具有TLC和MLC存储器的SSD磁盘

巨大的闪存热潮发生在2004年至2005年之间 ，这是两个因素共同导致的每兆字节价格快速下降。智能手机和SSD磁盘开始减少的地方，但是随着时间的流逝，我们获得了更具吸引力的价格，尽管最近看来它们并不是因为工作而他们又提高了价格。您是否想知道TLC与MLC存储器之间的区别？我们会解释您需要了解的所有内容！

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具有TLC与MLC存储器的SSD驱动器

首先是生产和制造商之间竞争的残酷增加，这推低了价格。除了三星和东芝等巨头外，甚至英特尔和AMD也在制造闪存方面投入了大量资金。

第二个是引入MLC（多层单元）技术 ，其中每个单元继续存储两位而不是一位。这要归功于使用中间电压。 MLC技术已由不同的制造商或多或少地同时实施，并将每兆字节的成本降低了一半，但相反，它导致了闪存芯片的性能降低和降级更快。。

如今， MLC芯片已在绝大多数USB记忆棒，存储卡和SSD中使用。传统的每单元存储一位的芯片被称为“ SLC”（单级单元），其生产目的是服务于高性能固态驱动器的市场（特别是用于服务器市场）。尽管价格昂贵得多，但它们提供了更好的性能并且更耐用 。

在另一个极端，我们配备了配备TLC芯片的单元，该单元每个单元存储3位，而不是像MLC那样存储2位，因此每GB的制造成本降低了33％以上 。另一方面，使用更多的中间电压会导致芯片比MLC退化得更快。

MLC和TLC之间的区别

实际上，MLC和TLC芯片上的单元之间没有物理差异。在这两种情况下， 生产技术几乎相同，但两者之间存在差异……而且芯片的编程方式也不同。使MLC和TLC芯片比SLC便宜的是一个简单的算术问题：16 GB的NAND芯片可以产生16 GB的SLC芯片，32 GB的MLC芯片或TLC芯片。 48 GB。

假设芯片的总成本为24美元，那么在MLC上每GB的成本为0.75美元，在FTA上仅为0.50美元。如果您是一家有兴趣以低价出售大容量SSD的制造商，那么显然这两种选择中的哪一种对您更具吸引力。

最大的问题不仅在于耐用性，还在于芯片本身的性能，随着使用更多位而降低。在MLC芯片上花费50 µs的读取操作在TLC芯片上花费100 µs或更多。

同时，在MLC芯片上花费900 µs或更长时间的写操作在TLC上花费超过2000 µs的时间，从而导致与驱动器的读写速度成正比的下降。

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但是，最大的问题是耐久性 。 MLC芯片在50纳米中的寿命仅为10, 000个周期，而在TLC芯片中，在50纳米中的寿命为2500次操作。

即使使用当前驱动程序所采用的扇区和其他技术来延长驱动器的使用寿命，基于25nm TLC芯片的128GB SSD在其整个生命周期中也只能携带96TB的记录，从而限制了驱动器的使用寿命。它的用途非常大。为了进行比较，基于34nm MLC芯片的128GB磁盘将携带640TB磁盘。

MLC磁盘的使用寿命相对较低，但是如果我们考虑闪存在其他领域所提供的巨大优势，则仍然可以接受。但是，TLC驱动器的使用将受到限制，并且在许多使用情况下，几年后可能会耗尽。我的意思是，他们还不错，好吗？但是它们的质量较差。

具有TLC内存的SSD完全适合普通用户。但是MLC具有更高的质量，并且出现在制造商的顶级产品中。

许多制造商已经能够通过使用更好的驱动程序和使用更高百分比的SSD来弥补闪存性能和可靠性的下降，但这并没有消除制造商正在生产更差的闪存芯片的核心问题。在每一代中， 仅在成本方面取得进步 。

多层单元（MLC）

MLC是当今大多数固态驱动器使用的标准。该首字母缩写词代表“ 多级单元” ，用于描述能够在每个单元中存储2位数据的 NAND闪存。

TLC是这项技术的发展，它允许每个单元存储3位数据 ，而单层单元（SLC）每个单元仅存储一位数据。每个人都有优点和缺点，我们将在后面看到。

MLC类型今天非常普遍，它由一个过程组成，该过程使用差分电压使存储单元存储两位（理论上，可以存储更多位），而不是像SLC那样仅存储一位。

得益于MLC技术，闪存设备的成本得以降低，甚至以更低的价格提供了更多产品，例如USB记忆棒和智能手机。

三级电池（TLC）

名称本身就表明了这一点：TLC类型每个单元存储3位，因此，可以存储在单元中的数据量大大增加 。这是我们市场上最新的标准。

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但是，与MLC技术相比， 性能也较低 ，毕竟，我们用三个位获得了八个可能的值，这就是为什么电压种类更多的原因：000、001、010、011、100、101、110和111。

