Mlc 3d nand что это

Что выбрать MLC, TLC или QLC? (а также о V-NAND, 3D NAND и SLC)

Mlc 3d nand что это

Выбирать комплектующие для компьютеров всегда сложно. Если раньше, когда технологии только развивались, трудность заключалась в недостаточном количестве информации, то сейчас в ее обилии трудно уследить за всеми новинками. В этой статье мы поговорим о SSD накопителях и технологиях, которые в них используются.

Что такое твердотельный накопитель?

Накопители, использующие энергонезависимую память, относительно новое изобретение, которое появилось только во второй половине 90-х годов.

В отличие от жестких дисков, которые хранили информацию на магнитных пластинах, и считывали ее с помощью считывающей головки, на SSD информация хранится в массиве ячеек памяти, состоящем из транзисторов с плавающим затвором, здесь используется такая же технология, как и во flash накопителях.

Благодаря отсутствию движущихся частей, скорость работы SSD накопителей выше, а работают они тише, меньший вес, потребление энергии примерно на 80% ниже, отсутствие нужды в дефрагментации. Все это хорошо, но к огромному минусу можно отнести невозможность восстановления удаленной информации.

Флеш-память для SSD определяется плотностью записываемых данных и количеством уровней сигнала, поддерживаемых одной ячейкой. Она представляет ячейки памяти на основе полупроводников, организованные специальным образом. Все потребительские SSD, находящиеся в продаже имеют тип памяти NAND. По типу хранения они разделяются на четыре группы:

  • Первый тип флеш-памяти, который был применен в твердотельных накопителях, SLC (Single Level Cell – одноуровневая ячейка). Он поддерживает всего лишь один уровень сигнала, поэтому может записывать только 1 бит информации, который является 0 или 1, в зависимости от положения транзистора.
  • MLC (Multi Level Cell – многоуровневая ячейка) – улучшенная версия SLC. В этой версии может записываться несколько уровней сигнала, из-за чего количество информации, который можно записать в одну ячейку равняется 2 битам. Это увеличивает плотность записи и снижает цену на гигабайт емкости в 2 раза.
  • TLC (Triple Level Cell – трехуровневая ячейка) – улучшенная версия MLC. За счет тонкого управления уровнем заряда ячейки, и повышением чувствительности считывания, в одном элементе флеш-памяти может храниться 3 бита информации.
  • QLC (Quad Level Cell – четырехуровневая ячейка) – На 2019 год является самым новым видом памяти. Одна ячейка способна хранить 4 бита данных одновременно. Цена на эту флеш-память ниже чем у предыдущих.

Повышая емкость ячейки флеш-памяти, компании снижают стоимость SSD накопителей, но это также снижает ресурс диска, влияя на количество циклов перезаписи.

Чем больше емкость, тем меньше раз можно будет перезаписывать данные, и, в какой-то момент, циклы перезаписи закончатся, и можно будет только считывать хранящуюся информацию.

Кроме того, транзистор, который хранит данные, из-за перехода на многоуровневые типы флеш-памяти стал чувствительнее, а значит, он быстрее изнашивается. Какое количество перезаписей выдерживают разные типы ячеек?

  • для SLC количество перезаписей около 100 тысяч
  • для MLC – около 10 тысяч
  • для TLC – 3-5 тысяч
  • QLC переживают всего около 1 тысячи циклов

Еще одна проблема, связанная с повышением плотности – снижение скорости. Из-за того, что контроллеру нужно понимать разницу между комбинациями бит, нагрузка увеличивается. Как следствие, увеличивается время, затраченное на чтение и запись. То есть, чем больше состояний поддерживающихся флеш-памятью в SSD накопителе, тем медленней происходит запись.

Что выбрать MLC или TLC?

