SLC, MLC и TLC при выборе SSD

Содержание

• Введение
• Что указывают в характеристиках SSD
• Производители памяти NAND
• Типы памяти NAND: SLC, MLC и TLC
• Интерфейсы MLC NAND: ONFi и Toggle Mode
• Память MLC NAND: асинхронная ONFi 1.0 против синхронной ONFi 2.х
• Память MLC NAND: 2.х
• Память MLC NAND: Toggle Mode 2.0 против синхронной ONFi 2.x
• Как определить конкретный тип памяти в SSD
• В каких SSD установлена самая лучшая память

Введение

Производительность и срок службы SSD в первую очередь зависят от флэш-памяти NAND и контроллера с прошивкой. Они являются основными составляющими цены накопителя, и при покупке логично обращать внимание именно на эти компоненты. Сегодня мы поговорим о NAND.

Тонкости технологического процесса производства флэш-памяти вы при желании найдете на сайтах, специализирующихся на обзорах SSD.

Моя же статья ориентирована на более широкий круг читателей и преследует две цели:

1. Приоткрыть завесу над невнятными спецификациями, опубликованными на сайтах производителей SSD и магазинов.
2. Снять вопросы, которые могут у вас возникнуть при изучении технических характеристик памяти разных накопителей и чтения обзоров, написанных для «железных» гиков.

Для начала я проиллюстрирую проблему картинками.

Что указывают в характеристиках SSD

Технические характеристики NAND, публикуемые на официальных сайтах производителей и в сетевых магазинах, далеко не всегда содержат подробную информацию. Более того, терминология сильно варьируется, и я подобрал для вас данные о пяти различных накопителях.

Вам что-нибудь говорит эта картинка?

Ок, допустим, Яндекс.Маркет — не самый надежный источник информации. Обратимся к сайтам производителей — так легче стало?

Может быть, так будет понятнее?

А если так?

Или все-таки лучше так?

Между тем, во всех этих накопителях установлена одинаковая память! В это трудно поверить, особенно глядя на две последних картинки, не правда ли? Дочитав запись до конца, вы не только в этом убедитесь, но и будете читать подобные характеристики как открытую книгу.

Производители памяти NAND

Производителей флэш-памяти намного меньше, чем компаний, продающих SSD под своими брендами. В большинстве накопителей сейчас установлена память от:

• Intel/Micron
• Hynix
• Samsung
• Toshiba/SanDisk

Intel и Micron не случайно делят одно место в списке. Они производят NAND по одинаковым технологиям в рамках совместного предприятия IMFT.

На ведущем заводе в американском штате Юта одна и та же память выпускается под марками этих двух компаний почти в равных пропорциях. С конвейера завода в Сингапуре, который сейчас контролирует Micron, память может сходить также и под маркой ее дочерней компании SpecTek.

Казалось бы, при таком раскладе с памятью все должно быть просто. Однако существует несколько типов NAND, которые в свою очередь подразделяются по разным параметрам, внося путаницу.

Типы памяти NAND: SLC, MLC и TLC

Это три разных типа NAND, главным технологическим отличием между которыми является количество битов, хранящихся в ячейке памяти.

SLC является самой старой из трех технологий, и вы вряд ли найдете современный SSD с такой NAND. На борту большинства накопителей сейчас MLC, а TLC – это новое слово на рынке памяти для твердотельных накопителей.

Вообще, TLC давно используется в USB-флэшках, где выносливость памяти не имеет практического значения. Новые технологические процессы позволяют снизить стоимость гигабайта TLC NAND для SSD, обеспечивая приемлемое быстродействие и срок службы, в чем логично заинтересованы все производители.

В первой записи серии мы подсчитывали ресурс накопителя с MLC NAND, и если просто поделить его на три, картина получится не самой радужной. Но это вовсе не значит, что от TLC надо бежать, как черт от ладана.

Во-первых, в моих прикидках за основу был взят заоблачный мультипликатор увеличения объема записи 10х, который на практике в разы ниже. Профильные сайты нередко оценивают его в 2-3х, и даже еще меньше для контроллеров SandForce, применяющих сжатие данных при записи.

Во-вторых, дело не только в количестве циклов перезаписи и мультипликаторе. В контроллер могут закладываться технологии, призванные снизить физическую нагрузку на ячейки памяти при чтении и записи путем адаптации к подаваемому напряжению.

