Многоуровневые SSD: что такое SLC, MLC, TLC, QLC и PLC

Этот материал написан посетителем сайта, и за него начислено вознаграждение.

Ох уж эти рекламщики. Так завернут, что… Стоп! Давайте начнем с короткой истории. Заработав на «халтуре» неучтенную копеечку, срочно решил ее потратить на апгрейд чего-то нужного в собственном ПК. Что туда засунуть, чем себя удивить? Вроде джентльменский набор есть. Плата, процессор, память и видео — понятно. Есть и SSD (выпуска года так 17-го) под систему с танками от картошки, пару HDD c лучшими фильмами Мира и, даже есть возможность киношку по цифре посмотреть с помощью внутреннего тюнера. Сверху пару мониторов, метящие своей качественной картинкой прямо в мозг, минуя глаза… и т.д. Живи и радуйся, побеждай рандом в танках, да статейки почитывай. И как назло — эти рекламщики, с которых мы начали: «Представлены накопители Intel Optane Memory H10 с флеш-памятью QLC 3D NA»Вот так, представлены (а дело было весной этого года), а значит и увидеть их на прилавке дело недолгое. А тем более OPTANE легко поддерживается моей материнской платой. Но, почему OPTANE+QLC? Первая — сверх быстра и сверх дорога. Вторая модная и дешевая (это как сказать, хотя создана быть такой), но в чистом виде слабо конкурирующая с другими видами памяти. Не прикупить ли и мне новый твердотельничек, да такой, чтобы и дорого было, и вместительно, и очень быстро? Тогда буду стараться сделать идеальный выбор, разобравшись как в новых, так и глубоко устоявшихся технологиях. Заодно и повспоминаем немного о том, что уже известно. Давайте разбираться вместе.

Итак.

Появившись намного ранее флэш-памяти, Solid State Drive стал накопителем информации, не содержащим каких-либо механических компонентов. Пионером в создании стала корпорация Dataram, представив для промышленных целей SSD Bulk Core в 1976 году. Он содержал в себе 8 планок энергозависимой RAM-памяти, каждая из которых имела объем 256 килобайт. Стоимость составляла 9700 долларов США. Работал, был востребован, но из-за уязвимости данных высокого авторитета в соответствующих кругах не заслужил.

анонсы и реклама

2080 Super Gigabyte Gaming OC за 60 т.р.

Compeo.ru — правильный компмагазин без подвохов

RTX 2060 дешевеет перед приходом 3ххх

Ryzen 4000

серии в составе компьютеров уже в Ситилинке

РУХНУЛА цена MSI RTX 2070 после анонса RTX 3ххх

Core i9 10 серии вдвое дешевле такого же 9 серии

Цена на память снижена в 2 раза в Регарде — везде дороже

Потребительский класс стали завоевывать в 1982 году, оснастив компьютер Apple II внешним накопителем RAM Disk, который стоил дороже самого компьютера, поэтому пользователями был принят с большой осторожностью, несмотря на агрессивную рекламу.

Далее, в силу собственного характера и темперамента, я пропущу историю создания и распространения флеш-памяти, пропущу и пересказ того, как был создан первый SSD на ее основе. Всю эту информацию с легкостью можно почерпнуть в сети, готовясь к какому-нибудь докладу или создавая презентацию по теме. А вот на видах и классификациях современных SSD мы с вами задержимся:

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.

SSD-диски с Aliexpress. Что выбрать?

Типы памяти SLC, MLC ,TLC и QLC

Количество циклов перезаписи может меняться в большую сторону, это зависит от технологии производства, а она на месте не стоит. При износе ячеек памяти они блокируются, так что сам диск остается рабочим, он только теряет в объеме. Но если его правильно использовать, и учитывать его размер, то срок службы твердотельного накопителя составит несколько лет.Основные производители чипов памяти, это Intel, Hynix, Micron, Samsung, SanDisk и Toshiba.

SLC(Single-Level Cell) – в каждую ячейку этой памяти записывается один бит информации. Количество циклов перезаписи 100 000. Имеет самый большой запас по перезаписи, но она и самая дорогая память, используется в дорогих серверных системах.

MLC(Multi-Level Cell) – в каждую ячейку записывается два бита информации. Количество циклов перезаписи 3000. Эта память используется для производства большинства SSD накопителей, так как менее дорогая и имеет потенциал для больших объемов дискового пространства.

