Ssd diski ar tlc vs mlc atmiņām

Lielais zibatmiņas uzplaukums notika starp 2004. un 2005. gadu, kad divu faktoru kombinācija izraisīja strauju kritumu par megabaitu. Tur, kur viedtālruņu un SSD diski sāka pamanīt samazinājumu, bet tikai laika gaitā mums ir pievilcīgākas cenas, lai gan pēdējā laikā šķiet, ka to iemesls nav darbs, un viņi atkal paaugstina cenas. Vai vēlaties uzzināt atšķirību starp TLC un MLC atmiņām? Mēs izskaidrojam visu, kas jums jāzina!

Satura rādītājs

SSD diskdziņi ar TLC vs MLC atmiņām

Pirmais bija nežēlīgais ražošanas pieaugums un konkurence starp ražotājiem, kas ir pazeminājuši cenas. Papildus tādiem milžiem kā Samsung un Toshiba, pat Intel un AMD ir ieguldījuši lielas naudas summas zibatmiņas ražošanā.

Otrais bija MLC (Multi-Level Cell) tehnoloģijas ieviešana, kurā katra šūna turpināja glabāt divus bitus, nevis tikai vienu. Tas bija iespējams, pateicoties starpposma spriegumu izmantošanai. MLC tehnoloģiju vairāk vai mazāk vienlaicīgi ir ieviesuši dažādi ražotāji, un tā ir uz pusi samazinājusi izmaksas par megabaitu, bet tā vietā tā ir radījusi zibatmiņas mikroshēmas ar zemāku veiktspēju un ātrāk degradējas..

Mūsdienās MLC mikroshēmas tiek izmantotas lielākajā daļā USB atmiņu, atmiņas karšu un SSD disku. Tradicionālās mikroshēmas, kurās vienā šūnā ir viens bits, tika sauktas par “SLC” (Single-Level Cell) un tiek ražotas ar mērķi apkalpot augstas veiktspējas cietvielu diskdziņu (īpaši modeļus, kas paredzēti serveru tirgus). Lai arī tie ir daudz dārgāki, tie piedāvā labāku sniegumu un ir izturīgāki.

Otrkārt, mums ir vienības, kas aprīkotas ar TLC mikroshēmām, kurās tiek glabāti trīs biti vienā šūnā, nevis divi, piemēram, MLC, un tāpēc samazina ražošanas izmaksas uz gigabaitu par vairāk nekā 33%. No otras puses, vairāk starpposma spriegumu iegūst mikroshēmas, kas sadalās ātrāk nekā MLC.

Atšķirības starp MLC un TLC

Patiesībā starp MLC un TLC mikroshēmām nav fizikālu atšķirību. Abos gadījumos ražošanas tehnika ir gandrīz vienāda, taču tajās ir atšķirības… bet arī mikroshēmas programmēšanas veids. Tas, kas padara MLC un TLC mikroshēmas lētākas nekā SLC, ir vienkāršs aritmētikas jautājums: 16 gigabaitu NAND mikroshēma var izraisīt 16 gigabaitu SLC mikroshēmu, 32 gigabaitu MLC mikroshēmu vai TLC mikroshēmu no 48 gigabaiti.

Pieņemot, ka mikroshēmas kopējās izmaksas ir USD 24, MLC maksa par gigabaitu būtu 0, 75 USD, bet BTN - tikai 0, 50 USD. Ja esat ražotājs, kurš vēlas pārdot lielas ietilpības SSD diskus par zemu cenu, būtu skaidrs, kura no abām iespējām jums būtu pievilcīgāka.

Liela problēma ir ne tikai izturība, bet arī pašu mikroshēmu veiktspēja, kas samazinās, izmantojot vairāk bitu. Nolasīšanas darbība, kas MLC mikroshēmā prasa 50 µs, TLC mikroshēmā prasīs 100 µs vai vairāk.

Tajā pašā laikā rakstīšanas operācija, kas MLC mikroshēmā aizņem 900 µs vai vairāk, TLC uzņem vairāk nekā 2000 µs, kā rezultātā samazinās pilieni, kas ir proporcionāli diskdziņu lasīšanas un rakstīšanas ātrumam.

Mēs iesakām jums ND atmiņas veidus SSD formātā: SLC, MLC, TLC un QLC

Lielākā problēma tomēr ir izturība. MLC mikroshēmu kalpošanas laiks ir tikai 10 000 ciklu 50 nm, savukārt TLC mikroshēmu darbības laiks ir 2500 operācijas 50 nm.

