячейки

Многоуровневые ячейки по существу состоят из всех типов ячеек, которые могут хранить более одного бита. Однако большинство компаний используют MLC для представления твердотельных накопителей, которые могут хранить два бита данных на ячейку.Некоторые производители используют 2MLC вместо простого MLC для обозначения твердотельных накопителей с двумя битами данных на ячейку.

MLC или, в частности, 2MLC SSD — лучшее место при рассмотрении трех типов SSD на основе их ячеек памяти. Они представляют собой правильное сочетание производительности, скорости и надежности, при этом находясь в рамках бюджета большинства потребителей. Твердотельные накопители 2MLC быстрее и имеют более длительный срок службы, чем твердотельные накопители TLC, но при этом лишь немного дороже.

Твердотельные накопители

MLC — идеальный выбор для серверов, людей, которые запускают приложения с интенсивным использованием диска, такие как программное обеспечение для редактирования видео, и массовых потребителей, которые стремятся добиться максимальной производительности из своих систем.

TLC — Трехуровневые ячейки

Ячейки тройного уровня

могут хранить три бита на ячейку. Твердотельные накопители TLC могут хранить больше бит на ячейку и, следовательно, доступны с большой емкостью. Кроме того, они являются наиболее доступными из всех трех типов твердотельных накопителей из-за плотной упаковки ячеек. Однако это также означает, что они имеют сравнительно более низкую производительность и надежность, чем твердотельные накопители SLC и MLC.

Они разработаны, чтобы предоставить недорогой вариант пользователям, которым нужны твердотельные накопители большой емкости по невысокой цене.Пользователи, которые выполняют повседневные задачи на своих устройствах, но которым необходимо повысить производительность своих ноутбуков и настольных компьютеров, могут рассмотреть возможность использования твердотельных накопителей TLC. Они также идеально подходят для пользователей, которые хотят хранить медиафайлы на SSD.

Некоторые компании также используют номенклатуру 3 MLC для представления ячеек памяти, которые могут хранить три бита вместо TLC в своих спецификациях SSD. Samsung — один из таких брендов, который использует брендинг 3MLC на своих твердотельных накопителях серии EVO вместо TLC.

Твердотельные накопители SATA3 и M.2 SATA потребительского уровня доступны в вариантах MLC и TLC.Твердотельные накопители NVMe в основном используют флэш-память MLC, поскольку они предназначены для повышения производительности, но также доступны несколько вариантов TLC. Вы можете выбрать один из них в зависимости от ваших требований и бюджета.

В чем разница между памятью SLC, MLC и TLC

Большинство из нас может подумать, что флеш-накопители мало чем отличаются друг от друга, но вы можете быть удивлены, узнав, насколько разными могут быть, казалось бы, идентичные флеш-накопители. Одно из основных различий между флэш-памятью внутри обычных USB-накопителей заключается в том, являются ли они SLC (одноуровневая ячейка), MLC (многоуровневая ячейка) или TLC (трехуровневая ячейка).В зависимости от того, какой вариант у вас на USB-накопителе, производительность и надежность могут сильно различаться.

Ниже (таблица | рисунок) подробно описаны практические различия, которые пользователь может увидеть между микросхемами флэш-памяти SLC, MLC и TLC внутри USB-накопителей.

Что стимулировало создание новых микросхем

Простой ответ: деньги.Известная поговорка: «Делай больше с меньшими затратами», или в данном конкретном случае «делай на больше, с », , , то же самое, . Инженеры и производители памяти хотели выяснить, как увеличить емкость флэш-памяти с тем же объемом физического пространства и, таким образом, сэкономить деньги. Результатом стало создание MLC и TLC (и QLC, но это уже другая статья).

Эти новые архитектуры позволили нам в том же физическом пространстве, что и раньше, хранить больше информации за счет производительности и надежности.Одновременно производители памяти получили возможность использовать те же производственные технологии для производства памяти большей емкости. Без этого прогресса производителям пришлось бы изобрести более точные машины и методы, которые стоили бы кучу денег.

Понятно, что вы спросите, почему может происходить снижение производительности при использовании TLC. Ответ носит чисто технический характер, поэтому, чтобы понять, чем отличаются SLC, MLC и TLC, нам сначала нужно немного понять, как работает флэш-память.