Судя по обзорам и тестам, Samsung 840 неплохо проявил себя, особенно на фоне накопителей с MLC предыдущего поколения.

Кстати, этот накопитель характеризует большая резервная область, призванная продлить срок службы TLC. Королем же производительности в 2012 году стал Samsung 840 Pro с 21nm Toggle Mode MLC на борту.

Интерфейсы MLC NAND: ONFi и Toggle Mode

Сейчас на рынке преобладают накопители с памятью MLC, но и эта память делится на два типа в соответствии с используемым интерфейсом.

ONFi (Open NAND Flash Interface) – это альянс производителей флэш-памяти, выпускающейся по единому стандарту. Обратите внимание на присутствие там Intel и Micron, равно как и на отсутствие Samsung с Toshiba. Последняя пара выпускает память с интерфейсом Toggle Mode.

В начале 2013 года можно купить накопители с памятью ONFi 1.0 и 2.x, а также Toggle Mode 1.0.

Память MLC NAND: асинхронная ONFi 1.0 против синхронной ONFi 2.х

Несмотря на то, что память с пропускной способностью до 200MB/s выпускается уже какое-то время, Intel и Micron не спешат отказываться от выпуска более старой и медленной памяти. Дело в том, что она дешевле, и это позволяет производителям SSD позиционировать накопители в разные сегменты рынка.

Давайте возьмем для примера спецификации двух твердотельных накопителей Corsair в том виде, как они опубликованы на сайте.

Все числовые показатели у них практически идентичны, разве что первый на йоту побыстрее и потребляет побольше энергии. На сайте не указано, но у этих накопителей еще и одинаковый контроллер SandForce-2281 (на что также намекает емкость 120 Гб).

Несмотря на минимальное различие в паспортных характеристиках быстродействия, накопитель с синхронной памятью превосходит коллегу почти во всех аспектах бенчмарков (в таблице по ссылке не отображается название Force GT, но это он).

Как видите, производители не выставляют напоказ ключевые отличия между линейками накопителей, однако это можно понять по цене. SSD с асинхронной памятью продаются немного дешевле, поскольку ее стоимость ниже, чем у синхронной. Зачастую индикатором может служить маркетинговое позиционирование на сайте (более производительные накопители стоят выше в списке).

В серии Vertex 4 используется синхронная память Intel Micron 25nm MLC, а в Agility 4 — асинхронная.

Память MLC NAND: 2.х

Буква “x” обобщает различные этапы второй версии спецификаций ONFi. В 2012 году большинство накопителей снабжалось памятью MLC, изготовленной в рамках технологического процесса 25nm по спецификациям ONFi 2.1.

Впрочем, в конце года на рынке появился накопитель Intel 335 с памятью Intel 20nm MLC NAND, что соответствовало уже спецификациям ONFi 2.3. Переход на новый технологический процесс не приносит дивидендов в быстродействии, поскольку пропускная способность интерфейса все так же ограничена 200MB/s.

В спецификации ONFi 2.3 заложена поддержка протокола EZ-NAND, призванного улучшить коррекцию ошибок (ECC), уровень которых растет по мере уменьшения размера ячеек памяти. Однако для этого в NAND должен быть встроен отдельный контроллер. В Intel 335 он отсутствует, поэтому данную модель можно считать «переходной».

Intel оценивает ее идентично 25nm NAND — в 3 000 циклов перезаписи. Однако гарантийный срок составляет лишь 3 года, в отличие от 5-летней гарантии на Intel 520 при тех же объемах записи в 20GB в день.

Так или иначе, поскольку Intel и Micron переходят на 20nm процесс, логично ожидать в 2013 году появления накопителей с такой памятью под различными брендами.

Память MLC NAND: Toggle Mode 2.0 против синхронной ONFi 2.x

Некоторые производители SSD ставят в разные линейки продуктов память с различными интерфейсами. Хорошим примером служит тот же Corsair, но теперь с серией Neutron (в таблице приведены характеристики быстродействия, заявленные производителем)

Как видите, при прочих равных память Toggle Mode на бумаге выглядит побыстрее ONFi 2. x в последовательной записи и случайном чтении. В принципе, бенчмарки это подтвердили, но все же посмотрите их самостоятельно (например, AnandTech 120Gb, 240Gb).

Как определить конкретный тип памяти в SSD

Вне зависимости от того, приобрели вы твердотельный накопитель или только планируете покупку, после прочтения этой записи у вас может возникнуть вопрос, вынесенный в подзаголовок.