Мы не будем говорить о SLC дисках, так как они почти отсутствуют в потребительском сегменте, если же они там есть, то цены на них слишком высоки. Из всего вышесказанного, можно сказать, что MLC лучше для пользователей, чем TLC, так как

  • Работает с более высокой скоростью
  • Имеет более продолжительный срок службы
  • Использует меньшее количество энергии во время работы

Минус MLC – более высокая, по сравнению с TLC, цена.

https://www.youtube.com/watch?v=Bz7qUUc3eD4

Однако мы не можем сказать этого наверняка, так как можно купить более новый SSD с TLC памятью, который будет более емким, с более новым набором характеристик, которые окажутся лучше, чем у накопителя с MLC памятью.

Но можно точно сказать, что до 10000 рублей TLC покупать намного выгодней, чем MLC.

Кроме этого, нужно учитывать, что SSD накопители не предназначены для хранения большого количества информации, но они подходят для установки операционной системы и программ, которыми вы пользуетесь, так как увеличивают скорость загрузки.

V-NAND, 3D NAND, 3D TLC

При покупке или изучении SSD накопителей, вам могут встретиться эти обозначения, давайте разберемся, что они означают?

SLC, MLC, TLC и QLC это ячейки, расположенные в плоскости. Для увеличения памяти нужно большее количество кристаллов, но уменьшать их сложно, и неизвестно, оправдается ли уменьшение кристаллов с экономической точки зрения.

Поэтому разработчики решили делать твердотельные накопители, размещая ячейки не только в плоскости, но и слоями. Из-за этого чипы будут трехмерными, как следствие, появится возможность помещения большего количества информации на такую же единицу площади.

Такая флеш-память более долговечна, благодаря тому, что нет нужды в подаче высокого напряжения при записи данных в ячейку.

Первая компания, которая начала производство многослойной памяти – Samsung. В 2013 году они сообщили о первом выпуске трехмерных чипов MLC типа, под названием 3D V-NAND. В них содержалось 24 слоя. Через год число слоев увеличилось до 32, а тип памяти изменился на TLC. Технология, которую использовали Samsung сделала чипы памяти более экономичными, надежными и быстрыми.

Для создания многослойной памяти производители напыляют какое-то число слоев на кремниевую пластину, которые образовывают линии слов, и создают очень большое количество отверстий, для последующего формирования линий битов.

Какой максимум слоев может быть нанесен? Из расчетов высоты 32-слойной V-NAND (4мкм) к высоте пластины (625-775мкм), можно создать более 190 слоев памяти.

Это только теоретические расчеты, поэтому вряд ли такое значение будет достигнуто, но это показывает перспективы развития технологии 3D NAND.

Технологии продолжают развиваться. Год от года технология создания твердотельных накопителей улучшается. Их цена падает, а скорость и время работы растет. Хотя SSD все еще не заменили жесткие диски, можно сказать, что это технологии, которые будут развиваться и дальше еще долгое время.

Источник: https://lenovo-smart.ru/chto-vybrat-mlc-tlc-ili-qlc-a-takzhe-o-v-nand-3d-nand-i-slc.html

Как не заблудиться в 2D NAND и 3D NAND при выборе SSD

Mlc 3d nand что это

Прочитав первую статью осенней серии о выносливости SSD, читатель Px написал мне: у TLC нет перспектив, потому что текущее направление развития – 3D NAND. Сегодня, изучая рынок флэш-памяти и новейшие диски ее ведущих изготовителей, мы разберемся, почему такая формулировка не имеет смысла.

Почти два года назад мы выясняли, как не заблудиться в SLC, MLC и TLC. Сейчас, когда на рынке появилась 3D NAND, ситуация стала еще более запутанной для непосвященного человека.

32-слойная флэш-память Samsung MLC V-NAND

Именно поэтому в прошлый раз мне было необходимо изложить основы, без которых дальше мало что понятно. Напоминаю, это вторая статья серии из четырех публикаций.

Сейчас вы готовы ко второму этапу квеста, который начинается на рынке NAND.

