NAND Flash SLC, MLC, TLC, QLC'nin farklı derecelerdeki SSD Yongaları arasındaki farkı anlayın

NAND Flash'ın tam adı, kalıcı bir bellek aygıtına (Geçici Olmayan Bellek Aygıtı) ait olan Flash Bellek'tir.Yüzen kapı transistör tasarımına dayanmaktadır ve yükler yüzen kapı aracılığıyla mandallanır.Yüzen geçit elektriksel olarak izole edildiğinden, geçide ulaşan elektronlar voltaj kesildikten sonra bile hapsedilir.Flaşın uçucu olmamasının mantığı budur.Veriler bu tür cihazlarda saklanır ve güç kapatılsa bile kaybolmaz.
Farklı nanoteknolojiye göre NAND Flash, SLC'den MLC'ye, ardından TLC'ye geçiş yaşadı ve QLC'ye doğru ilerliyor.NAND Flash, büyük kapasitesi ve hızlı yazma hızı nedeniyle eMMC/eMCP, U disk, SSD, otomobil, Nesnelerin İnterneti ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

SLC (İngilizce tam adı (Tek Düzeyli Hücre – SLC), tek düzeyli bir depolamadır
SLC teknolojisinin özelliği, yüzer kapı ile kaynak arasındaki oksit filminin daha ince olmasıdır.Veri yazarken, yüzer kapının yüküne bir voltaj uygulanarak ve daha sonra kaynaktan geçirilerek depolanan yük ortadan kaldırılabilir.yani yalnızca 0 ve 1'lik iki voltaj değişimi 1 bilgi birimini, yani 1 bit/hücreyi depolayabilir; bu, yüksek hız, uzun ömür ve güçlü performans ile karakterize edilir.Dezavantajı kapasitenin düşük ve maliyetin yüksek olmasıdır.

MLC (İngilizce tam adı Multi-Level Cell – MLC) çok katmanlı bir depolamadır
Intel (Intel), MLC'yi ilk kez Eylül 1997'de başarıyla geliştirdi. İşlevi, iki birim bilgiyi bir Yüzen Kapıya (flaş bellek hücresinde yükün depolandığı kısım) depolamak ve ardından farklı potansiyellerin yükünü kullanmaktır (Seviye). ), Bellekte saklanan voltaj kontrolü sayesinde doğru okuma ve yazma.
Yani, 2 bit/hücre, her hücre birimi 2 bit bilgi depolar, daha karmaşık voltaj kontrolü gerektirir, 00, 01, 10, 11 şeklinde dört değişiklik vardır, hız genellikle ortalamadır, ömür ortalamadır, fiyat ortalamadır, yaklaşık 3000 — 10000 kez silme ve yazma ömrü. MLC, çok sayıda voltaj derecesi kullanarak çalışır, her hücre iki bit veri depolar ve veri yoğunluğu nispeten büyüktür ve bir seferde 4'ten fazla değer depolayabilir.Bu nedenle MLC mimarisi daha iyi depolama yoğunluğuna sahip olabilir.

TLC (İngilizce tam adı Trinary-Level Cell) üç katmanlı bir depolamadır
TLC hücre başına 3 bittir.Her hücre birimi, MLC'den 1/2 daha fazla veri depolayabilen 3 bitlik bilgiyi depolar.000'den 001'e kadar 8 çeşit voltaj değişimi vardır yani 3bit/hücre.8LC diye adlandırılan Flash üreticileri de var.Gerekli erişim süresi daha uzun olduğundan aktarım hızı daha yavaştır.
TLC'nin avantajı fiyatının ucuz olması, megabayt başına üretim maliyetinin en düşük olması ve fiyatının ucuz olması, ancak ömrünün kısa olması, yalnızca 1000-3000 silme ve yeniden yazma ömrü kadar olması, ancak yoğun şekilde test edilen TLC parçacıkları SSD'nin Normalde 5 yıldan fazla kullanılabilir.

