В этом руководстве описывается все, что вам нужно знать о SLC, MLC и TLC NAND Flash, объясняются плюсы и минусы каждого из них, чтобы помочь читателям выбрать правильный SSD при обновлении.
Любой, кто попробовал хоть раз, подтвердит, твердотельные накопители (SSD) – это здорово! Благодаря более быстрому времени загрузки ваших любимых приложений, более высокой общей эффективности и дополнительной надежности по сравнению с традиционными вращающимися жесткими дисками, неудивительно, что они появляются на каждом новом устройстве, которое выходит на рынок.
Но что делает некоторые SSD дороже, чем другие? Как гоночные машины, это все о том, что под капотом.
Содержание статьи
Что такое NAND Flash?
Флэш-память NAND состоит из множества ячеек, которые содержат биты, и эти биты либо включаются, либо выключаются с помощью электрического заряда. То, как организованы эти ячейки включения/выключения, представляет данные, хранящиеся на SSD. Количество битов в этих ячейках также определяет наименование флэш-памяти, например, флэш-память одноуровневой ячейки (SLC) содержит один бит в каждой ячейке.
Причина, по которой SLC доступен только на более низких мощностях, заключается в том, что флэш-память NAND занимает печатную плату (PCB). Не забывайте, что на печатной плате должны быть встроены контроллер, память DDR и флэш-память, соответствующие стандартным размерам для вашего компьютера. MLC удваивает количество бит на ячейку, тогда как TLC утраивается, и это открывает доступ к SSD с большей емкостью.
Существуют конкретные причины, по которым производители собирают флэш-память с одним битом на ячейку, например SLC. Преимущество его заключается в том, что он является самым быстрым и долговечным, но имеет недостатки в том, что он более дорогой и недоступен при более высокой емкости хранения в гигабайтах. Вот почему SLC предпочтительнее для интенсивного использования на предприятии.
Флэш-память MLC и TLC по сравнению с SLC дешевле в производстве, доступна с более высокой емкостью хранения, но за счет сравнительно короткого срока службы и более медленных скоростей чтения/записи. MLC и TLC предпочтительны для повседневного использования на потребительском компьютере.
Понимание собственных потребностей в вычислениях и основах флэш-памяти NAND не только поможет вам выбрать правильный SSD, но также поможет вам определить такие факторы, как цена продукта.
Типы памяти SSD:
SLC (одноуровневая ячейка)
Флэш-память одноуровневой ячейки называется так, потому что она имеет один бит, который может быть включен или выключен при зарядке. Преимущество этого типа флэш-памяти заключается в том, что он является наиболее точным при чтении и записи данных, а также обеспечивает длительные циклы чтения и записи данных. Ожидается, что жизненный цикл чтения/записи будет составлять от 90000 до 100000. Этот тип памяти отлично зарекомендовал себя на корпоративном рынке благодаря своему сроку службы, точности и общей производительности. Вы не увидите много домашних компьютеров с этим типом NAND из-за его высокой стоимости и низкой емкости хранения.
Плюсы:
- Имеет самый высокий срок службы и циклы перезаписи по сравнению с любым другим типом памяти.
- Более надежная обработка ошибок чтения/записи.
- Может работать в более широком температурном диапазоне.
Минусы:
- Самый дорогой тип NAND-памяти на рынке.
- Часто доступны только в небольших объемах.
Рекомендуется для:
- Промышленное использование и рабочие нагрузки, требующие больших циклов чтения/записи, таких как серверы.
eMLC (корпоративная многоуровневая ячейка)
eMLC – это флэш-память MLC, но она оптимизирована для корпоративного сектора и имеет более высокую производительность и долговечность. Ожидается, что жизненные циклы чтения/записи данных составят от 20000 до 30000. eMLC предоставляет более дешевую альтернативу SLC, но при этом сохраняет некоторые преимущества SLC.
Плюсы:
- Более дешевая альтернатива, чем SLC для корпоративных SSD.
- Имеет лучшую производительность и выносливость по сравнению со стандартным MLC.
Минусы:
- Не соответствует производительности SLC NAND flash SSD.
Рекомендуется для:
- Промышленное использование и рабочие нагрузки, требующие больших циклов чтения/записи, таких как серверы.
MLC (многоуровневая ячейка)
Флэш-память MLC, как следует из названия, хранит несколько бит данных в одной ячейке. Большим преимуществом этого является более низкая стоимость производства по сравнению с производством флэш-памяти SLC. Более низкая стоимость производства флэш-памяти обычно передается вам как потребителю, и по этой причине очень популярна среди многих брендов. Флэш-память MLC предпочтительна для потребительских твердотельных накопителей, так как она дешевле, но время чтения/записи данных меньше по сравнению с SLC – около 10000 на ячейку.
Плюсы:
- Более низкие производственные затраты переходят на вас, потребителя.
- Надежнее, чем память TLC.
Минусы:
- Не такой долговечный и надежный, как SLC или корпоративные твердотельные накопители.
Рекомендуется для:
- Повседневное потребительское использование, геймеры и энтузиасты.