TLC(Triple-Level Cell) – в каждую ячейку записывается три бита информации. Количество циклов перезаписи 1000. Самый дешевый вид памяти, давно используется при производстве флеш-накопителей. Ее начинают использовать и при производстве SSD дисков, что делает их производство еще дешевле, например Samsung 840 EVO.

QLC (Quad-Level Cell) – в каждую ячейку записывается четыри бита информации. Накопители, сделанные по этой технологии имеют большую плотность записи, это упрощает увеличение их объема, а стоимость оказывается меньше, чем у SSD с «традиционными» ячейками MLC и TLC.

Как раз такая память находиться в ssd Samsung 860 QVO он уступает по скорости TLC и MLC раза в два использовать его в качестве основного диска в системе не стоит, но вот для хранения игр, фоток и различных, проектов он подойдет с такой целью он и покупался.

Скорость чтения и записи данных

К сожалению, определить точно как будет вести у вас тот или иной диск, пока его не установишь и не протестируешь — практически нереально. Лучший выход, на мой взгляд — это прочитать обзоры конкретной марки, тесты скорости у тех людей, кто уже приобрел данную модель.

Срок работы SSD диска, сколько он проработает

У всех SSD есть определенный ресурс отведенный производителем на примере Samsung 860 QVO 1тб давайте посмотрим сколько он составляет. Гарантия по времени дается на 3 года или возможность записать на ssd 360 тб или 360000 гб т. е. вы можете 36 раз полностью перезаписать ssd.

Форм-фактор SSD

SSD накопители выпускаются в разных форматах. Всего их, на данный момент, пять.

SATA – Это самый распространенный вид накопителей на 2,5 дюйма. Их можно установить, как в настольный ПК, так и в ноутбук. Только в ноутбуке придется убрать более объемный HDD или CD-ROM. Диски размером 1,8 дюйма с интерфейсом SATA распространены меньше. Советую брать диски формата SATA-3, у них скорость чтения/записи гораздо выше, чем у SATA-2, около 500мб/с и выше.

mSATA – Как правило диски этого формата устанавливаются в ноутбуках, где для них предназначен специальный отсек. По скорости, некоторые модели уступают дискам формата SATA.

PCI-E – Самую большую скорость чтения/записи, благодаря шине PCI-E, показывают диски именно этого формата, до 3000Мб/с. Но они и самые дорогие из твердотельных.

Гибридные(SSHD) – Это такие диски, где в качестве основного носителя используется обычный жесткий диск, а в качестве кеш памяти, SSD накопитель. Такой способ позволяет быстро запускать приложения, которые часто используются. В целом скорость такого диска, как и обычного HDD, но некоторые программы работают очень быстро.

USB – Внешние диски не отличаются большой скоростью, потому что порт USB является тут слабым звеном. Советую покупать диски с интерфейсом USB 3.0, так скорость будет намного выше USB 2.0. Но для внешнего диска никогда и не требовалась такая же скорость, как и для внутреннего. Так что, если вам скорость не так важна, то лучше купить обычный жесткий диск, и дешевле и больше объем.

Что если нужно восстановить данные

Вот тут конечно ssd имеет определённый недостаток он заключается в том что если он умрет то доступ ко всему диску будет потерян стоимость восстановления информации при программном сбое ориентировочно 7500 руб а при аппаратной неисправности (выход из строя контролера) это будет в районе от 21000 до 60000 руб.я могу сказать что не все так гладко с надежность в большинстве ноутбук первое что выходит из стоя это так-то если у вас ноутбук то ssd по надёжности будет лучше.

В любые случаи если у вас есть какая то ценная информация там фотографии, документы, проекты то желательно их дублировать на другой жесткий диск.

Поддержка диском технологий специальной направленности:

• Немаловажным является поддержка S.M.A.R.T, TRIM, Garbage Collection и прочих полезных технологий. В большинстве случаев, как минимум первые две (TRIM и S.M.A.R.T) реализованы повсеместно, но проверить их наличие в описании стоит;
• S.M.A.R.T, — технология оценки состояния SSD-диска встроенными функциями самодиагностики и в целях расчета времени выхода его из строя;
• TRIM, — существенно ускоряет работу накопителя, методом уведомления оного о блоках, которые уже не содержатся в фаловой системе и каковые можно очистить, так сказать, физическим путём;
• Garbage Collection, — технология очистки памяти от «мусора», зачастую работает в связке с командой TRIM, чем, как говорилось выше, существенно ушустряет работу накопителя.