Как работает флеш-память

Вся флеш-память работает в основном таким же образом: данные хранятся внутри ячеек (думайте о них как о крошечных коробках). Внутри этих «коробок» или ячеек флеш-память улавливает электроны. Ценность данных внутри каждой ячейки определяется количеством электронов, захваченных внутри ячейки. Если ячейка заполнена более чем наполовину, значение равно 1, если она заполнена менее чем наполовину, то это 0. Так работают микросхемы SLC (одноуровневая ячейка), мы эффективно разделяем ячейку на две и имеем два возможных значения.

Разница в плотности между флэш-памятью SLC, MLC и TLC NAND

MLC и TLC работают одинаково, но вместо деления ячейки на две мы делим дальше. MLC (Multi Level Cell) делит ячейку на 4 части, давая нам 4 возможных значения. TLC (Triple Level Cell) делит ячейку на 8 частей, давая нам 8 возможных значений. Это позволяет нам удвоить (MLC) или утроить (TLC) размер каждой ячейки, не увеличивая их.

Однако, как только мы начинаем разбивать «коробки», мы сталкиваемся с проблемами точности и надежности.Процесс захвата электронов не всегда сверхточен, и, наоборот, чем больше делений мы делаем в нашем «ящике», тем точнее мы должны быть. При использовании SLC целью является 50% размера всей клетки, MLC — 25%, а TLC — всего лишь 12,5%. По мере того, как наша память становится более плотной, наша погрешность экспоненциально уменьшается

Как деление клеток влияет на производительность?

При производстве ячеек флэш-памяти изменения в технологическом процессе могут привести к тому, что ячейки будут иметь различную плотность стенок или другие дефекты. Это может позволить электронам просачиваться наружу, как из дырявого крана, изменяя ценность наших данных. Более того, поскольку мы постоянно используем нашу флешку, мы изнашиваем ячейку, делая ее более «негерметичной», пока однажды ее нельзя будет правильно запрограммировать и микросхема контроллера пометит ее как мертвую.

Производственные дефекты и износ со временем не так важны для SLC, поскольку вы можете позволить себе утечку некоторых электронов, не влияя на ваши данные. Однако с MLC и TLC мы можем позволить себе потерять меньше, прежде чем столкнемся с проблемами.

Для решения этих проблем есть несколько способов защиты данных; наиболее важными методами защиты данных являются исправление ошибок и переназначение мертвых ячеек.

Проверка ошибок замедляет запись

Когда данные записываются на USB-накопитель, это не так просто, как просто загрузить в ячейку несколько электронов. Ваш флеш-накопитель должен будет подтвердить, что данные записаны полностью и точно. Здесь в игру вступают проверки ECC или исправления ошибок.Для выполнения этих проверок ошибок требуется время, и весь процесс сохранения данных на USB-накопитель займет больше времени. Поскольку мы уменьшаем допустимую погрешность за счет использования более плотной памяти, нам требуются более надежные проверки ошибок. Следовательно, TLC, который более подвержен ошибкам, требует больше времени для проверки, чем MLC, а MLC требует больше времени, чем SLC.

Это одна из причин, по которой микросхемы SLC могут быть намного быстрее; им нужно использовать только самый базовый уровень проверки ошибок.

Переназначение мертвых ячеек на резервные требует времени

Все микросхемы флэш-памяти имеют дополнительные ячейки в режиме ожидания для замены мертвых ячеек, этот процесс называется переназначением.Для завершения этого процесса требуется время, и чем больше повторных сопоставлений должно произойти, тем более усугубляется проблема. Для завершения всего этого переназначения и поиска правильных сопоставлений требуется время, поэтому очевидно, что TLC с его более высокой вероятностью гибели клеток должен выдержать больше этих процессов, чем SLC и MLC.

Если вам интересно узнать больше о механизме флеш-памяти NAND, мы углубимся в эту тему в другом сообщении нашего блога.

QLC против TLC против SCM: какой тип памяти подходит вам

Клиенты обычно спрашивают нас, какой тип флэш-памяти Pavilion использует в своем гиперпараллельном массиве флэш-памяти (HFA).Учитывая, что существует ряд различных типов памяти, доступных для использования во всех флеш-массивах (AFA), ключевой вопрос клиента должен заключаться в том, какой из них лучше всего соответствует их требованиям к производительности, емкости и сроку службы, а также по конечной стоимости массив.

TLC:
Pavilion использует твердотельные накопители TLC в своем HFA, потому что мы считаем, что TLC обеспечивает наилучшие результаты для клиентов. Как следует из названия, твердотельные накопители Triple Layer Cell (TLC) записывают три бита в каждую ячейку памяти. Приводы TLC предлагают оптимальное сочетание производительности, плотности и долговечности.