Ни одна программа тип памяти не показывает. Эту информацию можно найти в обзорах накопителей, но есть и более короткий путь, особенно когда нужно сравнить между собой несколько кандидатов на покупку.

Я без проблем нашел там характеристики памяти своих накопителей, за исключением SanDisk P4 (mSATA), установленного в планшете.

В каких SSD установлена самая лучшая память

Давайте сначала пройдемся по основным пунктам статьи:

• производителей NAND можно пересчитать по пальцам одной руки
• в современных твердотельных накопителях используется два типа NAND: MLC и TLC, только набирающая обороты
• MLC NAND различается интерфейсами: ONFi (Intel, Micron) и Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
• ONFi MLC NAND делится на асинхронную (дешевле и медленнее) и синхронную (дороже и быстрее)
• производители SSD используют память разных интерфейсов и типов, создавая разнообразный модельный ряд на любой кошелек
• официальные спецификации редко содержат конкретную информацию, но базы данных SSD позволяют точно определить тип NAND

Конечно, в таком зоопарке не может быть однозначного ответа на вопрос, вынесенный в подзаголовок. Вне зависимости от бренда накопителя, NAND соответствует заявленным спецификациям, иначе ОЕМ-производителям нет смысла ее покупать (они дают на SSD свою гарантию).

Однако… представьте, что лето вас порадовало небывалым урожаем земляники на даче!

Она вся сочная и сладкая, но вам просто не съесть столько, поэтому вы решили продать часть собранных ягод.

Можно предположить, что производители NAND устанавливают самую лучшую память в свои накопители. Учитывая ограниченное количество компаний, выпускающих NAND, список производителей SSD получается еще короче:

• Crucial (подразделение Micron)
• Intel
• Samsung

Опять же, это лишь предположение, не подкрепленное достоверными фактами. Но разве вы поступили бы иначе на месте этих компаний?

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.

Разница между SLC, MLC, TLC и 3D NAND в USB-накопителях, твердотельных накопителях и картах памяти

Поиск Kingston.com

Чтобы начать, нажмите «Принять» ниже, чтобы открыть панель управления файлами cookie. Затем коснитесь или щелкните кнопку «Персонализация», чтобы включить функцию чата, затем «Сохранить».

Ваш веб-браузер устарел. Обновите свой браузер сейчас, чтобы лучше работать с этим сайтом. https://browser-update.org/update-browser.html

апр. 2021

• Производительность ПК
• Личное хранилище
• USB-накопители
• SSD
• Карты памяти

Дом блога

Что такое NAND?

NAND — это энергонезависимая флэш-память, которая может хранить данные, даже если она не подключена к источнику питания. Возможность сохранять данные при отключении питания делает NAND отличным вариантом для внутренних, внешних и портативных устройств. USB-накопители, твердотельные накопители и SD-карты используют технологию флэш-памяти, обеспечивая память для таких устройств, как мобильный телефон или цифровая камера.

На рынке представлено несколько типов NAND. Проще говоря, каждый тип отличается количеством битов, которые могут храниться в ячейке. Биты представляют электрический заряд, который может содержать только одно из двух значений, 0 или 1, вкл/выкл.

Основные различия между типами NAND заключаются в стоимости, емкости и долговечности. Срок службы определяется количеством циклов программного стирания (P/E), которое может пройти флэш-ячейка, прежде чем она начнет изнашиваться. Цикл P/E — это процесс стирания и записи ячейки, и чем больше циклов P/E может выдержать технология NAND, тем выше срок службы устройства.

Распространенными типами флэш-памяти NAND являются SLC, MLC, TLC и 3D NAND. В этой статье обсуждаются различные характеристики каждого типа NAND.

SLC NAND

Плюсы: высочайшая износостойкость — Минусы: высокая стоимость и низкая емкость

Одноуровневая ячейка (SLC) NAND хранит только 1 бит информации на ячейку. Ячейка хранит либо 0, либо 1, и в результате данные могут записываться и извлекаться быстрее. SLC обеспечивает наилучшую производительность и высочайшую надежность благодаря 100 000 циклов P/E , поэтому он прослужит дольше, чем другие типы NAND. Однако низкая плотность данных делает SLC самым дорогим типом NAND и поэтому редко используется в потребительских товарах. Обычно он используется для серверов и других промышленных приложений, требующих скорости и надежности.