спецпараметры SSD

• IOPS, — количество операций ввода-вывода в секунду, которые способен осуществить накопитель;
• IOPS Является важнейшим параметром, который характеризует диск и, в некотором смысле, он даже показательнее, чем скорость чтения-записи, а потому часто не указывается хитрыми маркетологами в попытках подпихнуть Вам что-нибудь дешевое и медленное, как можно дороже. Чем больше параметр IOPS, — тем лучше и тем, условно говоря, большим объёмом файлов за единицу времени способен манипулировать накопитель;
• MTBF, — время наработки на отказ, измеряется в часах. Логично, что чем больше, тем безусловно лучше. Измеряется статистически, путём испытания множества приборов, или вычисляется методами теории надёжности. Особого доверия, лично у автора, к этому параметру нет, но не упомянуть его было бы нельзя.

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.

Single Level Cell получила свое название благодаря единственному биту, который включается или выключается в зависимости от питания электроэнергией. Преимущество SLC в том, что она наиболее точная при чтении и записи данных, а ее цикл непрерывной работы может быть более продолжительным. Количество допустимых перезаписей составляет 90000-100000.

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.

Что лучше — MLC или TLC

В общем случае, память MLC имеет преимущества над TLC, основные из которых:

• Более высокую скорость работы.
• Более продолжительный срок службы.
• Меньшее энергопотребление.

Недостаток — более высокая цена MLC по сравнению с TLC.

Однако следует иметь в виду, что речь идёт именно об «общем случае», в реальных устройствах, представленных в продаже вы можете увидеть:

• Равную скорость работы (при прочих равных параметрах) для SSD с памятью TLC и MLC, подключаемых по интерфейсу SATA-3. Более того, отдельные накопители на базе памяти TLC с интерфейсом PCI-E NVMe иногда могут быть быстрее сходных по цене накопителей с памятью PCI-E MLC (однако, если говорить о «топовых», самых дорогих и быстрых SSD, в них всё-таки обычно используется память MLC, но тоже не всегда).
• Большие гарантийные сроки службы (TBW) для памяти TLC одного производителя (или одной линейки накопителей) по сравнению с памятью MLC другого производителя (или другой линейки SSD).
• Аналогично с энергопотреблением — например, накопитель SATA-3 с памятью TLC может потреблять в десять раз меньше энергии, чем накопитель PCI-E с памятью MLC. Более того, для одного типа памяти и одного интерфейса подключения разница в электропотреблении также очень сильно отличается в зависимости от конкретного накопителя.

И это не все параметры: скорость, срок службы и энергопотребление будут также отличаться от «поколения» накопителя (более новые, как правило, более совершенны: в настоящее время SSD продолжают развиваться и совершенствоваться), его общего объема и количества свободного места при использовании и даже температурного режима при использовании (для быстрых NVMe накопителей).

В итоге, строгий и точный вердикт о том, что MLC лучше TLC вынести нельзя — например, приобретя более емкий и новый SSD с TLC и лучшим набором характеристик, вы можете выиграть по всем параметрам по сравнению с приобретением накопителя с MLC по аналогичной цене, т.е. следует учитывать все параметры, а начинать анализ с доступного бюджета на покупку (например, если говорить при бюджете до 10000 рублей, обычно накопители с TLC памятью будут предпочтительнее MLC как для SATA, так и для PCI-E устройств).

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.

Типы NAND Flash

Помимо различных форм и размеров, твердотельные накопители также основаны на 4 различных технологиях ячеек NAND:

• SLC (одноуровневая ячейка)
• MLC (многоуровневая ячейка)
• TLC (трехуровневая ячейка)
• QLC (Quad Level Cell)

Среди этих технологий есть общая тенденция. Каждая последующая технология означает, что каждая ячейка NAND может хранить дополнительный бит. Чем меньше бит на ячейку NAND, тем быстрее, надежнее и энергоэффективнее технология, но это также означает, что она дороже. Таким образом, SLC SSD технически будет самой надежной, в то время как QLC наименее надежен (по крайней мере, если предположить, что тенденции сохранятся, как они есть; QLC всё ещё относительно «нов»).

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.

Различия между SLC, MLC, TLC и QLC в SSD.