QLC:
Так что насчет твердотельных накопителей QLC? Твердотельные накопители с четырехуровневой ячейкой (QLC) записывают четыре бита в каждую ячейку памяти и могут хранить больше данных в той же области, что часто делает QLC более подходящим для сред с высокой плотностью. Но недостатком QLC является его ограниченное время записи.

Срок службы записи — это мера того, сколько раз цикл программы / стирания (P / E) может быть применен к определенной ячейке, прежде чем она станет ненадежной. Циклы P / E можно приравнять к операциям чтения / записи.

Традиционные жесткие диски можно записывать и читать до тех пор, пока одна из движущихся частей диска не выйдет из строя. SSD-диски не имеют движущихся частей, но регулируются характеристиками, присущими носителю. Как только данная ячейка будет записана определенное количество раз, ячейка станет нестабильной, и данные могут быть потеряны. Особенностью памяти NAND является то, что она может быть прочитана гораздо чаще, чем может быть записана, поэтому срок службы SSD измеряется с точки зрения выносливости записи.

Износостойкость измеряется количеством операций записи на диск в день (DWPD), то есть количество раз, когда диск может быть полностью записан за один день, каждый день в течение заданного срока службы диска. Таким образом, на твердотельный накопитель емкостью 1 ТБ со сроком службы записи 1DWPD и сроком службы 10 лет может ежедневно записываться 1 ТБ данных в течение 10 лет. Технические характеристики различаются у разных производителей, но в целом продолжительность записи на твердотельные накопители TLC обычно составляет от 1DWPD до 3DWPD. Твердотельные накопители QLC имеют размер около 0,1DWPD. Это делает твердотельные накопители QLC непрактичными для рабочих нагрузок с интенсивной записью, но хорошими для сред с интенсивным чтением.

SCM:
Память класса хранения (SCM) — это другой класс памяти, чем TLC и QLC, и он находится между DRAM и NAND flash с точки зрения производительности. Одним из наиболее распространенных типов SCM является 3D XPoint, который часто продается под торговой маркой Optane. Эта память на порядок быстрее, чем флеш-память NAND, но за такую ​​производительность приходится платить. SCM может быть быстрее, чем флэш-память NAND, но также может быть на порядок дороже.

Как производители решают, что предлагать:
Некоторые производители систем хранения пытаются сбалансировать производительность и стоимость, используя комбинацию памяти SCM и QLC.Теоретически этот алфавитный суп звучит неплохо; однако в практическом применении добиться «правильного» решения практически невозможно. (Как часто вы действительно можете написать предложение, не говоря уже о слове из пяти букв, из банки ABC?)

Проблема заключается в попытке сбалансировать количество дорогостоящего SCM для операций записи и QLC для операций чтения. Если набор данных слишком велик, данные будут выгружены в QLC для записи, что сильно скажется на производительности и сроке службы массива. И наоборот, если набор данных слишком мал, очень дорогой массив будет использоваться недостаточно.Поскольку наборы данных по самой своей природе меняются со временем, получение правильного сочетания SCM и QLC практически невозможно.

Признавая эти компромиссы, Pavilion использует твердотельные накопители TLC в своем HFA. В результате он может обеспечивать значительно более высокую производительность, чем системы, использующие SCM, поскольку их производительность является многоуровневой. Итак, если SCM на порядок быстрее, чем TLC, как Pavilion HFA может быть настолько производительнее?

Секретный соус:
Pavilion HFA значительно быстрее, чем его отраслевые аналоги, поскольку ограничение производительности в большинстве AFA связано не с типом используемой памяти, а с архитектурой массива.

Типичные AFA построены с использованием архитектуры с двумя контроллерами, которая является наследием эпохи жестких дисков и является настоящим узким местом. В Pavilion HFA используется современная конструкция сетевого коммутатора, которая раскрывает потенциал параллельной производительности NAND. В результате один HFA может обеспечить скорость до 120 ГБ / с, более 20 млн операций ввода-вывода в секунду и всего 25 мкс задержки, измеренной от хоста, от каждой системы 4RU. Эта производительность линейно масштабируется. Один HFA обеспечивает скорость 120 ГБ / с в корпусе 4RU, два HFA — 240 ГБ / с в корпусе 8RU и т. Д.