TLC (трехуровневая ячейка)
Флэш-память TLC, хранящая по 3 бита на ячейку, является самой дешевой формой флэш-памяти. Самым большим недостатком этого типа памяти является то, что она подходит только для потребительского использования и не сможет соответствовать стандартам для промышленного использования. Жизненные циклы чтения/записи значительно короче: от 3000 до 5000 циклов на ячейку.
Плюсы:
- Самый дешевый в производстве, что, в свою очередь, приводит к удешевлению на рынке SSD.
Минусы:
- Ячейки выживут значительно меньше циклов чтения/записи по сравнению с MLC NAND. Это означает, что флэш-память TLC хороша только для потребительского использования.
Рекомендуется для:
- Повседневное использование для пользователей, веб-/почтовые машины, нетбуки и планшеты.
Жизненный цикл SSD
Как и все хорошие вещи, SSD не вечен. Как отмечалось выше, жизненный цикл твердотельного накопителя можно напрямую отнести к флэш-памяти NAND, с которой он поставляется. Память SLC, например, будет надежнее, чем MLC или TLC, но это дорого обходится.
С флеш-памятью MLC и TLC, которая обычно используется/встречается в потребительских твердотельных накопителях, реальный вопрос – как долго они будут работать?
TechReport.com протестировал несколько доступных твердотельных накопителей потребительского уровня, большинство из которых были MLC NAND, а один – TLC NAND, и результаты являются многообещающими. Все тестируемые устройства продолжали записывать как минимум 700 терабайт (ТБ), а затем даже пара проталкивала петабайт (PB).
Это много данных, но давайте рассмотрим это в перспективе при записи 1 ПБ на SSD.
1 петабайт (ПБ) = 1000 терабайт (ТБ)/1 000 000 гигабайт (ГБ)/1 000 000 000 (МБ)
Это 1 ПБ может получить чистую
- 222 222 фильма DVD на 4,5 ГБ DVD
- 333,333,333 mp3 песни на 3MB песню
- 500 000 000 фотографий JPG на 2 МБ изображение
- 15 384 установок игры Grand Theft Auto V по 65 ГБ на установку
Если посмотреть на эти цифры, то все сомнения в том, что ваш SSD выйдет из строя за короткий промежуток времени, по-настоящему исчезнут.
Если вы рассматриваете MLC или TLC SSD для повседневного использования, например: храня музыку, фотографии, программное обеспечение, личные документы или играя в игры, вы должны быть уверены, что ваш SSD будет работать несколько лет. Этот вид использования считается легким по сравнению с продолжающимся интенсивным использованием для чтения/записи корпоративных серверов и компьютеров, как описано в следующем разделе ниже.
Примечание. Для тех, кто беспокоится о сроке службы своих твердотельных накопителей, такие функции, как технология самоконтроля анализа и отчетности или, если коротко, SMART, помогут лучше отслеживать срок службы твердотельных накопителей.
Корпоративные и потребительские твердотельные накопители
Различия и требования, ожидаемые от корпоративных твердотельных накопителей, делают их частью мира от потребительских твердотельных накопителей. Корпоративные твердотельные накопители разработаны с учетом более высоких стандартов и стабильно работают в высокотехнологичных службах, в военной сфере, науке и в любой области, которая требует большого объема чтения и записи данных.
Серверы баз данных являются примером того, где вы можете увидеть корпоративные твердотельные накопители, эти серверы работают круглосуточно и включают в себя: более длительный жизненный цикл чтения/записи, более высокие скорости чтения/записи, повышенную надежность и долговечность в жестких условиях.
Потребительские твердотельные накопители менее дороги и представляют собой урезанные версии корпоративных твердотельных накопителей. Может показаться, что вам не хватает определенных функций, но преимущества более дешевого продукта с большей емкостью хранилища того стоят. Кроме того, производители постоянно повышают производительность SSD, одновременно снижая цену.
В заключение
В этот момент вы, вероятно, хорошо знаете разницу между SLC, MLC и TLC NAND flash. Основы, которые мы обсуждали здесь, с пониманием того, почему некоторые стоят дороже, чем другие, должны прояснить любую путаницу относительно того, какой тип памяти лучше всего соответствует вашим потребностям.
| Тип памяти | SLC Одноуровневая ячейка | eMLC Корпоративная многоуровневая ячейка | MLC Многоуровневая ячейка | ТLC Трехуровневая ячейка |
| Циклы чтения/записи | 90,000-100,000 | 20,000-30,000 | 8000-10000 | 3000-5000 |
| Бит на ячейку | 1 | 2 | 2 | 3 |
| Скорость | ★★★★★ | ★★★★ ☆ | ★★★ ☆☆ | ★★ ☆☆☆ |
| Выносливость | ★★★★★ | ★★★★ ☆ | ★★★ ☆☆ | ★★ ☆☆☆ |
| Стоимость | ★★★★★ | ★★★★ ☆ | ★★★ ☆☆ | ★★ ☆☆☆ |
| Использование | Промышленные/Enterprise | Промышленные/Enterprise | Потребитель/Gaming | Потребитель |
Важно отметить, что современные твердотельные накопители рассчитаны на длительное время. Хотя следует учитывать их жизненный цикл, он никоим образом не должен мешать вам покупать более быстрое и эффективное хранилище.