Οι δίσκοι Ssd με μνήμες tlc και mlc

Η μεγάλη έκρηξη μνήμης flash σημειώθηκε μεταξύ 2004 και 2005, όταν ένας συνδυασμός δύο παραγόντων προκάλεσε πτώση των τιμών ανά megabyte. Όπου οι δίσκοι smartphone και SSD άρχισαν να παρατηρούν μια μείωση, αλλά μόνο το πέρασμα του χρόνου μας έκανε να έχουμε πιο ελκυστικές τιμές, αν και φαίνεται ότι δεν είναι αποτέλεσμα της δουλειάς και ξανά αυξάνουν τις τιμές. Θέλετε να μάθετε τη διαφορά μεταξύ μνήμης TLC vs MLC; Εξηγούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε!

Ευρετήριο περιεχομένων

Μονάδες SSD με μνήμες TLC και MLC

Η πρώτη ήταν η βίαιη αύξηση της παραγωγής και ο ανταγωνισμός μεταξύ των κατασκευαστών, οι οποίοι έχουν ωθήσει τις τιμές κάτω. Εκτός από τους γίγαντες όπως η Samsung και η Toshiba, ακόμη και η Intel και η AMD έχουν επενδύσει μεγάλα χρηματικά ποσά στην κατασκευή μνήμης flash.

Η δεύτερη ήταν η εισαγωγή της τεχνολογίας MLC (Multi-Level Cell), όπου κάθε κύτταρο πήγε για να αποθηκεύσει δύο κομμάτια αντί για ένα μόνο. Αυτό ήταν δυνατό χάρη στη χρήση ενδιάμεσων τάσεων. Η τεχνολογία MLC έχει εφαρμοστεί λίγο πολύ ταυτόχρονα από διάφορους κατασκευαστές και έχει μειώσει το κόστος ανά megabyte κατά το ήμισυ, αλλά έχει οδηγήσει σε μάρκες μνήμης flash με χαμηλότερη απόδοση και ταχύτερη υποβάθμιση..

Σήμερα, τα τσιπ MLC είναι αυτά που χρησιμοποιούνται στη μεγάλη πλειοψηφία των USB sticks, κάρτες μνήμης και SSD. Τα παραδοσιακά τσιπ, τα οποία αποθηκεύουν ένα bit ανά κελί, αποκαλούνται "SLC" (Cell Single-Level) και παράγονται με σκοπό την εξυπηρέτηση της αγοράς για μονάδες SSD υψηλής απόδοσης (ειδικά μοντέλα που προορίζονται για server). Αν και πολύ πιο ακριβό, προσφέρουν καλύτερες επιδόσεις και είναι πιο ανθεκτικές.

Στο άλλο άκρο, έχουμε μονάδες εξοπλισμένες με τσιπ TLC, οι οποίες αποθηκεύουν τρία bits ανά κελί, αντί δύο όπως MLCs και συνεπώς μειώνουν το κόστος κατασκευής ανά gigabyte κατά περισσότερο από 33%. Από την άλλη πλευρά, η χρήση περισσότερων ενδιάμεσων τάσεων έχει ως αποτέλεσμα τα τσιπ που αποικοδομούν ταχύτερα από τα MLC.

Διαφορές μεταξύ MLC και TLC

Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχουν φυσικές διαφορές μεταξύ των κυττάρων σε ένα τσιπ MLC και TLC. Και στις δύο περιπτώσεις, η τεχνική παραγωγής είναι σχεδόν η ίδια, αλλά υπάρχουν διαφορές σε αυτές… αλλά και ο τρόπος προγραμματισμού του τσιπ. Αυτό που κάνει τα μάρκες MLC και TLC φθηνότερα από τα SLCs είναι ένα απλό ζήτημα αριθμητικής: Ένα τσιπ NAND 16 GB μπορεί να δημιουργήσει ένα τσιπ SLC 16 gigabyte, ένα τσιπ MLC 32 gigabyte ή ένα τσιπ TLC 48 gigabytes.

Υποθέτοντας ότι το συνολικό κόστος του τσιπ είναι $ 24, θα έχουμε ένα κόστος ανά gigabyte των $ 0.75 για το MLC και μόνο $ 0.50 για το FTA. Αν είστε κατασκευαστής που ενδιαφέρεται να πουλήσει SSDs μεγάλης χωρητικότητας για χαμηλή τιμή, θα ήταν προφανές ποια από τις δύο επιλογές θα ήταν πιο ελκυστική για εσάς.