Павильон HFA также может обеспечить этот результат по цене меньше, чем типичный AFA. Хотя использование дорогостоящего SCM в качестве уровня хранения может дать впечатляющие результаты для небольших наборов данных, на практике эти системы не могут сравниться ни с производительностью, ни с доступностью The Pavilion HFA.

Понимание TLC NAND

Краткое введение в твердотельные накопители и флэш-память

Почти в каждом опубликованном нами обзоре SSD Ананд упоминал, что SSD — это самое большое повышение производительности, которое вы можете сделать сегодня. Тогда зачем кому-то использовать обычные жесткие диски? Есть одна большая причина: цена. Цены на твердотельные накопители все еще растут по сравнению с ценами на жесткие диски (особенно до наводнения в Таиланде), поэтому для многих твердотельные накопители не были реальным вариантом.

Тратить более 700 долларов на SSD на 512 ГБ звучит безумие, потому что жесткий диск на 500 ГБ можно купить менее чем за 50 долларов. Меньшие емкости, такие как 64 ГБ и 128 ГБ, уже можно купить примерно за 100 и 200 долларов соответственно, но если у вас нет возможности иметь комбинацию SSD и жесткого диска, такой маленький SSD обычно не подходит.Если у вас есть настольный компьютер, комбинация SSD + HDD не должна быть проблемой, но на многих ноутбуках есть место только для одного 2,5-дюймового диска (если вы не захотите модифицировать его впоследствии, заменив оптический привод). Цены на SSD падают в течение многих лет сейчас, но если текущая ставка сохранится, пройдут годы, прежде чем ПК Walmart за 399 долларов будет включать в себя твердотельный накопитель разумного размера. Итак, что можно сделать?

В большинстве случаев затраты на производство SSD сокращаются за счет уменьшения размера кристалла NAND. Уменьшение размеров кристалла такое же, как и в случае с процессорами: вы переходите к меньшему производственному процессу, например.грамм. от 34 нм до 25 нм. Во флеш-памяти это означает, что вы можете увеличить плотность на кристалле, и обычно физический размер кристалла также меньше, что означает большее количество кристаллов на одной пластине. Усадка штампа — это эффективный способ снизить затраты, но переход от одного процесса к другому требует времени, и начальное наращивание новой флэш-памяти не обязательно дешевле. Когда новый процесс созрел и предложение удовлетворяет спрос, цены начинают падать.

Поскольку усадка кристаллов — относительно медленный способ снизить цены на твердотельные накопители и способствует только устойчивому снижению цен, любому, кто хочет сегодня продвинуть твердотельные накопители большей емкости в массовое производство, потребуется нечто большее. Прямо сейчас это «нечто большее» называется флэш-памятью Triple Level Cell, обычно сокращенно TLC.

Вместо того, чтобы сжимать кристалл для повышения плотности / емкости, TLC (как и MLC) увеличивает количество бит на ячейку. В нашей статье «Антология SSD» Ананд описал, как работают флеш-накопители SLC и MLC, а TLC работает так же, но делает шаг вперед. Обычно вы прикладываете напряжение к ячейке и продолжаете увеличивать его до тех пор, пока не достигнете точки, в которой результат будет достаточно далек от состояния «выключено», и теперь вы считаете ячейку «включенной».Так работает SLC, сохраняя один бит на ячейку. Для MLC вы храните два бита на ячейку, что означает, что вместо двух состояний напряжения (0 и 1) у вас есть четыре состояния (00, 01, 10, 11). TLC делает еще один шаг вперед и сохраняет три бита на ячейку или восемь состояний напряжения (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111). На следующей странице мы более подробно рассмотрим состояния напряжения и то, как они работают.

Несмотря на то, что SLC, MLC и TLC работают одинаково, есть одно важное различие. Давайте посмотрим, что происходит с массивом NAND в зависимости от количества данных на ячейку.Изображение выше представляет собой массив NAND с ~ 16 миллиардами транзисторов (требуется один транзистор на ячейку), то есть 16 гигабит (Гб). Этот массив можно превратить в SLC, MLC или TLC. Фактическая матрица и транзисторы эквивалентны во всех трех типах флэш-памяти; нет никакой физической разницы. В случае флеш-памяти SLC в одной ячейке будет храниться только один бит данных, следовательно, ваш конечный продукт имеет емкость 16 ГБ. Когда вы увеличиваете количество битов на ячейку до двух (MLC), вы получаете 32 ГБ, потому что теперь у вас есть два бита на ячейку, а есть еще 16 миллиардов ячеек.Аналогичным образом, три бита на ячейку (TLC) дают 48 ГБ.

