MLS, TLS a SLC SSD – který z nich preferovat. Typy SSD disků, co jsou SSD disky a jaké jsou jejich rozdíly

Mnoho nadšenců je zaujatých k problematice paměťových technologií, existuje příliš mnoho dohadů a úhlů pohledu. Jak být normálním uživatelem? Zkusme na to přijít. Začněme zkratkami SLC, MLC a TLC. Jednoduše označují, kolik bitů informací je uloženo v každé buňce. SLC (Single Level Cells) ukládají jeden bit. Buňky MLC (Multi Level Cell) mají dva bity, buňky TLC (Triple Level Cell) mají tři bity. Technologie MLC samozřejmě z definice popisuje všechny případy, kdy jsou v buňce uloženy dva nebo více bitů. Můžeme tedy mluvit o 2bitovém MLC nebo 3bitovém MLC, v druhém případě dostaneme ekvivalent TLC.

Proč ukládat do buněk více než jeden bit? Důvod spočívá v hustotě záznamu, protože při stejném počtu buněk může MLC paměť uložit dvakrát více informací než SLC. A v případě TLC mechaniky je o 50 % více informací než u MLC. Na rozdíl od pevných disků je cena SSD vysoce závislá na dostupné kapacitě. Mnoho pevných disků pro různé kapacitní možnosti spoléhá na stejný počet ploten, jen „mladší“ modely nevyužívají celou jejich plochu – je to dáno nízkou cenou výroby magnetických ploten. Ale polovodičové flash paměťové čipy jsou mnohem dražší na výrobu, takže zdvojnásobení kapacity téměř zdvojnásobí náklady.

Porovnání různé struktury 2D a 3D paměti (zdroj Samsung)

Jaké jsou nevýhody? Buňka totiž neukládá bity, ale elektrony. Čím více elektronů, tím vyšší napětí. Napětím tak může být kódováno několik stavů buněk. V případě SLC jsou takové stavy 2 1, tedy dva. Rozpoznání těchto dvou stavů je velmi snadné - elektrony v buňce buď chybí, nebo jsou v maximálním množství. TLC buňky mají již 2 3 stavy, tedy osm. Kromě „minimálního napětí“ a „maximálního napětí“ je nutné rozpoznat dalších šest stavů, a to při zachování potřebné spolehlivosti ukládání informací. TLC je tedy velmi vážný technický problém, programování takových buněk trvá déle, takže se snižuje výkon. Životnost paměťových buněk je omezená, časem ztrácejí schopnost spolehlivě ukládat naprogramovaný stav. A v případě osmi stavů k takové ztrátě spolehlivosti dochází dříve než v případě pouze dvou nebo čtyř stavů. Proto je životnost paměti TLC nižší.

Na druhou stranu výrobci neustále vylepšují své řadiče, zlepšují zpracování signálu a korekci chyb, což kompenzuje kratší životnost TLC buněk. Pro jednoduchý příklad Samsung SSD 840 EVO je vybaven 19nm TLC pamětí, 250GB verze při extrémní zátěži vydrží více než deset let (dle specifikací JEDEC je zápis 40GB/den).

Porovnání 2D a 3D velikostí (

Pokud si přejete, můžete najít jemnosti technologického procesu výroby flash paměti na stránkách specializovaných na recenze SSD. Můj článek je zaměřen na širší čtenářskou obec a má dva cíle:

1. Zvedněte závoj přes vágní specifikace zveřejněné na stránkách výrobců a obchodů SSD.
2. Odstraňte otázky, které můžete mít při studiu technických charakteristik paměti různých jednotek a čtení recenzí napsaných pro "železné" geeky.

Co je uvedeno ve vlastnostech SSD

Říká vám něco tento obrázek?
http://oszone.net/user_img/vadblog/ssd-nand01.png
Dobře, řekněme, že Yandex.Market není nejspolehlivějším zdrojem informací. Pojďme na stránky výrobců – stalo se to jednodušší?
http://oszone.net/user_img/vadblog/ssd-nand02.png
Možná to bude jasnější?
http://oszone.net/user_img/vadblog/ssd-nand03.png
A pokud ano?
http://oszone.net/user_img/vadblog/ssd-nand04.png
Nebo je to ještě lepší? :)
http://oszone.net/user_img/vadblog/ssd-nand05.png

Výrobci pamětí NAND

Intel / Micron
- Hynix
- Samsung
- Toshiba/SanDisk

Intel a Micron sdílejí stejné místo na seznamu z nějakého důvodu. Vyrábí NAND na stejných technologiích jako součást společného podniku IMFT.
http://oszone.net/user_img/vadblog/ssd-nand06.png

V předním závodě v americkém státě Utah se stejná paměť vyrábí pod značkami těchto dvou společností v téměř stejném poměru. Z továrny v Singapuru, kterou nyní ovládá Micron, mohou paměti pocházet také pod značkou její dceřiné společnosti SpecTek.