Το μεγάλο πρόβλημα δεν είναι μόνο η αντοχή, αλλά και η απόδοση των ίδιων των μαρκών, η οποία μειώνεται με τη χρήση περισσότερων bits. Μια διαδικασία ανάγνωσης που διαρκεί 50 μs σε ένα τσιπ MLC θα διαρκέσει 100 μs ή περισσότερο σε τσιπ TLC.

Ταυτόχρονα, μια εγγραφή που διαρκεί 900 μs ή περισσότερο σε ένα τσιπ MLC απαιτεί περισσότερα από 2000 μs στην TLC, με αποτέλεσμα σταγόνες ανάλογες με τις ταχύτητες ανάγνωσης και εγγραφής των δίσκων.

Σας συνιστούμε τους τύπους μνήμης NAND στα SSD: SLC, MLC, TLC και QLC

Το μεγαλύτερο πρόβλημα, ωστόσο, είναι η ανθεκτικότητα. Η διάρκεια ζωής των μαρκών MLC είναι μόνο 10.000 κύκλοι στα 50nm, ενώ σε τσιπ TLC η διάρκεια ζωής είναι 2.500 λειτουργίες στα 50nm.

Ακόμη και με τη χρήση τομέων και άλλων τεχνικών που χρησιμοποιούνται από τους τρέχοντες οδηγούς για την παράταση της διάρκειας ζωής των δίσκων, ένα SSD 128GB που βασίζεται σε τσιπ 25nm TLC θα μεταφέρει μόνο 96TB εγγραφών καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής του, περιορίζοντας τη χρήση του πολύ. Για λόγους σύγκρισης, ένας δίσκος 128GB που βασίζεται σε μάρκες MLC των 34nm θα φέρει 640TB στο δίσκο.

Ένας δίσκος MLC θα έχει σχετικά χαμηλή διάρκεια ζωής, αλλά θα είναι ακόμα αποδεκτή αν λάβουμε υπόψη τα μεγάλα πλεονεκτήματα που προσφέρει η μνήμη flash σε άλλους τομείς. Η μονάδα TLC, ωστόσο, θα έχει περιορισμένη χρήση και σε πολλές καταστάσεις χρήσης θα μπορούσε να εξαντληθεί μετά από αρκετά χρόνια. Θέλω να πω, δεν είναι κακό, εντάξει; Αλλά είναι φτωχότερης ποιότητας.

Ένα SSD με μνήμη TLC είναι απόλυτα κατάλληλο για έναν κανονικό χρήστη. Αλλά ένα MLC έχει υψηλότερη ποιότητα, και είναι παρόντες στην κορυφή της σειράς των κατασκευαστών.

Πολλοί κατασκευαστές μπόρεσαν να αντισταθμίσουν αυτήν την πτώση της απόδοσης και αξιοπιστίας της μνήμης flash με καλύτερα προγράμματα οδήγησης και τη χρήση υψηλότερου ποσοστού SSD, αλλά αυτό δεν αναιρεί την κεντρική ερώτηση ότι οι κατασκευαστές παράγουν χειρότερα μάρκες μνήμης flash. με κάθε νέα γενιά, σημειώνοντας πρόοδο μόνο σε σχέση με το κόστος.

Πολλαπλά επίπεδα κυττάρων (MLC)

Το MLC είναι το πρότυπο που χρησιμοποιείται σήμερα από τις περισσότερες μονάδες SSD. Το ακρωνύμιο σημαίνει Multi-Level Cell και χρησιμοποιείται για να περιγράψει NAND flash μνήμες που έχουν τη δυνατότητα να αποθηκεύουν 2 bits δεδομένων ανά κελί.

Η TLC είναι μια εξέλιξη αυτής της τεχνολογίας και επιτρέπει την αποθήκευση 3 δυαδικών ψηφίων δεδομένων ανά κελί, ενώ το Cell Single-Level (SLC) αποθηκεύει μόνο ένα bit δεδομένων για κάθε κύτταρο. Ο καθένας έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, τα οποία θα δούμε στη συνέχεια.

Ο τύπος MLC είναι αρκετά συνηθισμένος αυτές τις μέρες και συνίσταται σε μια διαδικασία που χρησιμοποιεί διαφοροποιημένες τάσεις για να καταστήσει μια αποθήκη κυττάρων μνήμης δυο δυαδικά ψηφία (θεωρητικά, είναι δυνατό να το αποθηκεύσει περισσότερο) αντί για ένα μόνο, όπως στην SLC.