Однако в данном случае TLC — лошадь немного другого окраса. Емкости обычно делятся на степень двойки (2, 4, 8, 16 и т. Д.), И 48 — это не степень двойки. Чтобы получить число, равное степени двойки, исходный массив И-НЕ сокращается. В нашем примере массив должен иметь размер 10,67 ГБ, чтобы иметь размер 32 ГБ с тремя битами на ячейку, но поскольку это такая же емкость, как у кристалла MLC, в чем преимущество? Вы не получаете больше памяти на кристалл, но фактический размер кристалла меньше, потому что исходный массив 16 ГБ был уменьшен до 10.Массив 7Гб. Это означает, что на пластину приходится больше матриц, а значит, и меньшая стоимость.

Цены предоставлены OCZ

Теоретическое ценовое преимущество TLC не так велико, как SLC по сравнению с MLC, но все же значительно.В процентах это сокращение более чем на 30%. Основная причина заключается в том, что MLC обеспечивает вдвое большую емкость по сравнению с SLC (2 бита на ячейку против 1 бит на ячейку), тогда как TLC обеспечивает только на 50% больше, чем MLC (3 бита на ячейку против 2 бит на ячейку). Фактически, разница в цене между MLC и TLC прямо пропорциональна. Кристалл TLC на 33% меньше аналогичного кристалла MLC, а по ценам, предоставляемым OCZ, TLC также на 33% дешевле, чем MLC. Теоретически SLC также должна следовать этому уравнению и стоить 1 доллар.80 / ГБ, но есть ограниченный 2X-нм SLC в дикой природе, что делает SLC значительно более дорогим, чем MLC и TLC на данный момент.

В действительности дело обстоит не так ясно. Сегодня TLC NAND не намного дешевле, чем MLC NAND, что способствовало ее относительному отсутствию на рынке потребительских SSD. Также отсутствует поддержка контроллеров и отсутствует интерес рынка, что, конечно же, способствует повышению цен.

QLC против TLC против MLC против SLC — покупка SSD — технический мастер на все руки

Если вы недавно покупали диск SSD , вы, вероятно, видели такие термины, как SLC , MLC , TLC , и QLC , брошенные производителями. Что все это значит?

Эти сокращения относятся к типу микросхем флэш-памяти NAND, присутствующих в этом твердотельном накопителе. У каждой микросхемы есть свои достоинства и недостатки. Мы поговорим об этом в этой статье. Кстати, я тоже сделал видео об этом на своем канале в YouTube.

Но сначала краткая анатомия SSD-накопителя

Помимо необычного корпуса, наклеек и разъемов, SSD имеет 3 основных компонента:

• флэш-память NAND : вот где хранятся ваши данные.В блоках энергонезависимой памяти. Это означает, что для хранения данных не требуется питание;
• Память DDR : небольшая, но энергозависимая, присутствует не на всех твердотельных накопителях. Обычно используется в качестве кеша для ускорения часто используемых данных;
• Контроллер : почтовый соединитель между чипами NAND и вашим ПК. «ЦП SSD», если вы хотите так выразиться;

Так что же такое флэш-память NAND?

Это новый тип хранилища данных, он быстрее старого доброго жесткого диска.К тому же это намного эффективнее.

Чип флеш-памяти NAND состоит из нескольких ячеек, в которых хранятся биты. Эти биты включаются или выключаются с помощью электрического импульса. Порядок ячеек внутри микросхемы флэш-памяти NAND представляет способ хранения данных на SSD. Количество бит в каждой ячейке дает название микросхемы флэш-памяти NAND. Например, SLC происходит от одноуровневой ячейки, и это означает, что каждая ячейка содержит 1 бит.

Итак, мы имеем:

• SLC — Одноуровневая ячейка , 1 бит на ячейку;
• MLC — Многоуровневая ячейка , 2 бита на ячейку;
• TLC — Трехуровневая ячейка , 3 бита на ячейку;
• QLC — Четырехуровневые ячейки , 4 бита на ячейку;

Почему это? Сохраняя больше битов в каждой ячейке, микросхема NAND может хранить больше данных. Это позволяет нам иметь SSD большего размера. Но помни! Есть недостатки!

Давайте рассмотрим каждый тип микросхемы NAND. Не забудьте выбрать твердотельный накопитель, отметив, что вы будете использовать на компьютере, на котором его устанавливаете. Не тратьте деньги бессмысленно, но и не стоит слишком дешево, когда это не так!

