Ssd-skivor med tlc vs mlc-minnen

Den stora flashminnesboomen inträffade mellan 2004 och 2005, då en kombination av två faktorer fick priserna per megabyte att sjunka snabbt. Där smartphone- och SSD-skivor började märka en minskning, men bara tiden har gjort att vi har mer attraktiva priser, även om det nyligen verkar som om de inte är på grund av arbetet och de höjer priserna igen. Vill du veta skillnaden mellan TLC och MLC-minnen? Vi förklarar allt du behöver veta!

Innehållsindex

SSD-enheter med TLC vs MLC-minnen

Den första var den brutala ökningen i produktion och konkurrens bland tillverkare, som har pressat priserna ner. Förutom jättar som Samsung och Toshiba har till och med Intel och AMD investerat stora mängder pengar i tillverkningen av flashminne.

Den andra var introduktionen av MLC (Multi-Level Cell) -teknologi, där varje cell fortsatte att lagra två bitar istället för bara en. Detta var möjligt tack vare användningen av mellanspänningar. MLC-tekniken har implementerats mer eller mindre samtidigt av olika tillverkare och har minskat kostnaden per megabyte med hälften, men istället har det resulterat i flashminnechips med lägre prestanda och nedbrytning snabbare..

Idag är MLC-chips de som används i de allra flesta USB-pinnar, minneskort och SSD: er. Traditionella chips, som lagrar en bit per cell, kallades ”SLC” (Single-Level Cell) och produceras i syfte att betjäna marknaden för högpresterande solid state-enheter (särskilt modeller avsedda för servermarknad). Även om de är mycket dyrare erbjuder de bättre prestanda och är mer hållbara.

I det andra extrema har vi enheter utrustade med TLC-chips, som lagrar tre bitar per cell, snarare än två liknande MLC: er, och därmed sänker tillverkningskostnaden per gigabyte med mer än 33%. Å andra sidan resulterar användningen av mer mellanspänningar i chips som bryts ned snabbare än MLC.

Skillnader mellan MLC och TLC

I själva verket finns det inga fysiska skillnader mellan cellerna på ett MLC- och TLC-chip. I båda fallen är produktionstekniken nästan densamma men det finns skillnader i dem… men också hur chipet är programmerat. Det som gör MLC- och TLC-chips billigare än SLC: er är en enkel fråga om aritmetik: ett 16 gigabyte NAND-chip kan ge upphov till ett 16 gigabyte SLC-chip, ett 32 gigabyte MLC-chip eller ett TLC-chip av 48 gigabyte.

Förutsatt att den totala kostnaden för chipet är $ 24, skulle vi ha en kostnad per gigabyte på $ 0, 75 på MLC och endast $ 0, 50 för FTA. Om du är en tillverkare som är intresserad av att sälja SSD: er med stor kapacitet till ett lågt pris, skulle det vara uppenbart vilka av de två alternativen som skulle vara mer attraktiva för dig.

Det stora problemet är inte bara hållbarhet, utan också själva chipsens prestanda, vilket minskar med användningen av fler bitar. En läsoperation som tar 50 μs på ett MLC-chip tar 100 μs eller mer på ett TLC-chip.

Samtidigt tar en skrivoperation som tar 900 μs eller mer på ett MLC-chip mer än 2000 μs på TLC, vilket resulterar i droppar proportionella mot läs- och skrivhastigheterna för enheterna.

VI ANBEFALAR DIG NAND-minnestyper i SSD: SLC, MLC, TLC och QLC

Det största problemet är dock hållbarhet. Livslängden för MLC-chips är bara 10 000 cykler på 50nm, medan i TLC-chips är livslängden 2 500 operationer i 50nm.

Även med användning av sektorer och andra tekniker som används av nuvarande förare för att förlänga livslängden på enheter, kommer en 128 GB SSD baserad på 25 nm TLC-chip endast att ha 96TB inspelningar under hela sin livstid, vilket begränsar dess användning väldigt mycket. Som jämförelse kommer en 128 GB-disk baserad på 34nm MLC-chips att ha 640 TB på disken.

En MLC-skiva skulle ha en relativt låg livslängd, men ändå acceptabel om vi överväger de stora fördelarna som flashminnet erbjuder på andra områden. TLC-drivenheten skulle emellertid ha begränsad användning och i många användningssituationer kan de tappas efter flera år. Jag menar, de är inte dåliga, okej? Men de är av sämre kvalitet.

En SSD med TLC-minne är helt lämplig för en normal användare. Men en MLC har högre kvalitet, och de finns i tillverkarnas topp i sortimentet.

