Fahami perbezaan antara gred berbeza Cip SSD bagi NAND Flash SLC, MLC, TLC, QLC

Nama penuh NAND Flash ialah Flash Memory, yang dimiliki oleh peranti memori tidak meruap (Peranti Memori Tidak Meruap).Ia berdasarkan reka bentuk transistor pintu terapung, dan caj dilekatkan melalui pintu terapung.Oleh kerana pintu terapung diasingkan secara elektrik, jadi Elektron yang sampai ke pintu terperangkap walaupun selepas voltan dikeluarkan.Ini adalah rasional untuk tidak turun naik kilat.Data disimpan dalam peranti sedemikian dan tidak akan hilang walaupun kuasa dimatikan.
Menurut nanoteknologi yang berbeza, NAND Flash telah mengalami peralihan daripada SLC kepada MLC, dan kemudian kepada TLC, dan sedang bergerak ke arah QLC.NAND Flash digunakan secara meluas dalam eMMC/eMCP, cakera U, SSD, kereta, Internet Perkara dan bidang lain kerana kapasiti besar dan kelajuan menulis yang pantas.

SLC (nama penuh Inggeris (Sel Tahap Tunggal – SLC) ialah storan satu peringkat
Ciri teknologi SLC ialah filem oksida di antara pintu terapung dan sumbernya lebih nipis.Apabila menulis data, cas yang disimpan boleh dihapuskan dengan menggunakan voltan pada cas pintu terapung dan kemudian melalui sumber., iaitu, hanya dua perubahan voltan 0 dan 1 boleh menyimpan 1 unit maklumat, iaitu, 1 bit/sel, yang dicirikan oleh kelajuan pantas, jangka hayat yang panjang dan prestasi yang kukuh.Kelemahannya ialah kapasiti rendah dan kosnya tinggi.

MLC (nama penuh Inggeris Multi-Level Cell – MLC) ialah storan berbilang lapisan
Intel (Intel) pertama kali berjaya membangunkan MLC pada September 1997. Fungsinya adalah untuk menyimpan dua unit maklumat ke dalam Floating Gate (bahagian di mana cas disimpan dalam sel memori kilat), dan kemudian menggunakan cas potensi yang berbeza (Tahap ), Bacaan dan penulisan yang tepat melalui kawalan voltan yang disimpan dalam ingatan.
Iaitu, 2bit/sel, setiap unit sel menyimpan maklumat 2bit, memerlukan kawalan voltan yang lebih kompleks, terdapat empat perubahan 00, 01, 10, 11, kelajuan secara amnya purata, hayat adalah purata, harga adalah purata, kira-kira 3000—10000 kali masa pemadaman dan penulisan. MLC berfungsi dengan menggunakan sejumlah besar gred voltan, setiap sel menyimpan dua bit data, dan ketumpatan data agak besar, dan boleh menyimpan lebih daripada 4 nilai pada satu masa.Oleh itu, seni bina MLC boleh mempunyai ketumpatan storan yang lebih baik.

TLC (nama penuh Inggeris Trinary-Level Cell) ialah storan tiga peringkat
TLC ialah 3bit setiap sel.Setiap unit sel menyimpan maklumat 3bit, yang boleh menyimpan 1/2 lebih data daripada MLC.Terdapat 8 jenis perubahan voltan dari 000 ke 001 iaitu 3bit/sel.Terdapat juga pengeluar Flash yang dipanggil 8LC.Masa akses yang diperlukan lebih lama, jadi kelajuan pemindahan lebih perlahan.
Kelebihan TLC ialah harganya murah, kos pengeluaran setiap megabait adalah yang paling rendah, dan harganya murah, tetapi hayatnya pendek, hanya kira-kira 1000-3000 pemadaman dan penulisan semula hayat, tetapi zarah TLC yang diuji berat SSD boleh digunakan secara normal selama lebih daripada 5 tahun.