Краткий обзор рынка флэш-памяти

Готовя эту статью, я изучил много рыночной и финансовой аналитики по индустрии полупроводников из открытых и закрытых источников (в т.ч.

на корейском языке 🙂 И если с финансовыми показателями компаний все однозначно, то объемы и прогнозы поставок SSD и NAND сильно варьируются в зависимости от источника.

Впрочем, тенденции везде одинаковые, поэтому обращайте внимание на них, а не на абсолютные цифры.

Спрос на SSD и NAND

Хотя продажи SSD все еще выглядят бледно на фоне HDD, твердотельные диски продолжают поступательное движение, что способствует росту производства флэш-памяти.

Прогноз мировых поставок HDD и SSD в ПК (млн штук). Источник: IHS, 2013 год.

Здесь должны быть учтены как потребительские, так и корпоративные диски. Например, объем поставок первых у Micron больше в 2-3 раза (точный расклад компания не раскрывает из коммерческих соображений). Однако эта картина отражает лишь ситуацию на рынке ПК.

Между тем, мобильные технологии пожирают не только мир, но и NAND.

В миллионах планшетов и смартфонов используется eMMC, и это тоже флэш-память. К экранам и фотокамерам новых смартфонов традиционно приковано больше внимания, но ведь объемы дискового пространства в них тоже растут!

Спрос на флэш-память по типу устройств в календарные годы. Данные IDC, iSupply, HI Investment & Securities, ноябрь 2014 года.

На диаграмме выше «Handset Embedded» — это встроенная в смартфон память. Несмотря на ее небольшой объем в сравнении с твердотельными накопителями для ПК, смартфоны берут количеством. Да и небольшой ли он?

Пока вы переносите временные папки на HDD, в старших моделях iPhone 6 и 6 Plus установлено по 128GB NAND от SanDisk и SK Hynix (16nm MLC) соответственно.

Неудивительно, что Apple отъедает 1/6 часть пирога флэш-памяти!

Доля рынка Apple в потреблении флэш-памяти и закупаемый ей объем в млн GB. Данные DRAMeXchange, 2014 год,

Я настойчиво подталкиваю вас к мысли, что технологический прогресс NAND нужно рассматривать в контексте спроса, который в первую очередь диктует мобильный сектор.

Крупнейшие игроки на рынке флэш-памяти

При покупке SSD многие люди ориентируются на брэнд, что в полной мере стараются использовать ОЕМ-сборщики SSD вроде Kingston, Corsair, ADATA и прочих компаний, не имеющих своего производства.

С другой стороны, крупнейшие изготовители флэш-памяти могут быть не слишком заинтересованы в продаже дисков конечным пользователям (SK Hynix) или не иметь прочных позиций на рынке потребительских SSD (Toshiba).

Как вы думаете, кто производит больше флэш-памяти – Toshiba или Intel?

Ответ на этот вопрос дают сведения ресурса DRAMeXchange, которые я преобразовал в диаграмму. Годовая выручка рынка NAND около 30 млрд долларов (для справки: столько же продает Nike 🙂

Оказывается, выручка Toshiba сопоставима со всем концерном IMFT. Зато бизнес Intel в меньшей степени зависит от флэш-памяти за счет диверсификации, а наработки компании в процессорах способствуют инновациям в NAND. Между тем, почти треть рынка занимает Samsung.

Какую флэш-память выпускают сейчас

За два года техпроцесс шагнул с 25-24nm до 19-16nm. Согласно диаграмме ниже, сейчас 90% поставленной NAND выполнено по техпроцессам 20nm и 1xnm, в чем вы сами можете отчасти убедиться на примерах дисков из этой статьи.

Производство NAND по узлам техпроцесса с прогнозом на 2014 год. Источник: DRAMeXchange, январь 2014 года.

Обратите внимание на ярко-красные вкрапления 3D NAND, ближайшего будущего индустрии флэш-памяти. Рассказ о новой технологии будет ближе к концу статьи, но отныне придется обозначать термином «2D NAND» память предыдущего поколения, чтобы не запутаться.