在这里，主要好处是增加了存储空间，因为TLC存储器通常比MLC芯片慢，而MLC芯片的性能又比SLC技术差。

即使这样，TLC和MLC存储器也比硬盘驱动器快，这就是为什么在大多数应用中都可以使用它们的原因：在许多情况下，它不能补偿拥有相当快的SSD，但不能提供以下功能：足够的存储空间。

优点和缺点是什么？

采用TLC技术的固态驱动器的最大优势在于其最低的价格。这是因为采用该技术的驱动器密度更高，可以在相同的空间量下存储更多数据。换句话说，它们最终具有更高的成本效率。但这就像生活中的一切一样，都是有代价的。

采用TLC技术的固态驱动器最终不如MLC型号那么快或那么耐用 。因此，不适用于专业用途。

实际上，TLC固态驱动器更适合家庭用户。对于这些类型的用户，至少在绝大多数情况下，没有明显的性能差异。

在不丢失数据存储能力的情况下，您支持多少个记录周期？

显然，单元支持的写周期数会影响其使用寿命。但幸运的是，这不是唯一的因素。还有两个非常重要的方面：修改单元格中包含的值的频率（读取值的频率对使用寿命没有影响）和大容量存储单元的容量（在我们的情况下）（来自安装了SSD的固态硬盘或固态设备）。

记录操作频率的重要性是显而易见的：在支持很少使用的单元的一万次写周期或存储静态数据的单元中，写操作的频率很小。因此，此单元的使用寿命将比安装在用于存储动态数据的驱动器中的另一个单元的寿命长得多，该驱动器的值经常更改，并且必须始终重写。

包含在其中的控制器与数据存储在SSD上的存储库一样重要，该控制器用作SSD磁盘和计算机之间的接口。这是决定数据将存储在哪个单元中的控制器。

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在SSD不断普及的最近几年中，确定将要使用哪些单元的算法已得到完善。较新的控制器试图尽可能均匀地分布SSD上可用单元的读取操作，以防止某些单元接收比其他单元更多的写入操作。

在使用SSD的早期，驱动器的容量相对较小。 1TB驱动器现已上市。好吧，如果可以分配写操作的单元总数大大增加，则与该增加成正比地降低了每个单元被覆盖的频率。

因此，就其使用寿命而言 ， SSD容量的重要性。但是，基于MLC的设备的使用寿命却比基于SLC的设备要短得多。

另一个重要的区别是执行写入操作的速度。尽管这次，读操作不会干扰。毕竟，要测量电压，只需将传感器应用于电势差的点即可。但是就写作而言，情况有所不同。

可以看出，这种类型的存储单元可以存储八个不同的值（000 ₂ = 010至1112 = 710）。简单的观察足以表明，当可能值的数量增加时，“写入”一个值（调整电压电平）要复杂得多（因此要慢得多）。并且，通过增加电压范围，能量消耗增加。

温度问题

直到最近，内存模块一直在散热 ，但这从来都不是问题。但是，涉及多层闪存时，情况有所不同。

毕竟，它们在高频下工作并使用相对较高的电压，这是散热的两个重要因素，因此会导致芯片温度升高 。

当涉及MLC存储器时，这一点尤其微妙，其中识别存储值的内部电压阈值数量更多。

这是因为过高的温度会干扰这些阈值，从而修改存储的值并完全损害内存的可靠性。

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结果是，绝对不建议将这种类型的内存保持在很高的工作温度下 。因此，某些设备（例如，某些三星SSD）具有温度传感器 ，在温度高于20％的情况下，它们会减慢写入速度（与往常一样，读数对散热的影响很小） 70摄氏度，并且只有当电池组冷却到此极限值以下时，才恢复正常运行。

单级存储器（SLC）更耐高温 。这是因为因为它只能采用两种状态之一，所以容差远大于温度稍微改变电压阈值的程度，因此存储值不会改变。

因此，价格昂贵但耐高温的单电池固态硬盘被归类为“工业”，而必须在较低温度范围内运行的MLC被归类为“商业”。

结论

MLC比TLC具有更长的使用寿命，因为与具有较小误差范围的8种电压状态相比，它更容易区分4种可能的电压状态。这也是为什么TLC SSD便宜并且我们在中低端SSD中找到它的原因。

我们现在知道，基于MLC内存的SSD比TLC昂贵，可以承受较低的数据密度，速度更快，并且可以承受更高的温度，更长的寿命并消耗更少的功率。您如何看待一切？阅读文章后，您已经告诉我们您的印象了！

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