Pat izmantojot nozares un citas tehnikas, ko pašreizējie draiveri izmanto, lai pagarinātu diskdziņu kalpošanas laiku, 128 GB SSD, kas balstās uz 25 nm TLC mikroshēmām, visā tās darbības laikā nesīs tikai 96 TB ierakstus, ierobežojot tā izmantošana ļoti daudz. Salīdzinājumam - 128 GB disks, kura pamatā ir 34 nm MLC mikroshēmas, diskā atradīs 640TB.

MLC diska kalpošanas laiks ir salīdzinoši mazs, taču tas joprojām ir pieņemams, ja ņemam vērā lielās priekšrocības, ko zibatmiņa piedāvā citās jomās. TLC piedziņai tomēr būtu ierobežota izmantošana, un daudzās lietošanas situācijās to varētu izmantot pēc vairākiem gadiem. Es domāju, ka viņi nav slikti, labi? Bet tie ir sliktākas kvalitātes.

SSD ar TLC atmiņu ir pilnīgi piemērots parastam lietotājam. Bet MLC ir augstāka kvalitāte, un tie atrodas ražotāju top diapazonā.

Daudzi ražotāji ir spējuši kompensēt šo zibatmiņas veiktspējas un uzticamības kritumu ar labākiem draiveriem un lielāku SSD procentuālo daudzumu, taču tas neatspēko centrālo jautājumu, ka ražotāji ražo sliktākas zibatmiņas mikroshēmas. ar katru jauno paaudzi, panākot progresu tikai attiecībā uz izmaksām.

Daudzlīmeņu šūna (MLC)

MLC ir standarts, ko šodien izmanto visvairāk cietvielu diskus. Akronīms apzīmē vairāku līmeņu šūnu, un to izmanto, lai aprakstītu NAND zibatmiņas, kurām ir iespēja vienā šūnā saglabāt 2 datu bitus.

TLC ir šīs tehnoloģijas attīstība, un tas ļauj uzglabāt 3 datu bitus vienā šūnā, savukārt vienlīmeņu šūnā (SLC) katra šūna glabā tikai vienu datu bitu. Katram no tiem ir priekšrocības un trūkumi, kurus mēs redzēsim tālāk.

MLC tips mūsdienās ir diezgan izplatīts, un tas sastāv no procesa, kurā tiek izmantoti diferencēti spriegumi, lai atmiņas šūnā tiktu glabāti divi biti (teorētiski ir iespējams likt tai uzglabāt vairāk), nevis tikai viens, kā tas ir SLC.

Pateicoties MLC tehnoloģijai, ir samazinājušās zibatmiņas atmiņas ierīču izmaksas, pat palielinot tādu produktu kā USB zibatmiņas un viedtālruņu piedāvājumu ar pieejamākām cenām.

Trīs līmeņu šūna (TLC)

Pats nosaukums to norāda: TLC tips vienā šūnā glabā trīs bitus, tāpēc ievērojami palielinās datu apjoms, ko var uzglabāt vienībā. Tas ir jaunākais standarts, kāds mums ir tirgū.

Mēs iesakām jums Corsair Dominator Platinum Special Edition un Vengeance LED

Tomēr veiktspēja ir arī zemāka, salīdzinot ar MLC tehnoloģiju, galu galā mēs iegūstam astoņas iespējamās vērtības ar trim bitiem, tāpēc spriegumi ir vairāk dažādi: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 un 111. punkts.

Šeit galvenais ieguvums ir atmiņas vietas pieaugums, jo TLC atmiņas parasti ir lēnākas nekā MLC mikroshēmas, kurām, savukārt, ir mazāka veiktspēja nekā SLC tehnoloģijai.

Pat ja TLC un MLC atmiņas ir ātrākas nekā cietie diski, tieši tāpēc to izmantošana ir iespējama lielākajā daļā lietojumprogrammu: daudzās situācijās tas nekompensē diezgan ātru SSD, bet tas nepiedāvā ietilpību pietiekami daudz krātuves.

Kādas ir priekšrocības un trūkumi?