MLC NAND

Плюсы: Дешевле, чем SLC — Минусы: Медленнее и менее выносливы, чем SLC

Многоуровневая ячейка (MLC) NAND хранит несколько битов в ячейке, хотя термин MLC обычно соответствует 2 битам на ячейку. MLC имеет более высокую плотность данных, чем SLC, поэтому может производиться с большей емкостью. MLC имеет хорошее сочетание цены, производительности и выносливости. Однако MLC более чувствителен к ошибкам данных с 10 000 циклов P/E и, следовательно, имеет меньшую износостойкость по сравнению с SLC. MLC обычно встречается в потребительских товарах, где выносливость менее важна.

TLC NAND

Плюсы: Самая дешевая и большая емкость — Минусы: Низкая надежность

Трехуровневая ячейка (TLC) NAND хранит 3 бита на ячейку. Добавляя больше битов на ячейку, это снижает стоимость и увеличивает емкость. Однако это оказывает негативное влияние на производительность и выносливость: всего 3000 циклов P/E . Многие потребительские товары будут использовать TLC, поскольку это самый дешевый вариант.

3D NAND

За последние десять лет 3D NAND стала одной из крупнейших инноваций на рынке флэш-памяти. Производители флэш-памяти разработали 3D NAND, чтобы решить проблемы, с которыми они столкнулись при уменьшении масштаба 2D NAND, чтобы достичь более высокой плотности при меньших затратах. В 2D NAND ячейки, в которых хранятся данные, располагаются горизонтально, бок о бок. Это означает, что объем пространства, на котором могут быть размещены ячейки, ограничен, и попытка уменьшить размеры ячеек снижает их надежность.

Поэтому производители NAND решили размещать ячейки в другом измерении, что привело к появлению 3D NAND, в котором ячейки расположены вертикально. Более высокая плотность памяти позволяет увеличить емкость хранилища без значительного увеличения цены. 3D NAND также обеспечивает большую выносливость и меньшее энергопотребление.

В целом NAND является чрезвычайно важной технологией памяти, поскольку она обеспечивает быстрое стирание и запись при более низкой стоимости бита. С ростом игровой индустрии технология NAND стремится к дальнейшему развитию, чтобы помочь потребителям удовлетворить постоянно растущие потребности в хранении данных.

#Кингстонс тобой

Разница между твердотельными накопителями SLC, MLC, TLC и QLC NAND: какой из них лучше?

Если вам нужна первоклассная система, особенно для игр или создания контента, то твердотельный накопитель абсолютно необходим. Однако, прежде чем отправиться на охоту, вы должны знать, что искать. Существует несколько различных типов твердотельных накопителей. Что касается основных ячеек хранения SSD, у вас есть SLC, MLC, TLC и QLC. Из них TLC является наиболее популярным, хотя QLC в конечном итоге заменит их. Что касается ввода-вывода, есть SATA и NVMe.

Наконец, новейшие твердотельные накопители также основаны на технологии 3D NAND/VNAND. Это может сильно запутать выбор одного конкретного SSD. Разберем все эти термины.

SLC, MLC, TLC и QLC: это ячейки памяти

В жестких дисках дорожки являются строительными блоками памяти хранилища. В SSD та же функциональность обеспечивается ячейками. Ячейка, по сути, является схемой затвора. Сколько памяти может хранить каждая ячейка, зависит от типа ячеек, которые использует SSD. Наиболее популярными являются SLC, MLC, TLC и QLC. Они обозначают однослойную ячейку, многослойную ячейку, трехслойную ячейку и четырехслойную ячейку.

• Жесткие диски и твердотельные накопители: что лучше для игр: скорость, надежность, срок службы и цена

Как следует из названий, ячейки твердотельных накопителей SLC могут хранить только один бит на ячейку. MLC хранит два, TLC хранит три и QLC хранит четыре. Хотя может показаться, что ситуация «чем больше, тем лучше», здесь это не совсем так. Проще всего увеличить емкость (при той же цене) с помощью дисков QLC, поскольку для того же объема хранилища им требуется в 1/4 меньше ячеек, чем для диска SLC.

Больше не всегда лучше

Запись нескольких битов в одну ячейку занимает больше времени. Это также влияет на долговечность SSD. Это означает, что твердотельные накопители SLC на самом деле являются самыми быстрыми и надежными. Но они существенно дороже. Большинство коммерческих твердотельных накопителей имеют технологию TLC, которая предлагает разумный компромисс между производительностью, надежностью и стоимостью.