SSD используют тип памяти, называемый NAND flash. Если вы откроете SSD, то увидите, что большинство чипов: – модули NAND flash. Внутри этих модулей находятся микросхемы меньшего размера, называемые NAND flash-матрицами. И внутри этих матриц есть массив транзисторов, с плавающим затвором, называемых ячейками. Эти транзисторы с «плавающим затвором» хранят электрический заряд, который представляет собой данные. SLC (одноуровневая ячейка) NAND flash довольно простая: каждая ячейка может хранить один бит информации: транзистор с плавающим затвором может принимать два уровня напряжения. Но рынок требует всё более дешёвой памяти и опираясь только на производственные улучшения, не сработает. Поэтому была изобретена многоуровневая ячейка (MLC). Хотя MLC технически относится к любому типу флэш-ячейки NAND, которая может хранить более одного бита, обычно она используется для обращения к ячейкам, которые хранят 2 бита данных. Эта ячейка использует 4 уровня напряжения для представления данных. С 2 битами на ячейку, цена на бит почти наполовину уменьшается, а плотность удваивается. Но есть и компромисс: с несколькими уровнями напряжения запись и чтение ячейки занимает больше времени и требует большего напряжения. И скорость и выносливость из-за этого получают удар. При исследовании характеристик твёрдотельного накопителя (SSD), вполне вероятно, что вы столкнётесь с одним из этих сокращений: SLC, MLC, TLC или QLC. Но что они значат? И чем они отличаются? Почему важно знать каждый из них, прежде чем выбрать SSD? Эта аббревиатура напрямую связана с объемом памяти микросхем флэш-памяти NAND, составляющих твердотельные накопители. Ниже я объясню значение каждой из них.

Что такое флэш-память NAND?

SLC, MLC, TLC и QLC являются аббревиатурами, которые обозначают различные типы флэш-памяти NAND (или просто память NAND). По этой причине, при поиске SSD, возможно, вы также найдете выражения SLC NAND, MLC NAND, TLC NAND и QLC NAND.

Но что именно индустрия хочет сказать о NAND Flash? Кроме того, в отличие от жёстких дисков, твёрдотельные накопители хранят информацию в микросхемах памяти, которые не теряют данные, когда нет энергии, как при выключении компьютера.

По сути, данные, хранящиеся во флэш-памяти, хранятся в структурах, называемых ячейками. Процесс записи или изменения данных осуществляется с помощью электрических зарядов.

Существует два основных типа флэш-памяти: Flash NOR (Not OR) и NAND Flash (Not AND). Эти имена, если можно так сказать, связаны с отображением данных каждого типа по умолчанию.

Как правило, чипы с Flash NOR обеспечивают более быстрое считывание данных. Это связано с тем, что этот тип обеспечивает произвольный доступ к данным: можно получить доступ к определенной информации, перейдя прямо к ячейкам памяти, в которой она хранится.

Флэш-память NAND уже требует последовательного доступа к ячейкам. Этот доступ осуществляется блоками. Несмотря на это, микросхемы флэш-памяти NAND имеют как минимум два преимущества: они могут хранить больше данных, чем флэш-память NOR, учитывая одинаковое физическое пространство, и, как правило, они дешевле.

Вот почему NAND Flash часто используется в устройствах хранения данных, таких как SSD или карта памяти. Flash NOR применяется для более конкретных целей. Этот тип широко используется, например, в микросхемах, в которых хранятся прошивки маршрутизаторов Wi-Fi, телевизоров, смартфонов и т. д.

Теперь, когда вы уже знаете, что такое NAND Flash (и Flash-NOR), мы сможем понять разницу между SLC, MLC, TLC и QLC.

Что такое SLC NAND?

SLC означает одноуровневую ячейку. Этот тип флэш-памяти NAND характеризуется сохранением одного бита в каждой ячейке – 0 или 1, если мы используем обычное представление.

SLC является типом NAND Flash старого образца и имеет два основных преимущества: большая скорость в процессах чтения и записи данных, долговечность, оцениваемая в диапазоне от 90 тысяч до 100 тысяч циклов чтения или записи, и меньшая вероятность ошибок даже при относительно высоких температурах.

С другой стороны, SLC, как правило, стоят дороже. Кроме того, хранят меньше данных по сравнению с другими типами флэш-памяти NAND.

За счёт её основных преимуществ, память SLC очень распространена в устройствах хранения данных, например, на веб-серверах или в промышленных приложениях.

Что такое MLC NAND?