Давайте посмотрим, что нам предлагают в конце 2014 года компании первого уровня под своими брэндами.

MLC 2D NAND

Диски с этой памятью сейчас установлены в ПК автора блога и большинства читателей.

Samsung

В официальном магазине лидера рынка уже нет накопителей на MLC 2D NAND — на то он и лидер! Последним героем стал 840 Pro с 21nm Toggle Mode MLC — это был лучший SSD 2012 года, и его еще можно купить у других продавцов.

Запас выносливости у диска очень большой. Например, модель 256GB в тестировании шести дисков на убой выдержала 2.4PB (!)

Показатель выравнивания износа был исчерпан на 500TB, после чего диск принял еще почти 2000TB, продолжая использовать резервные блоки памяти

Кстати, именно этот SSD трудится у меня уже больше года в качестве основного, а старому Kingston HyperX 3K (25nm MLC NAND) теперь отведена роль диска под эксперименты и виртуальные машины. По совпадению два HyperX засветились в том же тесте, и один составляет пару выживших с 840 Pro, хотя две неустранимые ошибки выявились еще на подходе… к петабайту!

К Samsung мы еще вернемся, конечно.

Intel и Micron

Несмотря на совместное производство (IMFT), партнеры отличаются по графику вывода новых моделей на рынок.

Потребительская линейка Intel, несколько лет строившаяся целиком на контроллерах SandForce, сейчас состоит из моделей 730 и 530 с памятью, изготовленной по техпроцессу 20nm.

Ключевая разница между этими SSD заключается в контроллере: Intel 530 работает на старом добром SF-2281, а 730 – уже на собственном чипе Intel.

Последний раз Intel выпускала модель со своим контроллером в далеком (по меркам индустрии SSD) 2011 году, но даже тогда диск Intel 320 был фактически построен на контроллере X25-M G2 еще 2009 года.

По сути, компания перенесла на потребительский рынок архитектуру корпоративных дисков DC S3500/S3700, включая защиту от потери питания.

Диск для бизнеса отличает высокая стабильность производительности, что достигается в немалой степени за счет большей резервной области.

Зато в модели Intel 730 контроллер и интерфейс NAND работают на более высокой частоте, что повышает быстродействие во время пиковых нагрузок.

Intel 730 — логотип игровой платформы Skulltrail подтверждает серьезность намерений фирмы завоевать сердца энтузиастовУ Crucial (торговая марка потребительских SSD компании Micron) еще недавно модельный ряд состоял из единственного накопителя.

Сначала компания долго сидела на модели m4 с контроллером Marvell не первой свежести, лишь весной 2013 года заменив ее на М500 с Marvell 88SS9187 и 20nm MLC NAND на борту.

Спустя год Crucial выпустила более производительный диск M550 тоже с памятью 20nm MLC, но с обновленным чипом Marvell 88SS9189.

Летом 2014 года на смену Crucial M500 пришел диск MX100, ставший первым накопителем с памятью, выполненной по техпроцессу 16nm с плотностью кристалла 128Gbit.

Это ключевое изменение, потому что в остальном накопитель построен на архитектуре М550 и работает на таком же контроллере. Интересно, что в модели 128GB используется 20nm NAND, и только старшие модели несут на борту новую память 16nm.

Источник: http://www.outsidethebox.ms/17229/

С какой памятью лучше ssd — mlc или tlc

Mlc 3d nand что это

MLC или TLC — что лучше выбрать для своего компьютера? Все пользователи, которые когда-либо использовали твердотельный накопитель (память SSD), отзываются о нем положительно.

Благодаря ему, любимые приложения загружаются быстрее, а общая эффективность системы повышается. Кроме того, эти накопители гораздо более износоустойчивые и прочные по сравнению с традиционными жесткими дисками.

