QLC颗粒怎么样?固态硬盘QLC、SLC、MLC、TLC颗粒区别对比知识
如今,固态硬盘的发展迅速,技术也逐步成熟,对于选购固态硬盘不再只是容量选择的那么简单,更多人群更在意的是性能与颗粒类型,而对于SSD颗粒类型,相信不少用户对QLC、SLC、MLC、TLC颗粒类型一无所知,而尤其是最新推出的搭载QLC颗粒的固态硬盘来说,不少用户称QLC颗粒不好。那么QLC颗粒怎么样?下面装机之家晓龙分享一下固态硬盘QLC、SLC、MLC、TLC颗粒区别对比知识。
固态硬盘QLC、SLC、MLC、TLC颗粒区别对比知识
根据NAND闪存中电子单元密度的差异,又可以分为SLC(单层次存储单元)、MLC(双层存储单元)、TLC(三层存储单元)以及最新推出的QLC(四层存储单元)。固态硬盘依靠闪存芯片来存储数据,里面存放数据最小单位叫作“Cell”,SLC每个cell可以存放1bit数据,MLC每个cell可以存放2bit数据,TLC每个cell可以存放3bit数据,而QLC可以存放4bit数据。
为了小白更好的理解其中的意义,我来举个例子,我们将芯片可以看做一张画满格子的纸张,cell相当于纸张上的一个个的格子,数据看做是一个黄豆。也就是说,SLC方案每个格子中只能放入一颗黄豆,所以存储空间较小,MLC方案每个格子可以放入两颗黄豆,TCL方案每个格子可以放入三颗黄豆,而QLC方案每个格子可以存放四个黄豆,成本不变的情况下,存储空间较大。要知道这个纸张(芯片晶圆)价格也十分昂贵的,也就是说同样的晶圆如果做成SLC只有128G,做成MLC就有256G了,做成TLC的话变成512G,而做成QLC我们可以做成更大容量,而成本是相同的。
QLC颗粒
全称是Single-Level Cell,单层电子结构,每个cell可以存放1bit数据,SLC达到1bit/cell,写入数据的时候电压变化区间小,P/E寿命较长,理论擦写次数在10万次以上,但是由于成本最高,所以SLC颗粒多数用于企业级高端产品中。
MLC(双层存储单元)
全称是Multi-Level Cell,使用高低电压的而不同构建的双层电子结构,MLC达到2bit/cell,P/E寿命较长,理论擦写次数在3000-5000次左右,成本相对较高,但是对于消费级来说也可以接受,多用于家用级高端产品中。
TLC(三层存储单元)
全称是Trinary-Level Cell,三层式存储单元,是MLC闪存延伸,TLC达到3bit/cell,由于存储密度较高,所以容量理论上是MLC的1.5倍,成本较低,但是P/E寿命相对要低一些,理论擦写次数在1000-3000次不等,是目前市面上主流的闪存颗粒。
QLC(四层存储单元)
全称是Quad-Level Cell,四层式存储单元,QLC闪存颗粒拥有比TLC更高的存储密度,同时成本上相比TLC更低,优势就是可以将容量做的更大,成本上更低,劣势就是P/E寿命更短,理论擦写次数仅150次。
QLC、SLC、MLC、TLC颗粒对比
QLC颗粒为什么不好?