QLC (nama penuh Inggeris Quadruple-Level Cell) unit storan empat lapisan
QLC juga boleh dipanggil 4bit MLC, unit storan empat lapisan, iaitu 4bit/sel.Terdapat 16 perubahan dalam voltan, tetapi kapasiti boleh ditingkatkan sebanyak 33%, iaitu prestasi penulisan dan hayat pemadaman akan dikurangkan lagi berbanding dengan TLC.Dalam ujian prestasi khusus, Magnesium telah melakukan eksperimen.Dari segi kelajuan membaca, kedua-dua antara muka SATA boleh mencapai 540MB/S.QLC berprestasi lebih teruk dalam kelajuan tulis, kerana masa pengaturcaraan P/Enya lebih lama daripada MLC dan TLC, kelajuannya lebih perlahan, dan kelajuan tulis berterusan adalah Daripada 520MB/s hingga 360MB/s, prestasi rawak menurun daripada 9500 IOPS kepada 5000 IOPS, kerugian hampir separuh.

PS: Lebih banyak data disimpan dalam setiap unit Sel, lebih tinggi kapasiti per unit kawasan, tetapi pada masa yang sama, ia membawa kepada peningkatan dalam keadaan voltan yang berbeza, yang lebih sukar untuk dikawal, jadi kestabilan cip NAND Flash menjadi lebih teruk, dan hayat perkhidmatan menjadi lebih pendek, masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri.

(Hidup baca dan tulis NAND Flash adalah untuk rujukan sahaja)
Tidak sukar untuk melihat bahawa prestasi empat jenis memori kilat NAND adalah berbeza.Kos seunit kapasiti SLC adalah lebih tinggi daripada jenis zarah memori kilat NAND yang lain, tetapi masa pengekalan datanya lebih lama dan kelajuan membaca lebih cepat;QLC mempunyai kapasiti yang lebih besar dan kos yang lebih rendah, tetapi disebabkan oleh kebolehpercayaan yang rendah dan tahan lama Kekurangan dan kelemahan lain masih perlu dikembangkan lagi.

Dari perspektif kos pengeluaran, kelajuan baca dan tulis serta hayat perkhidmatan, kedudukan empat kategori ialah:
SLC>MLC>TLC>QLC;
Penyelesaian arus perdana semasa ialah MLC dan TLC.SLC ditujukan terutamanya untuk aplikasi ketenteraan dan perusahaan, dengan penulisan berkelajuan tinggi, kadar ralat yang rendah, dan ketahanan yang lama.MLC ditujukan terutamanya untuk aplikasi gred pengguna, kapasitinya 2 kali lebih tinggi daripada SLC, kos rendah, sesuai untuk pemacu kilat USB, telefon mudah alih, kamera digital dan kad memori lain, dan juga digunakan secara meluas dalam SSD gred pengguna hari ini .

Memori kilat NAND boleh dibahagikan kepada dua kategori: struktur 2D dan struktur 3D mengikut struktur spatial yang berbeza.Transistor get terapung digunakan terutamanya untuk FLASH 2D, manakala denyar 3D terutamanya menggunakan transistor CT dan get terapung.Adalah semikonduktor, CT adalah penebat, kedua-duanya berbeza dari segi sifat dan prinsip.Perbezaannya ialah:

Struktur 2D NAND Flash
Struktur 2D sel memori hanya disusun dalam satah XY cip, jadi satu-satunya cara untuk mencapai ketumpatan yang lebih tinggi dalam wafer yang sama menggunakan teknologi denyar 2D adalah untuk mengecilkan nod proses.
Kelemahannya ialah ralat dalam denyar NAND lebih kerap untuk nod yang lebih kecil;di samping itu, terdapat had kepada nod proses terkecil yang boleh digunakan, dan ketumpatan storan tidak tinggi.

Struktur 3D NAND Flash
Untuk meningkatkan ketumpatan storan, pengeluar telah membangunkan teknologi 3D NAND atau V-NAND (NAND menegak), yang menyusun sel memori dalam satah Z pada wafer yang sama.

Dalam denyar 3D NAND, sel memori disambungkan sebagai rentetan menegak dan bukannya rentetan mendatar dalam NAND 2D, dan membina dengan cara ini membantu mencapai ketumpatan bit yang tinggi untuk kawasan cip yang sama.Produk 3D Flash pertama mempunyai 24 lapisan.