Många tillverkare har kunnat kompensera för denna minskning av flashminnets prestanda och tillförlitlighet med bättre drivrutiner och användningen av en högre procentandel av SSD, men det avskaffar inte den centrala frågan om att tillverkare producerar sämre flashminnechips. med varje ny generation som gör framsteg endast i förhållande till kostnader.

Multi-level Cell (MLC)

MLC är den standard som används av de flesta solid state-enheter i dag. Förkortningen står för Multi-Level Cell och används för att beskriva NAND-flashminnen som har förmågan att lagra 2 bitar data per cell.

TLC är en utveckling av denna teknik och gör det möjligt att lagra 3 bitar data per cell, medan Single-Level Cell (SLC) bara lagrar en bit data för varje cell. Var och en har fördelar och nackdelar, som vi kommer att se nästa.

MLC-typen är idag ganska vanligt och består av en process som använder differentierade spänningar för att göra en minnecell lagra två bitar (i teorin är det möjligt att göra det lagra mer) istället för bara en, som i SLC.

Tack vare MLC-tekniken har kostnaderna för flash-lagringsenheter minskat, till och med ökat erbjudandet av produkter som USB-stick och smartphones till överkomliga priser.

Trippelnivåcell (TLC)

Namnet i sig anger det: TLC-typen lagrar tre bitar per cell, därför ökar volymen data som kan lagras i enheten avsevärt. Det är den senaste standarden vi har på marknaden.

VI rekommenderar dig Corsair Dominator Platinum Special Edition och Vengeance LED

Prestandan är dock också lägre jämfört med MLC-tekniken, trots allt får vi åtta möjliga värden med tre bitar, varför det finns fler variationer i spänningar: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 och 111.

Här är den största fördelen ökningen av lagringsutrymme, eftersom TLC-minnen vanligtvis är långsammare än MLC-chips, som i sin tur har mindre prestanda än SLC-teknik.

Trots det är TLC- och MLC-minnen snabbare än hårddiskar, varför deras användning är genomförbar i de flesta applikationer: i många situationer kompenserar det inte att ha en ganska snabb SSD, men den erbjuder inte en kapacitet på tillräckligt med lagring.

Vilka är fördelar och nackdelar?

Den stora fördelen med solid state-enheter med TLC-teknik är i deras lägsta pris. Detta beror på att enheterna med tekniken är tätare och lagrar mer data med samma mängd utrymme. Med andra ord har de en högre kostnadseffektivitet. Men detta, som allting i livet, kommer till ett pris.

Solid state-enheter med TLC- teknik blir inte lika snabba eller lika hållbara som MLC-modeller. Därför är de inte indicerade för professionellt bruk.

TLC-enheter med solid tillstånd är faktiskt bättre lämpade för hemmabrukare. För dessa typer av användare finns det ingen märkbar prestationsskillnad, åtminstone i de allra flesta fall.

Hur många inspelningscykler stöder du utan att förlora din förmåga att lagra data?

Det är tydligt att antalet skrivcykler som stöds av en cell påverkar dess livslängd. Men lyckligtvis är det inte den enda faktorn. Det finns två andra av stor betydelse: frekvensen med vilken värdet i cellen modifieras (den frekvens som den läses med har inget inflytande på livslängden) och masslagringsenhetens kapacitet (i vårt fall, från SSD eller solid state-enheten) i vilken den är installerad.

Betydelsen av frekvensen för inspelningsoperationer är uppenbar: frekvensen för skrivoperationer i en cell som stöder tiotusen skrivcykler för en lite använt enhet eller som lagrar statisk data är liten. Den här cellen kommer därför att pågå mycket längre än den andra, installerad i en enhet som används för att lagra dynamisk data vars värden ofta ändras och måste skrivas om hela tiden.

Lika viktigt som minnesbanken där data lagras på en SSD är den styrenhet som finns i den, som fungerar som ett gränssnitt mellan SSD-disken och datorn. Det här är styrenheten som bestämmer i vilka celler data ska lagras.

VI rekommenderar dig Produktionen av DRAM-minnen kommer att fortsätta att vara mycket begränsad under 2018

Under de senaste åren där SSD: er har spridits, har algoritmerna som bestämmer vad dessa celler kommer att vara perfekterade. Nyare kontrollörer försöker distribuera läsoperationerna för de tillgängliga cellerna på SSD: erna så homogent som möjligt, vilket hindrar vissa celler från att få mycket mer skrivoperationer än andra.

Under de tidiga dagarna med användning av SSD: er var enheter relativt små i kapacitet. 1TB-enheter är lätt tillgängliga idag. Tja, om det totala antalet celler till vilket skrivoperationer kan distribueras kraftigt ökas, reduceras frekvensen med vilken varje cell skrivs över i direkt proportion till denna ökning.