Многослойная ячейка или, в переводе, ячейки из нескольких слоев. Здесь каждая ячейка памяти способна хранить два бита вместо одного: 00, 01, 10 или 11.

Поэтому основным преимуществом MLC NAND является самая высокая плотность хранения данных по сравнению с SLC. Пример: хотя блок SLC хранит 64 КБ данных, блок MLC с той же физической областью может позволить блоку иметь 128 КБ.

Позволяя хранить больше данных при меньших затратах, чем в SLC, память MLC очень часто используется в твёрдотельных накопителях для домашних компьютеров. С другой стороны, ячейки в MLC менее долговечны, чем SLC, поддерживая около 10 тысяч циклов чтения или записи. Кроме того, скорость этих процедур, как правило, меньше.

Несмотря на это, твёрдотельные накопители с MLC, как правило, долговечные и достаточно быстрые, чтобы, например, удовлетворить потребности домашних пользователей или офисов.

Существует тип MLC, называемый eMLC (Enterprise Multi-Level Cell), который оптимизирован для поддержки большего количества циклов чтения и записи – от 20 до 30 тысяч циклов. Этот шаблон немного дороже и поэтому применяется для корпоративных приложений.

Что такое TLC NAND?

TLC означает Triple-Cell, что-то вроде Cell-Level Triple. Название говорит само за себя: чипы TLC NAND хранят три бита на ячейку. Возможные состояния: 111, 110, 101, 100, 011, 010, 001 и 000.

Огромным и очевидным преимуществом памяти TLC NAND является то, что они могут хранить больше данных, чем типы SLC и MLC, но при этом не происходит значительного увеличения затрат. С другой стороны, циклы чтения и записи здесь меньше: от 3 тысяч до 5 тысяч на клетку. Скорость чтения и записи также может быть ниже.

Твёрдотельные накопители с Flash TLC указываются для домашних пользователей, которым требуется достаточно большая ёмкость для хранения данных.

Что такое QLC NAND?

Это тип флэш-памяти, который появился на рынке не так давно. QLC означает Quad-Level Cell – Level Cell Quadruple – и, как следует из названия, вы можете хранить четыре бита на ячейку (примерно 16 комбинаций из 0 и 1).

Здесь «правило» одно и то же: увеличивать плотность чипа и, следовательно, его ёмкость, но срок полезного использования падает. Предполагается, что QLC NAND поддерживает тысячу циклов записи.

Из-за меньшего количества циклов записи твёрдотельные накопители с QLC NAND используются для приложений, которые требуют много места для хранения, но с данными, которые должны быть гораздо более широко считаны, чем записаны или изменены. Это связано с тем, что операции чтения вызывают меньший износ, чем процессы записи.

3D NAND или V-NAND

Рядом со спецификациями SLC, MLC, TLC и QLC часто встречается выражение 3D NAND или, в случае твёрдотельных накопителей от Samsung, V-NAND. Это ещё один тип технологии, который позволяет увеличить ёмкость флэш-памяти.

Как? Вместо того, чтобы ячейки располагались в одном слое (2D NAND), они «складываются». Следовательно, «3D» в названии или «V» в V-NAND (вертикальный NAND) – компания Samsung решила использовать это имя в своих SSD, но смысл остаётся тот же.

Для простоты понимания подумайте, что ячейки – это коробки, расположенные рядом на складе. Что делать, когда на полу больше нет места? Собственно, поставь ящик на другой. Принцип 3D NAND более или менее таков: в нём несколько слоёв вместо одного.

Количество слоёв варьируется от производителя к производителю. Когда этот текст был написан, можно было относительно легко найти твёрдотельные накопители с 32 и 64 слоями, в то время как устройства с 96 слоями только выходили на рынок, а технология из 128 слоев находилась в стадии разработки.

Заключение

Эта статья была посвящена флэш-памяти NAND и тому, как типы SLC, MLC, TLC и QLC влияют на ёмкость накопителей SSD. Но, конечно, это только часть обзора. Чтобы узнать больше, просто следите за публикациями.

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.

Где предел 3D NAND?

Ну хорошо, количество слоев памяти растет, а где предел, не получится ли так, что вскорости будет достигнут лимит количества слоев, и придется искать альтернативы? Ответ кроется в технологических проблемах и способах их решения.