примечание: вы увидите, как я говорю о сроке службы SSD. Я имею в виду количество полных операций записи, поддерживаемых микросхемой. Обратите внимание на значение, указанное производителем вашего твердотельного накопителя.А если вы выполняете много операций записи, ищите высокий TBW — общее количество записанных байтов. Если это для NAS, с которого вы никогда ничего не удалите… не тратьте слишком много денег.

Насколько я должен бояться, когда дело касается TBW — всего записано байтов?

Не то чтобы боялся. Допустим, ваш твердотельный накопитель емкостью 1 ТБ имеет рейтинг 300 ТБайт TBW. Так что его можно полностью переписать 300 раз. На моем рабочем ПК (использование ~ 10-12 часов в день, кроме воскресенья), который я редко выключаю, через ~ 1 год я записал на нем 21 ТБ.Значит, это должно длиться, вероятно, 14 лет. Черт возьми, даже если это 10 лет, это МНОГО, если вы слегка увлекаетесь технологиями. Почему? Вы действительно думаете, что этот SSD порадует вас в 2025 году? Возможно, вам захочется более новых и крупных технологий. Так что я бы просто выбрал уважаемый бренд с достойным рейтингом TBW и хорошими показателями.

Одноуровневая ячейка — SLC NAND

Это наиболее точный тип памяти NAND, когда речь идет о чтении / записи данных. У него также самый большой срок службы.

микросхем SLC может занимать до 100.000 полных переделок. Это означает, что он может быть записан до 100000 своей емкости. Обратите внимание, что SLC обычно предназначены для корпоративных приложений, так как они являются наиболее дорогостоящими из существующих.

Плюсы:

• Самый быстрый и самый точный / точный;
• Срок службы BIg — до 100 000 TBW

Минусы:

• Дорого;
• Не такой уж большой по емкости. Вы, вероятно, не найдете твердотельные накопители SLC емкостью 2 ТБ;

Многоуровневая ячейка — MLC

MLC хранит 2 бита на ячейку.Это приводит к более низкой стоимости производства, большей емкости и, конечно же, более низким ценам на SSD по сравнению с SLC.

Я бы выбрал MLC SSD в качестве основного диска, если вы действительно жаждете производительности и нуждаетесь в спокойствии ваших данных, даже если в большинстве обычных сценариев использования он не будет сильно отличаться от SSD TLC.

Плюсы:

• дешевле, чем диски SLC;
• стабильнее, чем TLC;
• хорошая производительность;

Минусы:

• не до уровня прочности SLC.Опять же, если вы не обновляете какое-то корпоративное оборудование, вас это не волнует!

Трехуровневая ячейка — TLC

TLC обеспечивает еще меньшие затраты, но за счет производительности и долговечности.

Ячейка в микросхеме флэш-памяти TLC NAND может выполнять от 3000 до 5000 перезаписей. Это все еще много, но эти диски не предназначены для корпоративного использования, поскольку они являются микросхемами потребительского уровня.

Я бы выбрал твердотельный накопитель TLC в качестве диска для ОС, если вы ограничены в средствах, но я думаю, что он отлично подходит для хранения вещей.Игры, данные, фильмы и т. Д. Я обычно использую TLC для настроек NAS, которые не видят слишком много удалений. Или как дополнительный диск на игровом / рабочем ПК.

Плюсы:

Минусы:

• меньшая долговечность по сравнению с SLC или MLC;
• медленнее, чем SLC и MLC;
• Некоторые диски при заполнении становятся медленными. Ищите бренд с хорошей репутацией и старайтесь не выбирать недорогие модели, чтобы избежать этого;

Четырехуровневая ячейка — QLC

Самый дешевый.Но все же QLC и особенно 3D NAND QLC по-прежнему намного быстрее старых HDD.

Обязательно выберите диск 3D NAND, если вы собираетесь использовать QLC. 3D NAND решила множество проблем с надежностью этих дисков.

Даже если у них самый низкий срок службы (около 1000 операций записи) , это все равно много для среднего пользователя. Для парня / девушки, которая сидит на Facebook, у него есть домашнее задание или этот модный проект PowerPoint… это просто идеально.

Я бы использовал накопитель QLC, когда бюджет ограничен.Или если вам действительно нужно хранилище большой емкости, но у вас нет денег. Или … вы просто не так часто используете компьютер для выполнения тяжелых и интенсивных задач.