每一个Cell单元存储数据越多,单位面积容量就越高,但是同时会导致不同电压状态越多,并且越难控制,所以采用QLC颗粒的固态,虽然容量更大价格更便宜,但是稳定性较差,并且P/E寿命较低,速度最慢。
总结:
QLC NAND最大的优势就是在于成本更低,相同的成本下能够做出更大容量的SSD,容量将不再受到限制,1TB容量对于QLC颗粒来说,都是小意思,几十到上百TB才是主流,大容量固态硬盘时代开始了。但是对于P/E寿命和速度来说,这是QLC颗粒最大劣势之处,P/E寿命的公式是擦写次数*容量/每天擦写量/365,但是QLC颗粒的固态硬盘容量都很大,假设1个1TB的QLC颗粒的固态硬盘,每天擦写100G,也就是它的寿命=1024*100/100/365,约2.8年,还有这个最大写入次数也是理论上的,超出不一定就100%坏了,关键电脑不可能每天打开,也有休息的时候,加之每天不可能都擦写100G,所以它的寿命也是不用太担心的,等待固态硬盘坏了,整台电脑也淘汰了。
QLC颗粒相信不少用户会说是技术倒退,但是对于厂商来说,目前用户对存储容量需求随之提高,目前TLC和MLC颗粒大容量的固态硬盘价格偏贵,更低成本更大容量才是未来趋势,相信QLC颗粒会使得固态硬盘进入大容量廉价时代。
MLC与TLC同根生,Intel 3D NAND技术大揭秘
现在每一个闪存厂家都在向3D NAND技术发展,我们之前也报道过Intel 3D NAND的一些信息,昨天5月14日,Intel & Richmax举办了一场3D Nand Technical Workshop技术讲解会,在会议上Intel的技术人员给在场人员具体的讲解了Intel 3D NAND的计划以及一些技术上的细节。
3D NAND的好处自然就是能够比现在的闪存提供功能大的存储空间,存储密度可以达到现有闪存的三倍以上,未来甚至可以做出10TB以上的2.5寸SSD出来。另外还有一个重要特性,就是(每单位容量)成本将会比现有技术更低,而且因为无需再通过升级制程工艺、缩小cell单元以增加容量密度,可靠性和性能会更好。
Intel在现在2D NAND时代是没有做TLC闪存的,但是在即将到来的3D NAND时代,Intel将推出自己的TLC闪存,另外还有一个非常重要的就是,TLC与MLC其实都是同一块芯片,这点和现在三星的3D NAND差不多,Intel的客户可以根据自己的需求选择闪存是工作在MLC模式还是TLC模式。在MLC模式下每Die容量是256Gb,而TLC模式下每Die容量是384Gb。
Intel 3D NAND目前会使用32层堆叠,电荷存储量和当年的50nm节点产品相当,第二第三代产品依然会保持这样的电荷量,以保证产品的可靠性,会议上并没有明确说明3D NAND到底是使用那种工艺,只说了用的是50nm到34nm之间的工艺。
Intel的3D NAND代号是L06B/B0KB
L06B是MLC产品的代号 ,采用ONFI 4.0标准,Die Size 32GB,16k Page Size,使用4-plane设计,虽然会带来额外的延时,但同时也提供了比目前常见的2-plane设计闪存高1倍的读写吞吐量,闪存寿命是3000 P/E。
B0KB则是TLC产品的代号 ,由于是同一芯片所以许多东西都是L06B一样,当然容量、性能与寿命什么的肯定不同,Die Size 48GB,闪存寿命是1500 P/E,由于是TLC所以需要ECC标准是更高的LDPC。
Intel 3D NAND全部会使用132-Ball BGA封装,L06B可以从256Gb(32GB)到4096Gb(512GB)的产品,具体的请看上表,不过这款闪存的CE数其实是可以调的,这样可以更容易的做出更大容量的SSD。
闪存有三种工作模式
MLC工作的模式有2-pass和1-pass两种编程模式,默认的是2-pass编程模式,第一次编程lower page的数据写入到NAND阵列里面,而第二次编程则会把upper page的数据写入。
而1-pass编程模式的意思当然就是指一次编程就把lower page与upper page的数据都写入到NAND阵列里面,这样可以节省15%的编程时间,但是用这种算法的话闪存寿命会比两步编程模式时低一些,低多少并没有具体说明。
而TLC的编程算法则要复杂很多了,第一步和MLC的一步编程模式相类似,就是直接把lower page与upper page一齐写入到NAND阵列里面,第二步则是写入extra page的数据,由于算法复杂,第二部编程时需要对数据进行ECC校验。
上面所说闪存的2-pass MLC、1-pass MLC与TLC工作模式是可以用使用指令随时切换的,这对厂家来说闪存的使用会变得非常灵活,当然了产品的用户是不能这样乱改工作模式的。
至于Intel的3D NAND什么时候会开始供应,今年Q3中旬会开始相各个合作伙伴提供测试样品,MLC/TLC的都有,2015年Q4末开始大规模供货,产品的定价会根据那时的市场情况再决定。
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