Если вкратце, и очень упрощенно, то производство многослойной памяти заключается в напылении n-го количества слоев на кремниевую пластину, образующие линии слов (word line), а другая операция заключается в травлении огромного количества отверстий (high aspect ratio etch) через эти слои, чтобы впоследствии сформировать линии битов (bit line). В пространстве линии слов и битов ориентированы перпендикулярно друг другу, а главные сложности кроются именно в отверстиях.

Еще пару лет назад заявлялось, что есть технологические проблемы с травлением отверстий в слоях, количество которых достигает 60-70. Правда, сейчас, когда 64-слойная память – уже реальность, а на горизонте 72-слойная, и есть разговоры про более многослойные варианты, с этой проблемой удается справиться. Вопрос, как?

Один из вариантов – технология «string stacking». Если не вдаваться в технические подробности, то это установка отдельных чипов памяти (которые сами по себе многослойные) друг на друга (стекирование) с последующим соединением таким образом, чтобы этот многослойный бутерброд распознавался как единое целое, как одна микросхема. Таким образом, использовав чипы 3D NAND с 32-мя слоями, можно получить итоговый чип с 64 (2 слоя чипов), 96 (3 слоя чипов) и т. д. слоями. Но и тут есть сложности технологического порядка, в первую очередь связанные именно с соединением и коммутацией чипов, которые находятся на этапе решения.

Еще один момент – а сколько вообще слоев может быть? Где предел, при котором микросхема не станет слишком толстой? Если рассматривать с теоретической точки зрения, то можно провести следующие грубые прикидки.

Высота слоев 32-слойной 3D NAND от Samsung составляет около 4 мкм. При этом полупроводниковые пластины, используемые в производстве микросхем, имеют толщину 625-775 мкм в зависимости от диаметра. Одним из завершающих этапов производства чипов (правда не всегда используемый) является сошлифовывание (back-grinding) обратной стороны этой пластины до толщины порядка 50-75 мкм. Это уменьшает размеры кристалла и облегчает упаковку готовой микросхемы в корпус, да и для стекирования чипов подходит как нельзя лучше.

Если взять толщину 32-слойного чипа памяти и толщину 300-мм пластины, которая составляет 775 мкм, то, в теории, можно уложить более 190 слоев чипов памяти прежде, чем их толщина превысит толщину исходной пластины (775 / 4 = 193.75).

Конечно, это только в теории, и, скорее всего, таких значений достигнуто не будет, но это иллюстрирует, что «запаса прочности» у технологии 3D NAND вполне достаточно. Главное – решить текущие технологические проблемы именно с укладкой чипов друг на друга и их соединением. Если же это будет выполнено, то количество слоев (чипов) может исчисляться десятками и сотнями, а количество слоев ячеек может достигать многих сотен. Возможную емкость подобных микросхем попробуйте посчитать самостоятельно.

Либо искать решение проблемы с травлением отверстия в многослойных кристаллах. В конце концов, подробностей о том, как выполнены представленные 64-слойные чипы, а также уже анонсированные 72-слойные, нет. Возможно, удалось все же найти разобраться с травлением, либо присутствуют какие-то другие решения.

В общем, в теории перспективы вполне радужные, что будет на практике?

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.

SSD давно перекочевали из разряда элитных накопителей в поле «must have». Собирая мало-мальски производительную игровую, да и просто рабочую систему, уже надо думать о скоростном накопителе, который ощутимее быстрее и стабильнее старых добрых винчестеров.

Вот только многие натыкаются на первый нюанс: какой тип памяти лучше? Существует 3 категории:

• SLC (single) – 1 бит в ячейке;
• MLC (multi) – 2 бита в ячейке;
• TLC (triple) – 3 бита в ячейке.

Первая категория используется в топовом сегменте, поэтому рассматривать мы ее не будем. Нас же интересует более народное решение, а именно MLC или TLC. Есть ли между ними разница, что производительнее, дешевле и надежнее, да и какой SSD лучше?

Ключевые отличия

Первым делом стоит отметить плотность записи данных. Каждый тип SSD имеет свои показатели. У TLC-чипов она выше, поскольку в ячейку помещается 3 бита, когда у MLC только 2. Чем больше объем SSD, чем чаще вы будете встречать именно Triple-варианты. И сразу появляется мысль о том, что нужно сразу же бежать и покупать первый вариант, даже не рассматривая все остальные, но нет.