Итак, что бы я выбрал?

Помня о том, чтобы не сходить с ума по всем циклам записи, я бы выбрал что-то, что соответствует моему бюджету, от кого-нибудь с хорошей репутацией, например, Samsung, Corsair, Western Digital, Seagate или даже Kingston.

На мой взгляд, идеальная установка будет выглядеть так:

• Диск ОС: MLC m.2 PCIe x4 500 ГБ диск (например: Samsung 870 PRO) ;
• Накопитель: накопитель TLC SATA 2 ТБ (я ищу твердотельный накопитель Seagate Barracuda 120 2 ТБ SATA-III) ;

То есть, если вы хотите получить лучшее, что вы можете получить для своей рабочей машины, как разработчик / программист / системный администратор / 3D-работа / и т. Д.Работа должна быть сделана.

Для игр и общего использования я просто взял два диска TLC 2 ТБ и покончил с этим. Большинство из них действительно хороши, не обманывайтесь маркетингом.

Что я имею в виду под маркетингом не обманывайтесь? Все дело в необходимости и желании. Если вы постоянно что-то отлаживаете на нескольких локальных виртуальных машинах, вам понадобится каждая дополнительная скорость, которую может дать MLC. Тебе это надо? Вероятно, нет, вы сэкономите пару секунд здесь и там в определенных сценариях по сравнению с TLC.Но послушайте, если вы приносите большие деньги, вам нужно быстро закончить работу.

Если вы надеетесь на самую быструю загрузку уровней в этой замечательной игре… не беспокойтесь. Просто получите TLC. И вложите эти дополнительные деньги в графический процессор / процессор, дополнительные 0,3 секунды, сброшенные на этом экране загрузки, вас не впечатлят.

О, а вот мое видео по этой теме:

Спасибо за просмотр / чтение 🙂

Вы видели мою статью о веб-хостинге?

SSD — Типы NAND | ГеймерыNexus

NAND Flash поставляется с различными типами памяти, наиболее распространенными из которых являются MLC, TLC, а теперь и VNAND (или 3D NAND).В корпоративных и серверных твердотельных накопителях SLC по-прежнему в некоторой степени преобладает из-за своей выносливости и скорости. Типы NAND определяют, сколько уровней напряжения каждая ячейка (SSD) имеет на NAND. SSD-накопители состоят из миллиардов ячеек, способных хранить данные (в битах), каждая из которых должна хранить «уровень напряжения», чтобы «проверять» сохраненные данные. Тип NAND напрямую зависит от выносливости накопителя.

SLC означает одноуровневую ячейку, MLC для многоуровневой (двух) ячейки и TLC для трехуровневой ячейки.Все эти сокращения показывают, сколько бит данных хранится на ячейку и сколько уровней напряжения хранится на ячейку. Различные типы NAND влияют на стоимость гигабайта, общую емкость, скорость и долговечность устройства. Причина, по которой TLC и MLC дешевле на 1 ГБ, чем SLC, заключается в том, что они хранят больше битов на ячейку, поэтому там, где SLC может хранить только один бит данных на ячейку в NAND, MLC может хранить два, а TLC может хранить три. Дополнительное хранилище битов TLC привело (при запуске) к снижению цены примерно на 30% по сравнению сMLC диски.

Это также вызывает проблемы со стабильностью и долговечностью, но многие из них были решены путем тщательной настройки прошивки, выравнивания износа, сбора мусора и сжатия. За счет введения дополнительного бита на ячейку уровни напряжения требуют большей детализации для считывания данных при доступе. По мере того, как устройство стареет и теряет заряд, вероятность битовой ошибки (неправильного чтения) увеличивается, что в конечном итоге приводит к смерти диска.

VNAND — это новый тип NAND, в котором используется трехмерное наложение по аналогии с трехмерными транзисторами Intel.Этот метод позволяет Samsung (единственному производителю VNAND на момент написания, хотя это может измениться) втиснуть больше данных в пространство того же размера, укладывая их вертикально. По идее, это можно рассматривать как многоквартирный многоэтажный дом по сравнению с домом для одной семьи.

Подробнее об этом читайте в нашем посте по анатомии, ссылка на который находится ниже.

См. Также

Подробнее

Сопутствующие товары

Часы

Что такое кэш SLC?

