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QLC与TLC Flash有什么不同

* 来源 : * 作者 : * 发表时间 : 2017-08-02 * 浏览 : 176

不要光想着价格,QLC与TLC快闪记忆体有什么不同?
   

在这个网路时代,游戏、电影、照片等资料越来越大,硬碟容量将会面临前所未有的挑战。虽然传统的机械硬碟可以解决容量问题,但是速度太慢、体验糟糕,并不是最好的个人储存解决方案。我们渴求大容量的SSD,不过超过TB大容量SSD动不动就上万元的售价,对于支付能力有限的用户实际上没有太大意义。SSD的成本主要来自于快闪记忆体,TLC快闪记忆体虽然能够达成TB容量,可惜价格未能下降。只有不断开发新类型的快闪记忆体,解决容量与价格的矛盾,才能让SSD真正在大资料时代发挥应有作用。

此时,QLC 快闪记忆体应运而生。目前,东芝和威腾电子先后宣布成功开发以四比特单元为基底的3D NAND快闪记忆体晶片,即QLC快闪记忆体,这也意味着QLC SSD将要来临。那么,它与TLC快闪记忆体又有什么区别,能否取代TLC成为SSD主流快闪记忆体之选?

先来了解一下什么是TLC 以及QLC快闪记忆体?

TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell(每个Cell单元储存3个资料,有8个状态,有八种不同电压状态)。主要特点:成本低,容量大,但速度慢,寿命短,约500-1000次擦写寿命。但随着技术的成熟,寿命问题已经得到改善(约1500-2000次擦写寿命),并成为目前快闪记忆体颗粒中的最主流产品。

QLC=Quad-Level Cell,即4bit/cell(每个Cell单元储存4个资料,有16个状态,具体如上图,有十六种不同电压状态)。相比于TLC来说,成本比更低,容量更大,而可靠、稳定性及寿命则更差些(之前几年预计的理论可读写100-150次),不过目前东芝宣称,他们的QLC NAND拥有多达1000次左右的P/E程式设计擦写回圈,几乎已经和TLC快闪记忆体旗鼓相当。

注:每Cell单元储存资料越多,单位面积容量就越高,但同时导致不同电压状态越多,越难控制,导致颗粒稳定性越差,寿命低,有利有弊。

不得不承认,TLC快闪记忆体的出现大大提升了SSD的容量,并在一定程度上降低了SSD的价格。不过,依旧没解决SSD价格的难题,大容量SSD仍旧贵。小容量SSD+大容量HDD的存储方案,终究没有单纯大容量SSD来得好。

当QLC 快闪记忆体诞生,也许既廉价又拥有超大容量的SSD将从理想变为现实。

QLC与TLC之间的区别:

1、寿命

前段时间,东芝称其QLC NAND拥有多达1000次左右的P/E程式设计擦写回圈,打破100-150次魔咒,可以与TLC快闪记忆体颗粒寿命想媲美。如果真的达到这个标准,那么QLC SSD就能够“理直气壮”进入市场了。

1000次寿命,对于普通人来说,也没有那么可怕。一般人平均每天的写入量很少能超过10GB,那么我们就假设是10GB,120GB QLC SSD,写入寿命达到120 TB。假设写入放大系数则假定为3,甚至5,那么三年之内很难写坏它。且QLC快闪记忆体拥有高容量,也意味着其在QLC驱动器中可通过超额配置以延长产品本身的有效寿命。

目前TLC SSD在质量保证期间普遍达到3年,有的质量保证期间甚至达到5年。那么QLC 寿命问题又有什么好担心?

2、稳定性

QLC快闪记忆体是储存4位元电荷,有16种状态,而TLC储存3位元电荷,有8种状态 。这意味着QLC快闪记忆体单位存储密度更大,是TLC的2倍,单颗晶片可达到256GB甚至512GB。但是,也因如此,QLC快闪记忆体的电压更难控制,干扰更复杂,而这些问题都会影响QLC快闪记忆体的性能、可靠性及稳定性。不过有TLC这个活生生的案例在前面,解决起来会更容易一些。

3、成本

虽然QLC只是在TLC的电子单元内增加了一个比特位,但其所要求的技术含量却非常高。因为不仅要在原有的基础上增加一个比特单位,还需要双倍的精准度才能保有足够高的稳定性以及性能。不过,一旦解决了所有技术上的难题,随着SSD容量的大幅增加,其所需要的单位成本也会相应降低。

4、容量

东芝的QLC的技术已经可以实现每快闪记忆体颗粒768Gb(96GB)的容量,相比之TLC颗粒的 512Gb有了更大提升。如果采用16颗粒封装,那么可以实现单颗晶片封装达到1.5TB的容量,容量达到目前单颗最大。如果一块SSD采用八颗这样的新品,总容量可以达到惊人的12TB。

 

写在最后:

虽说目前QLC 快闪记忆体不过刚正式出现在人们的视线中,其在速度、寿命、稳定性等方面可能会比TLC差,但是更便宜的成本、更大容量的优势是无法忽视的。随着技术的不断发展和成熟,QLC像当年TLC一样从不被接纳到广泛认可也是早晚的事情.

其实不管是TLC还是QLC,只要价格够便宜、容量够大、速度够快、寿命有保障,总会获得消费者的喜欢,赢得属于自己的市场。

而对于HDD来说,QLC的出现将带来更大的威胁。或许真正QLC SSD普及之时,才是HDD 跟我们说再见的时候。