Därför vikten av SSD: s kapacitet när det gäller dess livslängd. Men ändå har MLC-baserade enheter en mycket kortare livslängd än SLC-baserade enheter.

En annan viktig skillnad är hastigheten med vilken skrivoperationer utförs. Även om den här gången stör läsoperationerna inte. För att mäta en spänning räcker det ju att applicera en sensor på de punkter där det finns skillnad i elektrisk potential. Men när det gäller att skriva är saken annorlunda.

Denna typ av minnecell kan, som framgår, lagra åtta olika värden (000 ₂ = 010 till 1112 = 710). Den enkla observationen är tillräcklig för att visa att "skriva" ett värde (justera spänningsnivån) är mycket mer komplicerat (och därför långsammare) när antalet möjliga värden ökar. Och genom att öka spänningsområdet ökar energiförbrukningen.

Temperaturfråga

Tills nyligen har minnesmoduler spridit värmen, men det var aldrig ett problem. Men när det gäller flernivå-flashminne är det annorlunda.

När allt kommer omkring fungerar de med höga frekvenser och använder relativt höga spänningar, två viktiga faktorer när det gäller värmeavledning, och därför ökad chipstemperatur.

Detta är särskilt känsligt när det gäller MLC-minnen, där antalet trösklar för internspänningar som identifierar det lagrade värdet är större.

Detta beror på att för höga temperaturer kan störa dessa tröskelvärden, vilket ändrar det lagrade värdet och komprometterar minnets tillförlitlighet fullständigt.

VI rekommenderar dig Samsung visar sina 256 GB RDIMM-minnen

Resultatet är att det absolut inte rekommenderas att baserna i denna typ av minne hålls vid mycket höga driftstemperaturer. Av denna anledning har vissa enheter (till exempel vissa Samsung SSD: er) temperatursensorer som helt enkelt bromsar skrivningarna (avläsningarna, som alltid, har liten effekt på värmespridning) i fall där temperaturer över 70 grader Celsius och återgår bara till normal drift när bankerna svalnar till under detta gränsvärde.

Enkla nivåminnen (SLC) är mycket mer toleranta mot höga temperaturer. Detta beror på att eftersom det bara kan ta ett av två tillstånd är toleransen mycket större än temperaturen som ändrar spänningströskeln något, så det lagrade värdet ändras inte.

Således klassificeras encelliga SSD: er, dyrare men motstå högre temperaturer, som "industriella", medan MLC: er, som måste arbeta i ett lägre temperaturintervall, klassificeras som "kommersiella".

Rekommenderad SSD

Corsair Force MP500 - Solid State Drive, 120 GB SSD, M.2 PCIe Gen. 3 x4 NVMe-SSD, läshastighet upp till 2 300 MB / s CORSAIR NVMe M.2 SSD-enheter möjliggör prestanda i ett format Kompakt Corsair Force Series LE - 480 GB Solid State Drive (SATA 3, 6 GB / s, TLC NAND) (CSSD-F480GBLEB) Med skrivhastighet på 530 MB / s och läshastighet på 560 MB / s; 480 lagringskapacitet och 6 Gbit / s GB dataöverföringshastighet Corsair Neutron Xti - 240 GB solid hårddisk (Seriell ATA III, MLC, 0-70 C, 2, 5 ", -40-85 C), Färg Svart y Röd stabil prestanda och mycket höga långvariga överföringshastigheter Samsung 850 EVO - Solid hårddisk (250 GB, Seriell ATA III, 540 MB / s, 2, 5 "), svart 250 GB SSD-lagringskapacitet; Sekventiell läshastighet på upp till 540 MB / s och skrivhastighet på upp till 520 MB / s 63, 26 EUR Samsung 960 EVO NVMe M.2 - 500 GB solid hårddisk (Samsung V-NAND, PCI Express 3.0 x4, NVMe, AES 256-bitars, 0 - 70 C) 500 GB SSD-lagringskapacitet; Samsung V-NAND-minnen, NVMe-gränssnitt och Polaris-controller 183, 86 EUR

slutsats

MLC har en längre livslängd än TLC, eftersom det är lättare att skilja de fyra möjliga spänningstillstånden än de 8 som har en mindre felmarginal. Detta är också anledningen till att en TLC SSD är billigare och vi hittar den i låg- och medelstora SSD: er.

Vi vet nu att MLC-minne-baserade SSD: er är dyrare än TLC: er, tål lägre datatäthet, är snabbare och tål högre temperaturer, med en längre livslängd och förbrukar mindre effekt. Vad tycker du om allt? Du berättar redan dina intryck efter att ha läst artikeln!