ເຂົ້າໃຈຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງປະເພດຕ່າງໆຂອງ SSD Chips ຂອງ NAND Flash SLC, MLC, TLC, QLC

ຊື່ເຕັມຂອງ NAND Flash ແມ່ນ Flash Memory, ເຊິ່ງເປັນຂອງອຸປະກອນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາທີ່ບໍ່ມີການລະເຫີຍ (Non-volatile Memory Device).ມັນແມ່ນອີງໃສ່ການອອກແບບ transistor ປະຕູເລື່ອນ, ແລະຄ່າບໍລິການແມ່ນ latched ຜ່ານປະຕູເລື່ອນໄດ້.ເນື່ອງຈາກປະຕູເລື່ອນໄດ້ຖືກແຍກດ້ວຍໄຟຟ້າ, ດັ່ງນັ້ນອີເລັກໂທຣນິກທີ່ໄປຮອດປະຕູໄດ້ຖືກຕິດຢູ່ເຖິງແມ່ນວ່າຫຼັງຈາກແຮງດັນໄຟຟ້າຖືກໂຍກຍ້າຍ.ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນສໍາລັບການບໍ່ປ່ຽນແປງຂອງແຟດ.ຂໍ້ມູນຖືກເກັບໄວ້ໃນອຸປະກອນດັ່ງກ່າວ ແລະຈະບໍ່ສູນເສຍເຖິງແມ່ນວ່າຈະປິດໄຟກໍຕາມ.
ອີງຕາມ nanotechnology ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, NAND Flash ໄດ້ປະສົບກັບການປ່ຽນແປງຈາກ SLC ກັບ MLC, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໄປ TLC, ແລະກໍາລັງກ້າວໄປສູ່ QLC.NAND Flash ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນ eMMC/eMCP, U disk, SSD, ລົດໃຫຍ່, Internet of Things ແລະຂົງເຂດອື່ນໆເນື່ອງຈາກຄວາມອາດສາມາດຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະຄວາມໄວການຂຽນໄວ.

SLC (ຊື່ເຕັມພາສາອັງກິດ (Single-Level Cell – SLC) ແມ່ນການເກັບຮັກສາລະດັບດຽວ
ລັກສະນະຂອງເທກໂນໂລຍີ SLC ແມ່ນວ່າແຜ່ນ oxide ລະຫວ່າງປະຕູເລື່ອນແລະແຫຼ່ງແມ່ນ thinner.ເມື່ອຂຽນຂໍ້ມູນ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ເກັບໄວ້ສາມາດຖືກລົບລ້າງໂດຍການໃຊ້ແຮງດັນໄຟຟ້າໃຫ້ກັບຄ່າຂອງປະຕູເລື່ອນແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຜ່ານແຫຼ່ງ., ນັ້ນແມ່ນ, ພຽງແຕ່ສອງການປ່ຽນແປງແຮງດັນຂອງ 0 ແລະ 1 ສາມາດເກັບຮັກສາ 1 ຫນ່ວຍຂໍ້ມູນຂ່າວສານ, ນັ້ນແມ່ນ, 1 bit / ເຊນ, ເຊິ່ງມີລັກສະນະໄວ, ຊີວິດຍາວແລະປະສິດທິພາບທີ່ເຂັ້ມແຂງ.ຂໍ້ເສຍແມ່ນວ່າຄວາມອາດສາມາດຕ່ໍາແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແມ່ນສູງ.

MLC (ຊື່ເຕັມພາສາອັງກິດ Multi-Level Cell – MLC) ເປັນການເກັບຮັກສາຫຼາຍຊັ້ນ
Intel (Intel) ທໍາອິດທີ່ປະສົບຜົນສໍາເລັດໃນການພັດທະນາ MLC ໃນເດືອນກັນຍາ 1997. ຫນ້າທີ່ຂອງມັນແມ່ນເກັບຂໍ້ມູນສອງຫນ່ວຍເຂົ້າໄປໃນ Floating Gate (ສ່ວນທີ່ການເກັບຄ່າຈະຖືກເກັບໄວ້ໃນ flash memory cell), ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນນໍາໃຊ້ຄ່າບໍລິການຂອງທ່າແຮງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (ລະດັບ. ), ການອ່ານແລະການຂຽນທີ່ຖືກຕ້ອງໂດຍຜ່ານການຄວບຄຸມແຮງດັນທີ່ເກັບໄວ້ໃນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ.
ນັ້ນແມ່ນ, 2bit / cell, ແຕ່ລະຫ້ອງເກັບຂໍ້ມູນ 2bit, ຕ້ອງການການຄວບຄຸມແຮງດັນທີ່ສັບສົນຫຼາຍ, ມີສີ່ການປ່ຽນແປງຂອງ 00, 01, 10, 11, ຄວາມໄວໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນສະເລ່ຍ, ຊີວິດສະເລ່ຍ, ລາຄາແມ່ນສະເລ່ຍ, ປະມານ. 3000—10000 ເທື່ອຂອງການລົບແລະການຂຽນ life.MLC ເຮັດວຽກໂດຍການນໍາໃຊ້ລະດັບແຮງດັນໄຟຟ້າຈໍານວນຫລາຍ, ແຕ່ລະເຊນເກັບຂໍ້ມູນສອງບິດ, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຂໍ້ມູນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງໃຫຍ່, ແລະສາມາດເກັບຮັກສາຫຼາຍກ່ວາ 4 ຄ່າຕໍ່ຄັ້ງ.ດັ່ງນັ້ນ, ສະຖາປັດຕະຍະກໍາ MLC ສາມາດມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການເກັບຮັກສາທີ່ດີກວ່າ.