Но почему некоторые типы памяти дороже, чем другие? Для ответа на этот вопрос нужно понять внутреннее устройство накопителей такого типа.

Устройство SSD

Плату SSD можно условно разделить на 3 основных блока:

  1. 3D NAND-память (не путать с NOR Flash). Эта часть используется для хранения данных в энергонезависимых блоках, которые не требуют постоянного питания от электросети.
  2. DDR. Небольшое количество энергозависимой памяти, которой нужно питание для сохранения данных. Используется с целью кэширования информации для будущего доступа. Эта опция доступна не на всех накопителях.
  3. Контроллер. Выступает в качестве посредника, соединяя 3D NAND-память и компьютер. Контроллер также содержит встроенное программное обеспечение, которое помогает управлять SSD.

NAND-память, в отличие от NOR, построена из множества ячеек, содержащих биты, которые включаются или выключаются за счет электрического заряда.

Организация этих отключаемых ячеек представляет данные, хранящиеся на SSD. Количество битов в этих ячейках также определяется разновидностью памяти. Например, в Single Level Cell (SLC) ячейка содержит 1 бит.

Накопители NOR обычно используются в сетевых устройствах.

Причина, по которой флешка SLC располагает малым объемом памяти, заключается в ее небольшом физическом размере по сравнению с другими элементами Printed Circuit Board (PCB).

Не стоит забывать, что PCB включает контроллер, память DDR и 3D NAND-память, которые нужно как-то разместить внутри системного блока персонального компьютера. Память MLC NAND удваивает количество бит на ячейку, а TLC — утраивает. Это положительно сказывается на объеме памяти.

Накопители NOR предоставляют доступ к случайной информации, из-за чего их не используют, как жесткий диск.

Есть определенные причины, по которым производители продолжают выпускать флеш-память с 1 битом на ячейку. Накопители SLC считаются самыми быстрыми и надежными, но они относительно дорогие и обладают ограниченным объемом памяти. Вот почему такое устройство наиболее предпочтительно для компьютеров, которые подвергаются сильным нагрузкам.

Что такое SLC

В противостоянии SLC vs MLC или TLC 3D всегда побеждает первый тип памяти, но он и стоит значительно дороже. Он также располагает большим объемом памяти, но работает медленнее и больше склонен к поломкам.

MLC и TLC — это типы памяти, которые рекомендуется применять для обычного повседневного использования компьютера. NOR обычно используется в мобильных телефонах и планшетах.

Осознание своих собственных потребностей поможет пользователю выбрать наиболее подходящий из всех SSD-дисков.

Эта разновидность памяти хорошо прижилась на рынке, благодаря высокой продолжительности жизни, точности и общей производительности. Такой накопитель редко устанавливается в домашних компьютерах из-за большой стоимости и малого объема памяти. Он больше подходит для промышленного использования и больших нагрузок, связанных с непрерывным чтением и записью информации.

Достоинства SLC:

  • долгий срок службы и большее количество циклов зарядки по сравнению с любым другим типом флеш-памяти;
  • меньшее количество ошибок чтения и записи;
  • может работать в более широком диапазоне температур.

Недостатки SLC:

  • высокая цена по сравнению с другими SSD;
  • сравнительно небольшой объем памяти.

Тип памяти eMLC

eMLC — это флеш-память, оптимизированная для предпринимательского сектора. Она может похвастаться улучшенной производительностью и долговечностью. Количество перезаписей варьируется от 20000 до 30000. eMLC можно рассматривать как более дешевую альтернативу SLC, которая позаимствовала некоторые преимущества у своего конкурента.

Достоинства eMLC:

  • намного дешевле, чем SLC;
  • более высокая производительность и выносливость по сравнению с обычной MLC NAND.

Недостатки eMLC:

  • проигрывает SLC в плане производительности;
  • не подходит для домашнего использования.