Χάρη στην τεχνολογία MLC, το κόστος των συσκευών αποθήκευσης flash μειώθηκε, αυξάνοντας ακόμη και την προσφορά προϊόντων όπως τα USB sticks και τα smartphones με πιο προσιτές τιμές.

Το κύτταρο τριπλού επιπέδου (TLC)

Το ίδιο το δηλώνει: ο τύπος TLC αποθηκεύει τρία bits ανά κελί, επομένως ο όγκος των δεδομένων που μπορούν να αποθηκευτούν στη μονάδα αυξάνεται σημαντικά. Είναι το πιο πρόσφατο πρότυπο που διαθέτουμε στην αγορά.

Σας συνιστούμε την Corsair Dominator Platinum Special Edition και Vengeance LED

Ωστόσο, η απόδοση είναι επίσης χαμηλότερη σε σύγκριση με την τεχνολογία MLC, τελικά, έχουμε οκτώ πιθανές τιμές με τρία bits, γι 'αυτό υπάρχουν περισσότερες τάσεις: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 και 111.

Εδώ, το κύριο όφελος είναι η αύξηση του χώρου αποθήκευσης, δεδομένου ότι οι μνήμες TLC είναι συνήθως πιο αργές από τις μάρκες MLC, οι οποίες με τη σειρά τους έχουν λιγότερες επιδόσεις από την τεχνολογία SLC.

Ακόμα κι έτσι, οι μνήμες TLC και MLC είναι ταχύτερες από τους σκληρούς δίσκους, γι 'αυτό και η χρήση τους είναι εφικτή στις περισσότερες εφαρμογές: σε πολλές περιπτώσεις, δεν αντισταθμίζει την ύπαρξη αρκετά γρήγορου SSD, αλλά δεν προσφέρει χωρητικότητα αρκετή αποθήκευση.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα;

Το μεγάλο πλεονέκτημα των μονάδων στερεάς κατάστασης με τεχνολογία TLC είναι στη χαμηλότερη τιμή τους. Αυτό συμβαίνει επειδή οι δίσκοι με την τεχνολογία είναι πυκνότεροι, αποθηκεύοντας περισσότερα δεδομένα με τον ίδιο χώρο. Με άλλα λόγια, καταλήγουν να έχουν υψηλότερη αποδοτικότητα κόστους. Αλλά αυτό, όπως όλα στη ζωή, έρχεται σε μια τιμή.

Οι μονάδες SSD με τεχνολογία TLC δεν καταλήγουν να είναι τόσο γρήγορες ή ανθεκτικές από τα μοντέλα MLC. Επομένως, δεν αναφέρονται για επαγγελματική χρήση.

Πράγματι, οι οδηγοί στερεάς κατάστασης TLC είναι πιο κατάλληλοι για οικιακούς χρήστες. Για αυτούς τους τύπους χρηστών, δεν υπάρχει αισθητή διαφορά απόδοσης, τουλάχιστον στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων.

Πόσοι κύκλοι εγγραφής υποστηρίζετε χωρίς να χάσετε την ικανότητά σας να αποθηκεύετε δεδομένα;

Είναι σαφές ότι ο αριθμός κύκλων εγγραφής που υποστηρίζονται από ένα κύτταρο επηρεάζει την ωφέλιμη ζωή του. Αλλά ευτυχώς, δεν είναι ο μόνος παράγοντας. Υπάρχουν και άλλα δύο μεγάλης σημασίας: η συχνότητα με την οποία τροποποιείται η τιμή που περιέχεται στο κελί (η συχνότητα με την οποία διαβάζεται δεν επηρεάζει την ωφέλιμη ζωή) και η χωρητικότητα της μονάδας μαζικής αποθήκευσης (στην περίπτωσή μας, από τη μονάδα SSD ή τη συσκευή στερεάς κατάστασης) στην οποία έχει εγκατασταθεί.

Η σημασία της συχνότητας των εγγραφών είναι προφανής: η συχνότητα των εργασιών γραφής σε ένα κελί που υποστηρίζει δέκα χιλιάδες κύκλους εγγραφής μιας ελάχιστα χρησιμοποιούμενης μονάδας ή η αποθήκευση στατικών δεδομένων είναι μικρή. Επομένως, αυτό το κελί θα διαρκέσει πολύ περισσότερο από το άλλο, εγκατεστημένο σε μια μονάδα δίσκου που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση δυναμικών δεδομένων των οποίων οι τιμές αλλάζουν συχνά και πρέπει να ξαναγραφούν ανά πάσα στιγμή.