Cietvielu piedziņas, izmantojot TLC tehnoloģiju, lielā priekšrocība ir to zemākā cena. Tas ir tāpēc, ka diskdziņi ar tehnoloģiju ir blīvāki, un tajā pašā vietas daudzumā tiek saglabāts vairāk datu. Citiem vārdiem sakot, viņiem ir augstāka izmaksu efektivitāte. Bet tas, tāpat kā viss dzīvē, nāk par cenu.

Cietvielu diski ar TLC tehnoloģiju galu galā nav tik ātri vai tik izturīgi kā MLC modeļi. Tādēļ tie nav norādīti profesionālai lietošanai.

TLC cietvielu diskdziņi ir labāk piemēroti mājas lietotājiem. Šāda veida lietotājiem vismaz lielākajā daļā gadījumu nav manāmas veiktspējas atšķirības.

Cik ierakstīšanas ciklus jūs atbalstāt, nezaudējot iespēju saglabāt datus?

Ir skaidrs, ka šūnas atbalstīto rakstīšanas ciklu skaits ietekmē tā lietderīgo lietošanas laiku. Bet par laimi, tas nav vienīgais faktors. Ir divi citi ļoti svarīgi: frekvence, ar kuru tiek mainīta šūnā esošā vērtība (frekvence, ar kādu to nolasa, neietekmē lietderīgās lietošanas laiku) un lielapjoma atmiņas vienības ietilpība (mūsu gadījumā, no SSD vai cietvielu ierīces), kurā tas ir instalēts.

Ierakstīšanas operāciju biežums ir acīmredzams: rakstīšanas darbību biežums šūnā, kas atbalsta desmit tūkstošus maz izmantotas vienības rakstīšanas ciklu vai kas glabā statiskos datus, ir mazs. Tāpēc šī šūna darbosies daudz ilgāk nekā otra, tā ir instalēta diskdzinī, ko izmanto dinamisku datu glabāšanai, kura vērtības bieži mainās un ir visu laiku jāpārraksta.

Tikpat svarīgi kā atmiņas banka, kurā dati tiek glabāti SSD, ir tajā esošais kontrolieris, kas darbojas kā interfeiss starp SSD disku un datoru. Tas ir kontrolieris, kurš izlemj , kurās šūnās dati tiks saglabāti.

Mēs iesakām jums DRAM atmiņu ražošana 2018. gadā arī turpmāk būs ļoti ierobežota

Šajos pēdējos gados, kad SSD ir izplatījušies, ir pilnveidoti algoritmi, kas nosaka, kādas būs šīs šūnas. Jaunāki kontrolieri cenšas pēc iespējas vienveidīgāk sadalīt SSD pieejamo šūnu nolasīšanas operācijas, neļaujot dažām šūnām saņemt daudz vairāk rakstīšanas operāciju nekā citas.

SSD pirmajās dienās disku ietilpība bija salīdzinoši maza. Mūsdienās 1TB diskdziņi ir viegli pieejami. Ja ir ievērojami palielināts to šūnu skaits, kurās var izplatīt rakstīšanas operācijas, biežums, ar kādu katra šūna tiek pārrakstīta, tiek samazināts tieši proporcionāli šim pieaugumam.

Tāpēc ir svarīga SSD kapacitāte attiecībā uz tā ilgmūžību. Tomēr joprojām uz MLC balstītu ierīču kalpošanas laiks ir daudz īsāks nekā uz SLC bāzes ierīču.

Vēl viena būtiska atšķirība ir rakstīšanas operāciju izpildes ātrums. Lai arī šoreiz lasītās operācijas netraucē. Galu galā, lai izmērītu spriegumu, pietiek ar sensora uzlikšanu uz vietām, kur atšķiras elektriskais potenciāls. Bet rakstīšanas gadījumā lieta ir atšķirīga.

Šis atmiņas elementu tips, kā redzams, var saglabāt astoņas dažādas vērtības (000 ₂ = 010 līdz 1112 = 710). Pietiek ar vienkāršu novērojumu, lai parādītu, ka vērtības "uzrakstīšana" (sprieguma līmeņa pielāgošana) ir daudz sarežģītāka (un tāpēc lēnāka), kad iespējamo vērtību skaits palielinās. Un, palielinot sprieguma diapazonu, palielinās enerģijas patēriņš.

Temperatūras jautājums

Vēl nesen atmiņas moduļi izkliedēja siltumu, taču tas nekad neuztrauca. Tomēr, runājot par daudzlīmeņu zibatmiņu, tā ir atšķirīga.