Кэш SLC повышает производительность чтения / записи твердотельных накопителей ATP 3D TLC

Спрос на дополнительное хранилище данных будет продолжаться, поскольку мир все больше становится управляемым данными.Благодаря архитектуре 3D NAND носители данных преодолевают технологические ограничения 2D (плоской) NAND, обеспечивая более высокую плотность хранения без увеличения занимаемой площади, что приводит к снижению стоимости за бит. Кроме того, позволяя использовать более удобную литографию NAND, уменьшающую межячейковую интерференцию, накопители на основе архитектуры 3D NAND обладают более высокой надежностью, лучшей производительностью чтения / записи и более длительным сроком службы.

Эти важные технологические разработки привели к созданию носителей данных с трехуровневыми ячейками (TLC) на основе 3D NAND, которые получили широкое распространение и признание даже в критически важных промышленных приложениях, требующих не только хранилища высокой плотности, но также надежной производительности и длительного срока службы.

Для дальнейшего повышения производительности 3D TLC твердотельные накопители (SSD) и модули ATP используют кэш с одноуровневой ячейкой (SLC).

Что такое кэш SLC?

SLC относится к типу флэш-памяти NAND, в которой хранится только один бит данных на ячейку. Выполняет самую простую операцию среди других типов флеш-накопителей; следовательно, он записывает данные на более высоких скоростях, потребляет меньше энергии и имеет большую выносливость. Однако основным недостатком является то, что он имеет меньшую плотность и более высокую стоимость за гигабайт флэш-памяти.

С другой стороны, твердотельные накопители

на основе 3D TLC имеют меньшую стоимость из расчета на 1 ГБ и могут хранить больше данных, но могут страдать от низкой производительности чтения / записи, поскольку хранит три бита данных на ячейку. Это замедление наиболее заметно на твердотельных накопителях без кеша DRAM.

ATP решает эту проблему, резервируя часть диска, которая действует как SLC. Эта часть называется «кэш SLC». Это не то же самое, что «SLC NAND», но ведет себя аналогично, сохраняя только один бит данных для повышения производительности чтения / записи SSD.

На следующем рисунке показано сравнение типов флэш-памяти NAND с указанием плюсов и минусов каждого из них:

Типы кэша SLC

Существует два типа кэша SLC: статический и динамический. Использует ли SSD статический или динамический кеш, зависит от алгоритма прошивки.

• Статический кэш. Как следует из названия, размер назначенной области фиксирован. Основное преимущество заключается в том, что для кэша SLC выделяется гарантированная область.Это пространство отключается только тогда, когда остальная часть TLC полностью используется. Однако, поскольку для кэша SLC назначена только определенная область, такая область будет выдерживать более интенсивные операции чтения и записи, что приведет к увеличению циклов P / E, что, в свою очередь, может повлиять на долговечность накопителя.
• Динамический кэш. Напротив, динамический кеш относится к нефиксированной области. Ключевым преимуществом является более равномерное выравнивание износа по всему приводу. Недостаток заключается в том, что размер кеша не гарантируется из-за его гибкости.

В следующей таблице приводится сводка плюсов и минусов двух типов кэша SLC.

Таблица 1.Сравнение статического и динамического кэша SLC

Кэш SLC против прямой записи TLC

Кэширование со встроенной динамической памятью с произвольным доступом (DRAM) позволяет сохранять небольшие записи и сбрасывать их на SSD как одну большую запись, тем самым повышая производительность чтения / записи и предотвращая усиление записи. Однако из соображений стоимости многие твердотельные накопители на основе TLC не имеют DRAM и прибегают к «прямой записи TLC». Поскольку DRAM намного быстрее, чем флэш-память NAND, эти твердотельные накопители без DRAM могут иметь экономическую выгоду, но должны иметь компромисс в производительности.

Чтобы решить проблему низкой производительности чтения / записи твердотельных накопителей TLC, ATP использует кэш SLC. Размер этого пространства зависит от емкости SSD. С пространством кэша SLC производительность чтения / записи SSD сопоставима с производительностью SLC NAND, если пространство еще не используется полностью.

Когда кэш SLC заполнен, микропрограммное обеспечение (FW) запускает фоновую сборку мусора для очистки кеша. В то же время система продолжает отправлять данные на диск, пока выполняется сборка мусора, что влияет на производительность диска.

Следующий график и таблица обеспечивают сравнение кэша SLC и прямой записи TLC.

Рисунок 2. Кэш SLC и запись TLC. Для кэша SLC производительность вначале хорошая, но падает после того, как кэш SLC исчерпан, в то время как производительность записи TLC остается постоянной.

Таблица 2.