Εξίσου σημαντική με την τράπεζα μνήμης όπου αποθηκεύονται τα δεδομένα σε ένα SSD είναι ο ελεγκτής που περιέχεται σε αυτό, ο οποίος λειτουργεί ως διασύνδεση μεταξύ του δίσκου SSD και του υπολογιστή. Αυτός είναι ο ελεγκτής που αποφασίζει σε ποια κελιά τα δεδομένα θα αποθηκευτούν.

Σας συνιστούμε Η παραγωγή μνήμης DRAM θα ​​συνεχίσει να είναι πολύ περιορισμένη το 2018

Κατά τη διάρκεια αυτών των τελευταίων ετών κατά την οποία τα SSDs έχουν εξαπλωθεί, οι αλγόριθμοι που καθορίζουν τι αυτά τα κύτταρα θα έχουν τελειοποιηθεί. Οι νεότεροι ελεγκτές επιδιώκουν να κατανείμουν τις λειτουργίες ανάγνωσης των κυψελών που είναι διαθέσιμες στα SSD όσο το δυνατόν πιο ομοιογενώς, εμποδίζοντας ορισμένα κύτταρα να λαμβάνουν πολύ περισσότερες λειτουργίες εγγραφής από άλλες.

Στις πρώτες μέρες της χρήσης SSD, οι μονάδες δίσκου ήταν σχετικά μικρές σε χωρητικότητα. Οι μονάδες 1TB είναι άμεσα διαθέσιμες σήμερα. Λοιπόν, εάν ο συνολικός αριθμός των κυττάρων στα οποία μπορούν να διανεμηθούν οι λειτουργίες εγγραφής αυξάνεται σημαντικά, η συχνότητα με την οποία αντικαθίσταται κάθε κύτταρο μειώνεται άμεσα σε αυτή την αύξηση.

Εξ ου και η σημασία της ικανότητας της SSD όσον αφορά τη μακροζωία της. Ωστόσο, οι συσκευές που βασίζονται σε MLC έχουν πολύ μικρότερη διάρκεια ζωής από αυτές που βασίζονται σε SLC.

Μια άλλη σημαντική διαφορά είναι η ταχύτητα με την οποία εκτελούνται οι διαδικασίες εγγραφής. Αν και αυτή τη φορά, οι λειτουργίες ανάγνωσης δεν παρεμβαίνουν. Μετά από όλα, για να μετρήσετε μια τάση αρκεί να εφαρμόσετε έναν αισθητήρα στα σημεία όπου υπάρχει μια διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό. Αλλά στην περίπτωση της γραφής, το πράγμα είναι διαφορετικό.

Αυτός ο τύπος κυψέλης μνήμης, όπως μπορεί να φανεί, μπορεί να αποθηκεύσει οκτώ διαφορετικές τιμές (000 ₂ = 010 έως 1112 = 710). Η απλή παρατήρηση είναι αρκετή για να δείξει ότι η "γραφή" μιας τιμής (ρύθμιση της στάθμης τάσης) είναι πολύ πιο περίπλοκη (και επομένως πιο αργή) όταν αυξάνεται ο αριθμός των πιθανών τιμών. Και αυξάνοντας την τάση, αυξάνεται η κατανάλωση ενέργειας.

Θέμα θερμοκρασίας

Μέχρι πρόσφατα, τα δομοστοιχεία μνήμης διασκορπίζουν τη θερμότητα, αλλά αυτό δεν ήταν ποτέ ανησυχητικό. Ωστόσο, όταν πρόκειται για μνήμη flash πολλαπλών επιπέδων, είναι διαφορετική.

Μετά από όλα, λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες και χρησιμοποιούν σχετικά υψηλές τάσεις, δύο σημαντικούς παράγοντες όσον αφορά τη διάχυση της θερμότητας και συνεπώς την αυξημένη θερμοκρασία των τσιπ.

Αυτό είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο όταν πρόκειται για μνήμες MLC, όπου ο αριθμός κατωφλιών των εσωτερικών τάσεων που αναγνωρίζουν την αποθηκευμένη τιμή είναι μεγαλύτερη.

Αυτό οφείλεται στο ότι οι υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να επηρεάσουν αυτά τα όρια, τα οποία τροποποιούν την αποθηκευμένη τιμή και υπονομεύουν πλήρως την αξιοπιστία της μνήμης.