TLC (ຊື່ເຕັມພາສາອັງກິດ Trinary-Level Cell) ເປັນການເກັບຮັກສາສາມຊັ້ນ
TLC ແມ່ນ 3bit ຕໍ່ຕາລາງ.ແຕ່ລະຫນ່ວຍບໍລິການເກັບຂໍ້ມູນ 3bit, ເຊິ່ງສາມາດເກັບຂໍ້ມູນຫຼາຍກວ່າ MLC 1/2.ມີ 8 ປະເພດຂອງການປ່ຽນແປງແຮງດັນຈາກ 000 ຫາ 001, ນັ້ນແມ່ນ, 3bit / ເຊນ.ຍັງມີຜູ້ຜະລິດ Flash ທີ່ເອີ້ນວ່າ 8LC.ໄລຍະເວລາການເຂົ້າເຖິງທີ່ຕ້ອງການດົນກວ່າ, ດັ່ງນັ້ນຄວາມໄວການໂອນແມ່ນຊ້າລົງ.
ປະໂຫຍດຂອງ TLC ແມ່ນລາຄາຖືກ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດຕໍ່ megabyte ຕ່ໍາສຸດ, ແລະລາຄາຖືກ, ແຕ່ຊີວິດສັ້ນ, ພຽງແຕ່ປະມານ 1000-3000 erasing ແລະ rewriting ຊີວິດ, ແຕ່ TLC particles SSD ການທົດສອບຢ່າງຮຸນແຮງສາມາດ ໃຊ້ໄດ້ປົກກະຕິຫຼາຍກວ່າ 5 ປີ.

QLC (ຊື່ເຕັມພາສາອັງກິດ Quadruple-Level Cell) ໜ່ວຍເກັບຂໍ້ມູນສີ່ຊັ້ນ
QLC ຍັງສາມາດເອີ້ນວ່າ 4bit MLC, ຫນ່ວຍເກັບຂໍ້ມູນສີ່ຊັ້ນ, ນັ້ນແມ່ນ, 4bits/cell.ມີ 16 ການປ່ຽນແປງຂອງແຮງດັນ, ແຕ່ຄວາມອາດສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນ 33%, ນັ້ນແມ່ນ, ການປະຕິບັດການຂຽນແລະຊີວິດການລົບຈະຫຼຸດລົງຕື່ມອີກເມື່ອທຽບກັບ TLC.ໃນການທົດສອບການປະຕິບັດສະເພາະ, Magnesium ໄດ້ເຮັດການທົດລອງ.ໃນແງ່ຂອງຄວາມໄວການອ່ານ, ທັງສອງຂອງການໂຕ້ຕອບ SATA ສາມາດບັນລຸ 540MB / S.QLC ປະຕິບັດຄວາມໄວການຂຽນໄດ້ບໍ່ດີ, ເພາະວ່າເວລາການຂຽນໂປລແກລມ P/E ຂອງມັນຍາວກວ່າ MLC ແລະ TLC, ຄວາມໄວຈະຊ້າລົງ, ແລະຄວາມໄວການຂຽນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແມ່ນຈາກ 520MB/s ຫາ 360MB/s, ການປະຕິບັດແບບສຸ່ມຫຼຸດລົງຈາກ 9500 IOPS ເປັນ 5000. IOPS, ການສູນເສຍເກືອບເຄິ່ງຫນຶ່ງ.

PS: ການເກັບຮັກສາຂໍ້ມູນຫຼາຍໃນແຕ່ລະຫນ່ວຍ Cell, ຄວາມອາດສາມາດຕໍ່ຫນ່ວຍງານຈະສູງ, ແຕ່ໃນເວລາດຽວກັນ, ມັນນໍາໄປສູ່ການເພີ່ມຂື້ນຂອງລັດແຮງດັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊິ່ງມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຄວບຄຸມ, ດັ່ງນັ້ນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຊິບ NAND Flash. ຮ້າຍແຮງກວ່າເກົ່າ, ແລະຊີວິດການບໍລິການກໍ່ສັ້ນລົງ, ແຕ່ລະຄົນມີຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງຕົນເອງ.