Galu galā tie darbojas ar augstām frekvencēm un izmanto samērā augstu spriegumu, kas ir divi svarīgi faktori, kad runa ir par siltuma izkliedi, un tāpēc paaugstināta mikroshēmas temperatūra.

Tas ir īpaši delikāts, kad runa ir par MLC atmiņām, kur lielāks ir to iekšējo spriegumu slieksnis, kas identificē saglabāto vērtību.

Tas notiek tāpēc, ka pārāk augsta temperatūra var traucēt šiem sliekšņiem, kas maina saglabāto vērtību un pilnīgi apdraud atmiņas uzticamību.

Mēs iesakām jums Samsung parādīt savas 256 GB RDIMM atmiņas

Rezultāts ir tāds, ka šāda veida atmiņas pamatus noteikti nav ieteicams turēt ļoti augstā darba temperatūrā. Šī iemesla dēļ dažām ierīcēm (piemēram, dažiem Samsung SSD) ir temperatūras sensori, kas vienkārši palēnina rakstīšanu (rādījumiem, kā vienmēr, ir maza ietekme uz siltuma izkliedi) gadījumos, kad temperatūra pārsniedz 70 grādi pēc Celsija un atgriežas normālā darbībā tikai tad, kad bankas atdziest līdz šai robežvērtībai.

Viena līmeņa atmiņas (SLC) ir daudz tolerantākas pret augstām temperatūrām. Tā kā tā var ilgt tikai vienu no diviem stāvokļiem, pielaide ir daudz lielāka nekā temperatūra, nedaudz mainot sprieguma slieksni, tāpēc saglabātā vērtība nemainās.

Tādējādi vienšūnu SSD, dārgākus, bet izturot augstāku temperatūru, klasificē kā “rūpnieciskus”, savukārt MLC, kuriem jādarbojas zemākā temperatūras diapazonā, klasificē kā “komerciālus”.

Ieteicamais SSD

Corsair Force MP500 - cietvielu disks, 120 GB SSD, M.2 PCIe Gen. 3 x4 NVMe-SSD, lasīšanas ātrums līdz 2300 MB / s. CORSAIR NVMe M.2 SSD diskdziņi nodrošina veiktspējas līmeni vienā formātā. Kompakts Corsair Force Series LE - 480 GB cietvielu disks (SATA 3, 6 GB / s, TLC NAND) (CSSD-F480GBLEB) ar ierakstīšanas ātrumu 530 MB / s un lasīšanas ātrumu 560 MB / s; 480 atmiņas ietilpība un 6 Gbit / s GB datu pārsūtīšanas ātrums Corsair Neutron Xti - 240 GB cietais cietais disks (Serial ATA III, MLC, 0-70 C, 2, 5 ", -40-85 C), krāsa melna y Sarkanā vienmērīgā veiktspēja un ļoti augsti noturīgie pārsūtīšanas ātrumi Samsung 850 EVO - cietais cietais disks (250 GB, Serial ATA III, 540 MB / s, 2, 5 "), melna 250 GB SSD atmiņas ietilpība; Secīgais lasīšanas ātrums līdz 540 MB / s un rakstīšanas ātrums līdz 520 MB / s 63, 26 EUR Samsung 960 EVO NVMe M.2 - 500 GB cietais cietais disks (Samsung V-NAND, PCI Express 3.0 x4, NVMe, AES) 256 bitu, 0 - 70 C) 500 GB SSD atmiņas ietilpība; Samsung V-NAND atmiņas, NVMe interfeiss un Polaris kontrolieris 183.86 EUR

Secinājums

MLC ir ilgāks lietderīgās lietošanas laiks nekā TLC, jo ir vieglāk atšķirt 4 iespējamos sprieguma stāvokļus nekā 8, kuriem ir mazāka kļūdas robeža. Tāpēc arī TLC SSD ir lētāks, un mēs to atrodam zema un vidēja diapazona SSD.

Tagad mēs zinām, ka uz MLC atmiņu balstīti SSD ir dārgāki nekā TLC, iztur mazāku datu blīvumu, ir ātrāki un var izturēt augstāku temperatūru, ar ilgāku kalpošanas laiku un patērē mazāk enerģijas. Ko jūs domājat par visu? Pēc raksta izlasīšanas jūs jau pastāstāt mums savus iespaidus!