Všichni výrobci SSD nakupují NAND od výše uvedených společností, takže různé disky mohou mít prakticky stejnou paměť, i když je jejich značka odlišná.
__________________________________

Zdálo by se, že v této situaci s pamětí by mělo být vše jednoduché. Existuje však několik typů NAND, které jsou zase rozděleny podle různých parametrů, což vnáší zmatek.

Typy paměti NAND: SLC, MLC a TLC

SLC je nejstarší ze tří technologií a moderní SSD s touto NAND najdete jen stěží. Většina disků nyní obsahuje MLC a TLC je nové slovo na trhu s pamětí SSD.
http://www.oszone.net/user_img/vadblog/ssd-nand07_mini_oszone.png

Obecně se TLC dlouho používá v USB flash discích, kde výdrž paměti nemá praktický význam. Nové technologické postupy zlevňují gigabajt TLC NAND u SSD disků a přitom poskytují přijatelný výkon a životnost, což logicky zajímá všechny výrobce.

__________________________________
Zajímavé je, že zatímco širokou veřejnost znepokojuje omezený počet cyklů zápisu SSD, s vývojem technologií NAND se tento parametr pouze snižuje!
__________________________________

Za prvé, moje výpočty byly založeny na přemrštěném 10x multiplikátoru pro zvýšení hlasitosti záznamu, který je v praxi několikanásobně nižší. Profilové stránky to často hodnotí 2-3x a ještě méně pro řadiče SandForce, které používají kompresi dat při zápisu.

Za druhé, nejde jen o počet přepisovacích cyklů a násobitel. Řadič může být osazen technologiemi navrženými pro snížení fyzické zátěže paměťových buněk při čtení a zápisu přizpůsobením se dodávanému napětí.

__________________________________
Výrobní objemy TLC NAND pro SSD jsou stále malé, a tak není divu, že první náznak přišel od společnosti, která má vlastní výrobu pamětí.
__________________________________

Soudě podle recenzí a testů si Samsung 840 vedl dobře, zejména ve srovnání s předchozí generací MLC disků.
http://oszone.net/user_img/vadblog/ssd-nand09_mini_oszone.png

Mimochodem, tento pohon se vyznačuje velkou rezervní plochou, určenou k prodloužení životnosti TLC. Králem výkonu se v roce 2012 stal Samsung 840 Pro s 21nm Toggle Mode MLC na palubě.

Rozhraní MLC NAND: ONFi a Toggle Mode

__________________________________
Oba disky jsou vybaveny pamětí Intel-Micron 25nm MLC NAND. Ale hlavní rozdíl je zvýrazněn v tabulce: pro první pohon je tato paměť synchronní a pro druhý je asynchronní!
__________________________________

I přes minimální rozdíl ve výkonových specifikacích předčí disk se synchronní pamětí svého kolegu téměř ve všech aspektech benchmarků (název Force GT se v tabulce u odkazu nezobrazuje, ale je to ono).

Jak vidíte, výrobci se neohánějí klíčovými rozdíly mezi hnacími řadami, ale to lze pochopit z ceny. SSD s asynchronní pamětí se prodávají o něco levněji, protože jejich cena je nižší než u synchronních. Marketingová pozice na webu může často sloužit jako indikátor (produktivnější jednotky jsou v seznamu výše).
http://oszone.net/user_img/vadblog/ssd-nand12_mini_oszone.png

Řada Vertex 4 používá synchronní paměť Intel Micron 25nm MLC, zatímco Agility 4 používá asynchronní paměť.

Paměť MLC NAND: 2.x

Koncem roku se však na trhu objevil disk Intel 335 s pamětí Intel 20nm MLC NAND, který již odpovídal specifikacím ONFi 2.3. Přechod na nový technologický proces nepřináší výkonnostní dividendy, protože šířka pásma rozhraní je stále omezena na 200 MB/s.
http://oszone.net/user_img/vadblog/ssd-nand13.png

Specifikace ONFi 2.3 obsahuje podporu protokolu EZ-NAND, který je navržen pro zlepšení opravy chyb (ECC), jejíž úroveň se zvyšuje se zmenšováním velikosti paměťových buněk. K tomu však musí být do NAND zabudován samostatný řadič. V Intel 335 chybí, takže tento model lze považovat za „přechodný“.