Флеш-память MLC для твердотельного накопителя

Память Multi Level Cell получила свое название благодаря способности хранить 2 бита данных в одной ячейке. Большим преимуществом является более низкая цена по сравнению с SLC. Меньшая стоимость, как правило, становится залогом популярности продукта. Проблема в том, что количество возможных перезаписей одной ячейки значительно меньше по сравнению с SLC.

Достоинства MLC NAND:

сравнительно низкая цена, рассчитанная на массового потребителя;
большая надежность по сравнению с TLC.

Недостатки MLC NAND:

  • менее надежная и долговечная, чем SLC или eMLC;
  • не подходит для коммерческого использования.

TLC память

Triple Level Cell — это самая дешевая разновидность флеш-памяти. Ее самый большой недостаток заключается в том, что она подходит только для домашнего использования и противопоказана к применению в предпринимательской или промышленной деятельности. Жизненный цикл ячейки составляет 3000-5000 перезаписей.

Достоинства TLC 3D:

  • наиболее дешевая SSD из всех доступных на рынке;
  • способна удовлетворить потребности большинства пользователей.

Недостатки TLC 3D:

  • наименьшая продолжительность жизни по сравнению с другими типами;
  • не годится для коммерческого использования.

Долговечность SSD

Как и все хорошие вещи в этом мире, SSD не может существовать вечно. Как было отмечено выше, жизненный цикл твердотельного накопителя напрямую зависит от того, какую он использует 3D NAND-память. Многих пользователей волнует вопрос, как долго могут функционировать более дешевые виды накопителей. По сравнению с MLC и TLC, память SLC более долговечная, но стоит дороже.

Независимые команды энтузиастов провели испытания доступных SSD потребительского класса, большинство из которых составили MLC, а 3D NAND TLC использовался только 1. Результаты оказались многообещающими. Перед выходом из строя, большинство этих устройств успели пропустить через себя 700 Тбайт информации, а 2 из них — даже 1 Пбайт. Это поистине огромное количество данных.

Можно смело отметать любые опасения по поводу того, что SSD выйдет из строя в короткие сроки.

Если вы используете MLC или TLC 3D V-NAND для такого повседневного использования, как хранение музыки, фотографий, программного обеспечения, личных документов и видеоигр, то можете быть уверены, что памяти хватит на несколько лет.

В домашних условиях невозможно нагрузить компьютер так, как это делают с корпоративными серверами. Тем, кто беспокоится о продолжительности жизни своей памяти, могут пригодиться функции вроде Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.), которые помогают отслеживать состояние SSD.

Выбор подходящего SSD

На самом деле, разница между коммерческими и потребительскими накопителями настолько огромная, что ее сложно осознать. Команды разработчиков начали делать дорогие SSD для удовлетворения более высоких запросов, связанных с высокотехнологичной деятельностью, наукой и военными разработками, которые требуют постоянной обработки информации.

Серверы на больших предприятиях — это хороший пример использования дорогих флеш-накопителей, ведь они работают по 24 часа в сутки 5-7 дней в неделю. Вот почему они нуждаются в продолжительном жизненном цикле, быстром чтении/записи и повышенной надежности.

Потребительские накопители являются урезанными версиями коммерческих. Они лишены определенных функций, но предлагают больший объем памяти. Кроме того, в мире наблюдается приятная тенденция к увеличению производительности бюджетных НАНД и снижению их стоимости.

TLC NAND — это самая бюджетная память, которая способна удовлетворить нужды большинства потребителей.

MLC-память можно рассматривать, как более продвинутый вариант NAND-памяти для людей, готовых вкладывать в свой персональный компьютер большие средства. Он подойдет и для тех, кто планирует хранить свои данные в течение многих лет.

Если на мониторе появилась надпись «NAND Flash was not detected», значит память, скорее всего, исчерпала свой ресурс и вышла из строя.

Источник: https://HDDiq.ru/tverdotelnye-nakopiteli-ssd/mlc-ili-tlc-chto-luchshe

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.