QLC (İngilizce tam adı Dört Seviyeli Hücre) dört katmanlı depolama birimi
QLC, dört katmanlı bir depolama birimi olan 4 bit/hücre olan 4 bit MLC olarak da adlandırılabilir.Voltajda 16 değişiklik vardır ancak kapasite %33 artırılabilir, yani yazma performansı ve silme ömrü TLC'ye göre daha da azalacaktır.Spesifik performans testinde Magnezyum deneyler yaptı.Okuma hızı açısından her iki SATA arayüzü de 540 MB/S'ye ulaşabiliyor.QLC yazma hızında daha kötü performans gösteriyor çünkü P/E programlama süresi MLC ve TLC'den daha uzun, hız daha yavaş ve sürekli yazma hızı 520 MB/s'den 360 MB/s'ye, rastgele performans 9500 IOPS'den 5000'e düştü IOPS, neredeyse yarı yarıya kayıp.

Not: Her Hücre biriminde ne kadar çok veri depolanırsa, birim alan başına kapasite de o kadar yüksek olur, ancak aynı zamanda farklı voltaj durumlarında bir artışa yol açar, bu da kontrol edilmesi daha zor olur, dolayısıyla NAND Flash çipinin kararlılığı kötüleşir ve hizmet ömrü kısalır; her birinin kendine göre avantajları ve dezavantajları vardır.

(NAND Flash okuma ve yazma ömrü yalnızca referans amaçlıdır)
Dört tip NAND flash belleğin performansının farklı olduğunu görmek zor değil.SLC'nin birim kapasitesi başına maliyeti, diğer NAND flash bellek parçacıkları türlerine göre daha yüksektir, ancak veri saklama süresi daha uzundur ve okuma hızı daha hızlıdır;QLC daha büyük kapasiteye ve daha düşük maliyete sahiptir, ancak düşük güvenilirliği ve uzun ömürlülüğü nedeniyle eksikliklerin ve diğer eksikliklerin hala daha geliştirilmesi gerekmektedir.

Üretim maliyeti, okuma ve yazma hızı ve hizmet ömrü açısından dört kategorinin sıralaması şöyledir:
SLC>MLC>TLC>QLC;
Mevcut ana akım çözümler MLC ve TLC'dir.SLC, yüksek hızlı yazma, düşük hata oranı ve uzun dayanıklılık özellikleriyle temel olarak askeri ve kurumsal uygulamalara yöneliktir.MLC esas olarak tüketici sınıfı uygulamaları hedeflemektedir, kapasitesi SLC'den 2 kat daha yüksektir, düşük maliyetlidir, USB flash sürücüler, cep telefonları, dijital kameralar ve diğer hafıza kartları için uygundur ve günümüzde tüketici sınıfı SSD'de de yaygın olarak kullanılmaktadır. .

NAND flash belleği, farklı mekansal yapılara göre 2 boyutlu yapı ve 3 boyutlu yapı olmak üzere iki kategoriye ayrılabilir.Kayan geçit transistörleri esas olarak 2D FLASH için kullanılırken, 3D flaş esas olarak CT transistörlerini ve kayan geçidi kullanır.Yarı iletkendir, CT bir yalıtkandır, ikisi doğa ve prensip bakımından farklıdır.Fark şudur:

2 boyutlu yapı NAND Flash
Bellek hücrelerinin 2 boyutlu yapısı yalnızca çipin XY düzleminde düzenlenmiştir, dolayısıyla 2 boyutlu flaş teknolojisini kullanarak aynı levhada daha yüksek yoğunluk elde etmenin tek yolu işlem düğümünü küçültmektir.
Dezavantajı ise NAND flaşındaki hataların daha küçük düğümler için daha sık olmasıdır;Ayrıca kullanılabilecek en küçük işlem düğümünün de bir sınırı vardır ve depolama yoğunluğu yüksek değildir.

3 boyutlu yapı NAND Flash
Depolama yoğunluğunu artırmak için üreticiler, Z düzlemindeki bellek hücrelerini aynı plaka üzerinde istifleyen 3D NAND veya V-NAND (dikey NAND) teknolojisini geliştirdi.

3D NAND flash'ta bellek hücreleri, 2D NAND'da yatay diziler yerine dikey diziler olarak bağlanır ve bu şekilde yapılanma, aynı yonga alanı için yüksek bit yoğunluğunun elde edilmesine yardımcı olur.İlk 3D Flash ürünleri 24 katmandan oluşuyordu.