(NAND Flash ອ່ານແລະຂຽນຊີວິດແມ່ນສໍາລັບການອ້າງອີງເທົ່ານັ້ນ)
ມັນບໍ່ຍາກທີ່ຈະເຫັນວ່າການປະຕິບັດຂອງສີ່ປະເພດຂອງ NAND flash memory ແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ.ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕໍ່ຄວາມອາດສາມາດຂອງຫນ່ວຍງານ SLC ແມ່ນສູງກວ່າຂອງປະເພດອື່ນໆຂອງ NAND flash memory particles, ແຕ່ເວລາເກັບຮັກສາຂໍ້ມູນຂອງມັນແມ່ນຍາວກວ່າແລະຄວາມໄວໃນການອ່ານໄວ;QLC ມີ​ຄວາມ​ອາດ​ສາ​ມາດ​ຂະ​ຫນາດ​ໃຫຍ່​ແລະ​ຄ່າ​ໃຊ້​ຈ່າຍ​ຕ​່​ໍ​າ​, ແຕ່​ເນື່ອງ​ຈາກ​ຄວາມ​ຫນ້າ​ເຊື່ອ​ຖື​ຕ​່​ໍ​າ​ແລະ​ຄວາມ​ຍາວ​ນານ​ແລະ​ຂໍ້​ບົກ​ຜ່ອງ​ອື່ນໆ​ຍັງ​ຈໍາ​ເປັນ​ຕ້ອງ​ໄດ້​ຮັບ​ການ​ພັດ​ທະ​ນາ​ຕື່ມ​ອີກ​.

ຈາກທັດສະນະຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດ, ຄວາມໄວໃນການອ່ານແລະຂຽນແລະຊີວິດການບໍລິການ, ການຈັດອັນດັບຂອງສີ່ປະເພດແມ່ນ:
SLC>MLC>TLC>QLC;
ການແກ້ໄຂທົ່ວໄປໃນປະຈຸບັນແມ່ນ MLC ແລະ TLC.SLC ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນແນໃສ່ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທາງທະຫານແລະວິສາຫະກິດ, ດ້ວຍການຂຽນຄວາມໄວສູງ, ອັດຕາຄວາມຜິດພາດຕ່ໍາ, ແລະຄວາມທົນທານຍາວ.MLC ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນແນໃສ່ແອັບພລິເຄຊັນລະດັບຜູ້ບໍລິໂພກ, ຄວາມອາດສາມາດສູງກວ່າ SLC 2 ເທົ່າ, ລາຄາຖືກ, ເໝາະສຳລັບ USB flash drive, ໂທລະສັບມືຖື, ກ້ອງດິຈິຕອລ ແລະ ກາດໜ່ວຍຄວາມຈຳອື່ນໆ, ແລະຍັງຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນ SSD ລະດັບຜູ້ບໍລິໂພກໃນທຸກມື້ນີ້. .

NAND flash memory ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດ: ໂຄງສ້າງ 2D ແລະໂຄງສ້າງ 3D ຕາມໂຄງສ້າງທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.transistors ປະຕູເລື່ອນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຕົ້ນຕໍສໍາລັບການ 2D FLASH, ໃນຂະນະທີ່ແຟດ 3D ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ CT transistors ແລະປະຕູເລື່ອນ.ເປັນ semiconductor, CT ເປັນ insulator, ທັງສອງແມ່ນແຕກຕ່າງກັນໃນລັກສະນະແລະຫຼັກການ.ຄວາມແຕກຕ່າງແມ່ນ:

ໂຄງສ້າງ 2D NAND Flash
ໂຄງສ້າງ 2D ຂອງເຊນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາໄດ້ຖືກຈັດລຽງພຽງແຕ່ຢູ່ໃນຍົນ XY ຂອງຊິບ, ດັ່ງນັ້ນວິທີດຽວທີ່ຈະບັນລຸຄວາມຫນາແຫນ້ນທີ່ສູງຂຶ້ນໃນ wafer ດຽວກັນໂດຍໃຊ້ເທກໂນໂລຍີແຟດ 2D ແມ່ນການຫົດຕົວຂອງຂະບວນການ.
ຂໍ້ເສຍແມ່ນວ່າຄວາມຜິດພາດໃນ NAND flash ແມ່ນເລື້ອຍໆສໍາລັບຂໍ້ນ້ອຍ;ນອກຈາກນັ້ນ, ຍັງມີຂໍ້ຈໍາກັດຕໍ່ຂະບວນການທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດທີ່ສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການເກັບຮັກສາບໍ່ສູງ.

ໂຄງສ້າງ 3D NAND Flash
ເພື່ອເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການເກັບຮັກສາ, ຜູ້ຜະລິດໄດ້ພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີ 3D NAND ຫຼື V-NAND (ແນວຕັ້ງ NAND), ເຊິ່ງ stacks ຈຸລັງຫນ່ວຍຄວາມຈໍາໃນ Z-plane ໃນ wafer ດຽວກັນ.

ໃນ 3D NAND flash, ຈຸລັງຫນ່ວຍຄວາມຈໍາໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ເປັນສາຍຕັ້ງແທນທີ່ຈະເປັນສາຍຕາມແນວນອນໃນ 2D NAND, ແລະການກໍ່ສ້າງດ້ວຍວິທີນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງສໍາລັບພື້ນທີ່ຊິບດຽວກັນ.ຜະລິດຕະພັນ 3D Flash ທໍາອິດມີ 24 ຊັ້ນ.