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發(fā)布時間:2023-08-08作者來源:薩科微瀏覽:40671
在U盤、SSD等固態(tài)存儲產(chǎn)品中,閃存芯片顆粒是核心,其關(guān)乎產(chǎn)品成本、壽命以及速度。閃存芯片顆粒主要有三種類型,分別為SLC、MLC、TLC,三者之間的區(qū)別,如下:SLC、MLC、TLC閃存芯片顆粒區(qū)別介紹
1、SLC = Single-Level Cell ,即1bit/cell,速度快壽命長,價格貴(約MLC 3倍以上的價格),約10萬次擦寫壽命;
2、MLC = Multi-Level Cell,即2bit/cell,速度一般壽命一般,價格一般,約3000---10000次擦寫壽命。
3、TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell,也有Flash廠家叫8LC,速度慢壽命短,價格便宜,約500-1000次擦寫壽命。
4、QLC = Quad-Level Cell,即4bit/cell, 四層式存儲單元,QLC閃存芯片顆粒有著比TLC更高存取時間,與此同時價格上對比TLC變低,優(yōu)點就是能將容積做出來的更高,價格上變低,缺點便是P/E使用壽命較短,最初基礎(chǔ)理論可讀寫頻次僅150次,但隨著技術(shù)和工藝的進步現(xiàn)在已提升了近十倍。
固態(tài)硬盤簡介:固態(tài)硬盤(Solid State Drives),簡稱固盤,固態(tài)硬盤(Solid State Drive)用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤,由控制單元和存儲單元(FLASH芯片、DRAM芯片)組成。固態(tài)硬盤在接口的規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同,在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。被廣泛應(yīng)用于[敏感詞]、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。
其芯片的工作溫度范圍很寬,商規(guī)產(chǎn)品(0~70℃)工規(guī)產(chǎn)品(-40~85℃)。雖然成本較高,但也正在逐漸普及到DIY市場。由于固態(tài)硬盤技術(shù)與傳統(tǒng)硬盤技術(shù)不同,所以產(chǎn)生了不少新興的存儲器廠商。廠商只需購買NAND存儲器,再配合適當(dāng)?shù)目刂菩酒涂梢灾圃旃虘B(tài)硬盤了。新一代的固態(tài)硬盤普遍采用SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口、CFast接口和SFF-8639接口。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,人們對數(shù)據(jù)信息的存儲需求也在不斷提升,現(xiàn)在多家存儲廠商推出了自己的便攜式固態(tài)硬盤,更有支持Type-C接口的移動固態(tài)硬盤和支持指紋識別的固態(tài)硬盤推出。
MLC和TLC的區(qū)別是成本不同,閃存粒子最早只是SLC技術(shù)粒子,為了降低成本,制造商開發(fā)了MLC顆粒,為了進一步降低成本,制造商開發(fā)了TLC顆粒,因此TLC的成本低于MLC,性能也是不同的,閃存顆粒本質(zhì)上是一塊指甲大小的硅板,通過極紫外光將其雕刻成數(shù)十億納米級存儲單元,新一代TLC顆粒在性能上優(yōu)于MLC。
TLC和MLC是兩種不同的硬盤粒,在正常條件下,MLC的使用壽命比TLC長,MLC在讀寫速度上比TLC硬盤快,而且TLC硬盤在長時間使用后會失去速度,但在正常家用中它們之間的差異并沒有那么大,MLC在各方面都優(yōu)于TLC硬盤,但同等容量的MLC硬盤在價格上要高于TLC硬盤,在選擇固態(tài)硬盤時需要考慮用戶的具體用途和預(yù)期預(yù)算,對于大多數(shù)用戶來說TLC固態(tài)硬盤不僅價格便宜,而且足夠日常使用。
關(guān)于QLC
在這個互聯(lián)網(wǎng)時代,游戲、電影、照片等數(shù)據(jù)越來越大,硬盤容量將會面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。雖然傳統(tǒng)的機械硬盤可以解決容量問題,但是速度太慢,體驗糟糕,并不是最優(yōu)的個人存儲解決方案。
我們渴求大容量的SSD,不過超過TB大容量SSD動不動就幾千元的售價,對于支付能力有限用戶實際上沒有意義。SSD的成本主要來源于閃存,在TLC閃存能夠?qū)崿F(xiàn)TB容量可惜價格未能降下來。只有不斷開發(fā)新類型的閃存,解決容量與價格的矛盾,才能讓SSD真正在大數(shù)據(jù)時代發(fā)揮應(yīng)有作用。
這時,QLC 閃存就應(yīng)運而生, 目前,東芝和西數(shù)先后宣布成功開發(fā)基于四比特單元3D NAND閃存芯片,即QLC閃存,這也意味著QLC SSD將要來臨。那么,它與TLC閃存又有什么區(qū)別,能否取代TLC成為SSD主流閃存之選?
什么是TLC 以及QLC閃存?
TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell(每個Cell單元儲存3個數(shù)據(jù),有8個狀態(tài),具體如上圖,有八種不同電壓狀態(tài))。主要特點:成本低,容量大,但速度慢,壽命短,約500-1000次擦寫壽命。但隨著技術(shù)的成熟,壽命問題已經(jīng)得到改善(約1500-2000次擦寫壽命),并成為目前閃存顆粒中的最主流產(chǎn)品。
QLC=Quad-Level Cell,即4bit/cell(每個Cell單元儲存4個數(shù)據(jù),有16個狀態(tài),具體如上圖,有十六種不同電壓狀態(tài))。相比于TLC來說,成本比更低,容量更大,而可靠、穩(wěn)定性及壽命則更差些(此前幾年預(yù)計的理論可擦寫100-150次),不過目前東芝宣稱,他們的QLC NAND擁有多達1000次左右的P/E編程擦寫循環(huán),幾乎已經(jīng)和TLC閃存旗鼓相當(dāng)。
注:每Cell單元存儲數(shù)據(jù)越多,單位面積容量就越高,但同時導(dǎo)致不同電壓狀態(tài)越多,越難控制,導(dǎo)致顆粒穩(wěn)定性越差,壽命低,利弊都有。
不得不承認(rèn),TLC閃存的出現(xiàn)大大提升了SSD的容量,并在一定程度上降低了SSD的價格。不過,依舊沒解決SSD價格的難題,大容量SSD仍舊貴。小容量SSD+大容量HDD的存儲方案,終究沒有單純大容量SSD來得好。
當(dāng)QLC 閃存的誕生,也許既廉價又擁有超大容量的SSD,從理想變?yōu)楝F(xiàn)實。
QLC與TLC之間的區(qū)別:
1、壽命
前段時間,東芝稱其QLC NAND擁有多達1000次左右的P/E編程擦寫循環(huán),打破100-150次魔咒,可以與TLC閃存顆粒壽命想媲美。如果真的達到這個標(biāo)準(zhǔn),那么QLC SSD就能夠“理直氣壯”進入市場了。
1000次壽命,對于普通人來說,也沒有那么可怕。一般人平均每天的寫入量很少能超過10GB,那么我們就假設(shè)是10GB,120GB QLC SSD,寫入壽命達到120 TB。假設(shè)寫入放大系數(shù)則假定為3,甚至5,那么三年之內(nèi),很難寫壞它。且QLC閃存擁有高容量,也意味著其在QLC驅(qū)動器中可通過超額配置以延長產(chǎn)品本身的有效壽命。
目前TLC SSD在質(zhì)保期普遍達到3年,有的質(zhì)保期甚至達到5年。那么QLC 壽命問題又有什么好擔(dān)心?
2、穩(wěn)定性 QLC閃存是存儲4位電荷,有16種狀態(tài),而TLC存儲3位電荷,有8種狀態(tài) 。這意味著QLC閃存單位存儲密度更大,是TLC的2倍,單顆芯片可達到256GB甚至512GB。但是,也因如此,QLC閃存的電壓更難控制,干擾更復(fù)雜,而這些問題都會影響QLC閃存的性能、可靠性及穩(wěn)定性。不過TLC的這個活生生的案例在前面,解決起來會更容易一些。
3、成本 雖然QLC只是在TLC的電子單元內(nèi)增加了一個比特位,但其所要求的技術(shù)含量卻非常高。因為不僅要在原有的基礎(chǔ)上增加一個比特單位,還需要雙倍的精度才能保有足夠高的穩(wěn)定性以及性能。不過,一旦解決了所有技術(shù)上的難題,隨著SSD容量的大幅增加,其所需要的單位成本也會相應(yīng)降低。
4、容量 東芝的QLC的技術(shù)已經(jīng)可以實現(xiàn)每閃存顆粒768Gb(96GB)的容量,相比之TLC顆粒的 512Gb有了更大提升。如果采用16顆粒封裝,那么可以實現(xiàn)單顆芯片封裝達到1.5TB的容量,容量達到目前單顆[敏感詞]。如果一塊SSD采用八顆這樣的新品,總?cè)萘靠梢赃_到驚人的12TB。
寫在最后:
雖說目前QLC 閃存也只是這幾年正式出現(xiàn)在人們的視線中,其在速度、壽命、穩(wěn)定性等方面可能會比TLC差,但是更便宜的成本、更大容量的優(yōu)勢是無法忽視的。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,QLC就像當(dāng)年TLC一樣從不被接納到廣泛認(rèn)可也是早晚的事情,
其實不管是TLC還是QLC,只要價格夠便宜,容量夠大,速度夠快,壽命有保障,總會獲得消費者的喜歡,贏得屬于自己的市場份額。
而對于HDD來說,QLC的出現(xiàn)將帶來更大的威脅。或許真正QLC SSD普及之時,才是HDD 跟我們Say byebye之時。
固態(tài)硬盤壽命殺手究竟是誰?
與其擔(dān)心寫入量的問題會影響固態(tài)硬盤壽命,不如擔(dān)心一下固態(tài)硬盤壽命的真正殺手——過熱和突然斷電。因為固態(tài)硬盤是用電信號擦除寫入數(shù)據(jù),所以突然斷電對固態(tài)硬盤來說非常嚴(yán)重的事情,頻繁的突然斷電可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失,包括已寫入保存的數(shù)據(jù)!這和機械硬盤是有本質(zhì)區(qū)別的。所謂突然斷電,比如說停電、硬關(guān)機這類都屬于斷電范疇。
另一個壽命殺手就是過熱了,固態(tài)硬盤其實耐熱能力不如機械硬盤,過熱會極大縮短固態(tài)硬盤中閃存顆粒的壽命,這是因為電子芯片會因為過熱產(chǎn)生一種叫做電子遷移的現(xiàn)象,說白一點就是加速老化,從物理結(jié)構(gòu)上造成不可逆的壽命損傷,如果長時間高強度使用固態(tài)硬盤,再加上散熱工作不到位,就很容易造成固態(tài)硬盤過熱,就小編的看法,這遠比關(guān)心閃存顆粒的擦寫次數(shù)更值得關(guān)注。
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