Σας συνιστούμε Η Samsung παρουσιάζει τις μνήμες RDIMM των 256 GB

Το αποτέλεσμα είναι ότι σίγουρα δεν είναι σκόπιμο οι βάσεις αυτού του τύπου μνήμης να διατηρούνται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας. Για το λόγο αυτό, ορισμένες συσκευές (για παράδειγμα, μερικές μονάδες SSD της Samsung) διαθέτουν αισθητήρες θερμοκρασίας που απλά επιβραδύνουν τις εγγραφές (οι ενδείξεις, όπως πάντα, έχουν ελάχιστη επίδραση στη διάχυση της θερμότητας) 70 βαθμούς Κελσίου και επιστρέφουν μόνο στην κανονική λειτουργία όταν οι τράπεζες κρυώνουν κάτω από αυτή την οριακή τιμή.

Οι μνήμες ενός επιπέδου (SLC) είναι πολύ πιο ανεκτικές στις υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό συμβαίνει επειδή επειδή μπορεί να πάρει μόνο μία από τις δύο καταστάσεις, η ανοχή είναι πολύ μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία που αλλάζει ελαφρώς το όριο τάσης, έτσι ώστε η αποθηκευμένη τιμή να μην αλλάζει.

Έτσι, τα μονόκυτταρα SSD, ακριβότερα αλλά ανθεκτικά στις υψηλότερες θερμοκρασίες, ταξινομούνται ως "βιομηχανικά", ενώ τα MLC, τα οποία πρέπει να λειτουργούν σε χαμηλότερη περιοχή θερμοκρασιών, ταξινομούνται ως "εμπορικά".

Συνιστώμενη SSD

Corsair Force MP500 - Μονάδα στερεάς κατάστασης, 120 GB SSD, M.2 PCIe Gen. 3 x4 NVMe-SSD, ταχύτητα ανάγνωσης έως 2.300 MB / s Μονάδες SSD CORSAIR NVMe M.2 επιτρέπουν ένα επίπεδο απόδοσης σε μία μορφή Συμπαγής σειρά Corsair Force Series LE-480 GB Μονάδα σκληρού δίσκου (SATA 3, 6 GB / s, TLC NAND) (CSSD-F480GBLEB) Με ταχύτητα εγγραφής 530 MB / s και ταχύτητα ανάγνωσης 560 MB / s. 480 χωρητικότητα αποθήκευσης και 6 Gbit / s GB Corsair Neutron Xti Μεταφορά δεδομένων - Σκληρός δίσκος στερεάς λειτουργίας 240 GB (Serial ATA III, MLC, 0-70 C, 2, 5 ", -40-85 C) y Κόκκινη σταθερή απόδοση και πολύ υψηλές ταχύτητες μεταφοράς Samsung 850 EVO - Σκληρός δίσκος Solid (250 GB, Serial ATA III, 540 MB / s, 2, 5 "), χωρητικότητα αποθήκευσης SSD 250 GB. Ταχύτητα ανάγνωσης έως 540 MB / s και Ταχύτητα εγγραφής έως 520 MB / s 63.26 EUR Samsung 960 EVO NVMe M.2 - 500 GB Σκληρός Δίσκος (Samsung V-NAND, PCI Express 3.0 x4, NVMe, AES 256-bit, 0 - 70 C) χωρητικότητα αποθήκευσης SSD 500 GB. Οι μνήμες Samsung V-NAND, η διασύνδεση NVMe και ο ελεγκτής Polaris 183.86 EUR

Συμπέρασμα

Το MLC έχει μεγαλύτερη ωφέλιμη ζωή από την TLC, διότι είναι ευκολότερο να γίνει διάκριση των 4 πιθανών καταστάσεων τάσης από τις 8 που έχουν μικρότερο περιθώριο σφάλματος. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο ένα TLC SSD είναι φθηνότερο και το βρίσκουμε σε SSD χαμηλής και μεσαίας κατηγορίας.

Γνωρίζουμε τώρα ότι τα SSD που βασίζονται στη μνήμη MLC είναι ακριβότερα από τα TLC, αντέχουν χαμηλότερη πυκνότητα δεδομένων, είναι ταχύτερα και μπορούν να αντέξουν υψηλότερες θερμοκρασίες, με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και λιγότερη κατανάλωση ενέργειας. Τι νομίζετε για τα πάντα; Μας λέτε ήδη τις εντυπώσεις σας, αφού διαβάσετε το άρθρο!