Существует конечное количество раз, когда ячейка может быть прочитана и записана, прежде чем она перестанет работать . Обычно это несколько сотен тысяч операций чтения и записи, известных как TBW (Всего записанных терабайт). Однако это означает, что у твердотельных накопителей есть конечный предел удобства использования, даже если для достижения этого может потребоваться несколько лет. В наши дни диски SLC практически не существуют, а MLC ограничен несколькими высокопроизводительными центрами обработки данных.

TLC является наиболее популярным и в сочетании с 3D NAND предлагает очень хороший баланс между производительностью, долговечностью и ценой. Сейчас QLC стали популярными, и хотя они все еще отстают от TLC по скорости и долговечности, они все же немного дешевле. Это привело к тому, что многие OEM-производители используют их в готовых ПК. Таким образом, прежде чем купить его, обязательно проверьте долговечность (TBW или максимальное количество записанных терабайт) диска и сравните его с другими вариантами на основе TLC. Даже если диск (вышедший из строя) находится в течение гарантийного срока, поставщик может отказаться заменить его, если он превысил значение TBW.

Возможности подключения: SATA или NVMe: что такое M.2?

Вы могли заметить эти термины в описаниях твердотельных и жестких дисков. Они кажутся страшными, но на самом деле это не так. Два из них просто относятся к типу используемого входного разъема. SATA — это и разъем, и интерфейс. Это старый, устаревший стандарт, и все обычные жесткие диски используют его.

Основным ограничивающим фактором является то, что максимальная скорость передачи SATA составляет 600 МБ/с . Это не проблема с жесткими дисками, поскольку их максимальная скорость составляет менее 200 МБ/с. Но твердотельные накопители SATA будут значительно медленнее, чем их теоретическая максимальная скорость. 9С другой стороны, скорость чтения твердотельных накопителей 0039 NVMe легко превышает 3500 МБ/с, а диски PCIe Gen 4 — 7000 МБ/с. Кроме того, диски на основе SATA могут одновременно выполнять только одну функцию: чтение или запись, а не обе одновременно. Твердотельные накопители M.2 на базе NVMe могут.

Еще одно ключевое различие между SATA и NVMe касается очереди команд или параллелизма. SATA использует расширенный интерфейс хост-контроллера (AHCI), который может обрабатывать 32 ожидающие команды в одной очереди. NVMe, с другой стороны, допускает до 64 тысяч очередей, , и каждая очередь может содержать до 64 тысяч команд одновременно. В то же время NVMe потребляет меньше ресурсов ЦП, чем SATA, из-за его более простой сложности и простой реализации.

NVMe работает так же, как многоядерный процессор, разделяя более длинные задачи на более мелкие фрагменты, которые занимают меньше времени и могут выполняться параллельно. Производительность до 440 000 операций ввода-вывода в секунду при произвольном чтении и 360 000 операций ввода-вывода в секунду при произвольной записи при глубине очереди 32.

С другой стороны, каждая система может иметь ограниченное количество твердотельных накопителей NVMe, поскольку количество PCIe в большинстве потребительских ПК варьируется от 16 до 24, при этом графические процессоры используют до 16, а пара используется сетевыми адаптерами. Это оставляет место только для 2-3 дисков NVMe на настольном ПК. Для сравнения, большинство ПК среднего и высокого класса могут легко вместить до 8 твердотельных накопителей SATA.

M.2 — это просто более новый тип соединения. Он вставляется прямо в материнскую плату через разъем M.2 и может быть подключен к шине SATA или PCIe. Твердотельные накопители M.2 SATA меньше и тоньше, но по-прежнему обеспечивают скорость SATA. Между тем, твердотельные накопители M.2 NVMe подключаются через линии PCIe на материнской плате и меньше, тоньше и намного быстрее. Если вам нужно самое быстрое хранилище, вам подойдет твердотельный накопитель NVMe с подключением через M.2.

3D NAND и VNAND: это слои

Что происходит, когда вокруг вас не остается места? Вы поднимаетесь. Это в основном то, что делает 3D NAND. Традиционно ячейки NAND располагались в 2D. Чем больше количество ячеек, тем больше емкость накопителя (увеличение памяти на чип). Но, как показало нам прекращение действия закона Мура, существует предел того, насколько сильно можно сжимать кремний.

Итак, поскольку в 2D нет места для ячеек, мы начинаем складывать их друг на друга.