Помимо плотности есть еще факторы скорости чтения и перезаписи данных. Не думали, почему TLC-решения при схожем объеме накопителя стоят дешевле? Потому как в MLC количество циклов полного стирания информации выше на 30-50%. Если говорить о перезаписи, то здесь технология опережает своего более дешевого оппонента в 2-3 раза. Другое дело, что 1 Гб TLC-памяти обойдется вам гораздо дешевле.

Сохранность данных

Для начала определитесь, для каких целей будет использоваться SSD: под систему или же в качестве хранилища данных. Зачастую его приобретают именно под установку ОС и ключевых программ, чтобы последние реагировали ощутимо быстрее, т.к. Flash-память статична, а значит скорость чтения и записи на несколько порядков выше, нежели у HDD ввиду отсутствия механических частей.

Храните что-либо важное, при этом часто обновляете данные? Используйте MLC-память ввиду ее надежности. Собрались создать архив музыки, фильмов или игр, а также второстепенных программ? Тогда смело покупайте вариант на TLC-чипах. Винчестер же оставьте под «свалку» всего материала, имеющегося на ПК. На SSD стоит вынести только наиболее часто используемые приложения и игры, чтобы лишний раз не занимать скоростное пространство диска.

Срок службы

Что касается продолжительности «жизни» устройства, то для TLC этот показатель составляет около 5-6 лет или же порядка 1000 циклов полной перезаписи информации. Для MLC показатель возрастает до 7-8 лет при 3000 циклов. Вот только здесь не действует правило «либо-либо». Из строя вполне может выйти один из чипов, так что не надейтесь на работоспособность в 15 лет.

Но и про HDD забывать не стоит. Традиционные магнитные диски имеют одно важное преимущество перед твердотельными – срок службы. Винчестер если и начинает «сыпаться», то постепенно. Это можно проконтролировать в утилитах типа Victoria, проверив диск на битые сектора. SSD же «умирают» внезапно, но крайне редко.

Выводы

Какая память лучше? В плане скорости и стоимости 1 Гб лидирует TLC, в плане надежности — MLC. SSD — весьма интересный тип памяти, который в скором времени должен если не полностью, то основательно сместить HDD с пьедестала. Сравнивайте модели, прежде чем купить. Смотрите тесты, обзоры, гайды и делайте выводы. Плохих накопителей не бывает. Бывают переоцененные.

Рекомендуем к просмотру:

• Как организовать конференцию в Zoom?
• Как пользоваться Zoom на компьютере?
• Проверка скорости интернета: что нужно знать
• Как изменять голос в Дискорд?
• Как сменить обложку профиля в Одноклассниках?
• Как удалить посты в Инстаграме с компьютера?
• Устранение ошибки при запуске Office 2010 на XP
• Как обновить Internet Explorer 8 до 11 версии для Windows 7?
• Как заархивировать запись в ВК?
• Как развернуть экран на компьютере?
• Как повернуть видео на 90 градусов?

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.

Какой тип накопителя выбрать для себя? SLC или MLC и TLC? Можно сделать вывод, что память SLC или eMLC для обычного повседневного использования просто не нужна, так что нет никакого смысла тратить на нее круглую сумму денег. Если же выбирать тип памяти NAND из TLC или MLC, то здесь все будет зависеть от ваших финансовых возможностей.

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.

Какие существуют типы памяти в SSD дисках?

В современных твердотельных накопителях существуют 3 различных типа памяти, и практически во всех случаях они указаны либо на упаковке, либо на страничке с товаром. В зависимости от вашего бюджета и назначения ПК необходимо будет выбрать один из типов памяти и искать с ним накопитель.

И так существуют типы памяти: MLС, TLC и 3D NAND. Хоть и производителей твердотельных накопителей очень много, но большинство из них использует память одного и того же изготовителя, так что не стоит думать что каждый производитель выпускает свою память для своего продукта.

Отличия между различными типами памяти достаточно большие, каждый тип памяти обеспечивает разную скорость работы, долговечность, а также количество циклов перезаписи.

Ниже мы рассмотрим каждый тип памяти и для каких целей он подойдет больше всего.

3D NAND против V-NAND

3D NAND изначально разрабатывался Intel и Micron. Этот тип NAND суммирует 32 слоя ячеек памяти, в то время как V-NAND или вертикальный NAND укладывает 48 слоев ячеек памяти.

Эти новые технологические достижения позволили увеличить емкость накопителей, не изменяя при этом производственных издержек, одновременно, сократив энергопотребление вдвое и увеличив долговечность плоских NAND.