Избор на SSD: преглед на технологиите на пазара и сравнителни тестове

Сайт 4: Технологии за памет: SLC, MLC, TLC и 3D-NAND

Много ентусиасти са пристрастни към въпроса за технологиите с памет, има твърде много предположения и гледни точки. Ами обикновеният потребител? Нека се опитаме да го разберем. Нека започнем със съкращенията SLC, MLC и TLC. Те просто показват колко бита информация се съхраняват във всяка клетка. Един бит се съхранява в SLC (Single Level Cell) клетки. В MLC (Multi Level Cell) клетки - два бита, в TLC (Triple Level Cell) клетки - три бита. Разбира се, по дефиниция MLC технологията описва всички опции, когато два или повече бита се съхраняват в клетка. Така че можем да говорим за 2-битов MLC или 3-битов MLC, в последния случай получаваме еквивалента на TLC.

Защо да съхранявате повече от един бит в клетки? Причината се крие в плътността на записа, тъй като при същия брой клетки MLC паметта може да съхранява двойно повече информация от SLC. А в случай на TLC устройство, 50% повече информация от MLC. За разлика от твърдите дискове, цените на SSD силно зависят от наличния капацитет. Много твърди дискове за различен капацитет се основават на един и същ брой плочи, но „младшите“ модели не използват цялата си площ - това се дължи на ниските производствени разходи на магнитните плочи. Но полупроводниковите чипове с флаш памет са много по-скъпи за производство, така че когато капацитетът се удвои, цената почти се удвоява.

Какви са недостатъците? Въпросът е, че клетката не съхранява битове, а електрони. Колкото повече електрони, толкова по-високо е напрежението. По този начин множество състояния на клетките могат да бъдат кодирани чрез напрежение. В случая на SLC има 21 състояния, т.е. две. Много е лесно да се разпознаят две състояния - или няма клетки в клетката, или те са в максималното количество. TLC клетките вече имат 2 3 състояния, т.е. осем. В допълнение към "минималното напрежение" и "максималното напрежение" е необходимо да се разпознаят още шест състояния, като същевременно се поддържа необходимата надеждност на съхранението на информация. Така че TLC е много сериозен технически проблем, програмирането на такива клетки отнема повече време и следователно производителността се влошава. Срокът на експлоатация на клетките с памет е ограничен, с течение на времето те губят способността си да запазват надеждно програмираното състояние. А в случай на осем състояния тази загуба на надеждност настъпва по-рано, отколкото в случай на само две или четири състояния. Следователно, продължителността на живота на TLC паметта е по-кратка.

От друга страна, производителите непрекъснато усъвършенстват своите контролери, за да подобрят обработката на сигнала и корекцията на грешки, което компенсира по-краткия живот на TLC клетките. Ето един прост пример: Samsung SSD 840 EVO е оборудван с 19nm TLC памет, версията с 250 GB при екстремно натоварване може да продължи повече от десет години (според спецификациите на JEDEC, записът е 40 GB/ден).

Намаляването на размера на клетките също не е толкова просто - има физически ограничения. Samsung се отпусна срещу тях с 840 EVO устройства, които използват памет с 1xnm клетки. Следователно, с новия SSD 850 PRO, Samsung вече премина към 3D памет.

Концепцията е лесна за разбиране тук: 2D клетките с памет са, както подсказва името, равнинни. Ако искате да увеличите броя на клетките, тогава не можете да направите без увеличаване на кристалната площ. Но това има своите ограничения, така че 2D технологията е достигнала границата на растеж. Спасението беше 3D технологията, при която клетката с памет е цилиндър, както е показано на следващата фигура:

Цилиндрите могат да бъдат поставени един върху друг, в резултат паметта "нараства" във височина и основната площ не се променя. По този начин можете значително да увеличите плътността на съхранение на паметта. Samsung SSD 850 EVO използва 3D памет с 32 слоя и 3-битови TLC клетки. Samsung не предоставя информация за размера на клетките с 3D памет, но обещава, че продължителността на живота на TLC 3D паметта не е по-лоша от 2D MLC паметта. 3D паметта е по-надеждна и предлага други предимства, включително висока производителност и по-ниска консумация на енергия. Но технически създаването на такава памет не е лесна задача, поради тази причина много SSD устройства все още работят с класическа 2D памет. Но Samsung днес превключи всички потребителски SSD дискове на собствена 3D памет.