__________________________________
Menší velikost 20nm paměťových buněk navíc vyvolala pochybnosti o výdrži NAND vyrobené touto technologií!
__________________________________

Intel to hodnotí shodně jako 25nm NAND při 3000 cyklech zápisu. Záruční doba je 3 roky, jako u Intel 330 se stejnými objemy zápisu 20 GB za den.

Tak či onak, jelikož Intel a Micron přecházejí na 20nm proces, je logické očekávat v roce 2013 výskyt disků s takovou pamětí pod různými značkami.

Paměť MLC NAND 2.x: 3K vs 5K

V souladu s tím se taková paměť liší v ceně, což umožňuje výrobcům SSD diverzifikovat jejich diskové řady. Rozdíl mezi Intel SSD 330 a 520 je pouze zdroj NAND a pro vás se to samozřejmě promítá do dvou let záruky a ceny navíc.

Záruční doba disku tedy závisí na výdrži paměti v něm nainstalované.

Paměť MLC NAND: Toggle Mode 2.0 vs. Synchronous ONFi 2.x

Jak můžete vidět, ostatní věci jsou stejné, paměť Toggle Mode na papíře vypadá rychleji než ONFi 2.x v sekvenčním zápisu a náhodném čtení. V zásadě to potvrdily benchmarky, přesto se na ně podívejte sami (například AnandTech 120Gb, 240Gb).

Jak určit konkrétní typ paměti na SSD

Žádný program neukazuje typ paměti. Tyto informace lze nalézt v recenzích jednotek, ale existuje kratší cesta, zvláště když potřebujete porovnat několik kandidátů na nákup.

__________________________________
Na specializovaných stránkách najdete databáze SSD a zde je příklad.
__________________________________

Paměťové specifikace svých disků jsem tam našel bez problémů, s výjimkou SanDisku P4 (mSATA) nainstalovaného v tabletu.

Které SSD má nejlepší paměť

Výrobci NAND se dají spočítat na prstech jedné ruky
- moderní disky SSD používají dva typy NAND: MLC a TLC, které teprve nabývají na síle
- MLC NAND se liší v rozhraních: ONFi (Intel, Micron) a Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
- ONFi MLC NAND se dělí na asynchronní (levnější a pomalejší) a synchronní (dražší a rychlejší)
- Výrobci SSD používají paměti různých rozhraní a typů, čímž vytvářejí rozmanitou škálu pro každý rozpočet
- oficiální specifikace zřídka obsahují konkrétní informace, ale databáze SSD vám umožňují přesně určit typ NAND.

V takové zoologické zahradě samozřejmě nemůže být jednoznačná odpověď na otázku položenou v podtitulu. Bez ohledu na značku disku NAND vyhovuje deklarovaným specifikacím, jinak nemá smysl pro OEM kupovat (na SSD dávají záruku).

Nicméně ... představte si, že vás léto potěšilo nebývalou úrodou jahod v zemi!
http://oszone.net/user_img/vadblog/ssd-nand15.png

Je to všechno šťavnaté a sladké, ale tolik se toho sníst prostě nedá, a tak se rozhodnete prodat nějaké bobule, které jste si natrhali.

__________________________________
Necháte si ty nejlepší jahody pro sebe nebo je dáte do prodeje? :)
__________________________________

Dá se předpokládat, že výrobci NAND instalují do svých disků nejlepší paměti. Vzhledem k omezenému počtu NAND společností je seznam výrobců SSD ještě kratší:

Crucial (divize Micronu)
- Intel
- Samsung

Opět je to jen předpoklad, nepodložený spolehlivými fakty. Ale jednali byste na místě těchto společností jinak?

Trojrozměrná paměť MLC 3D NAND - další stupeň ve vývoji pevných disků. Výhody a perspektivy této technologie pro blízkou budoucnost.

Jak víte, SSD-disky informací jsou vyráběny pro domácí použití, hlavně dvou typů: MLC a TLC. Soudit, co je lepší - MLC nebo TLC - nedává moc smysl, protože každý typ má své výhody a nevýhody.

V poslední době se při výrobě polovodičových pamětí začala využívat technologie trojrozměrné tvorby buněk – 3D NAND. To nám umožňuje překonat hlavní problém - omezení velikosti krystalu na délku a šířku. Při trojrozměrném uspořádání jsou vrstvy buněk na sobě navrstveny a jejich hustota se výrazně zvyšuje.

Zároveň se také zvyšuje množství paměti, kterou lze umístit do jednoho krystalu. Navíc se také zvyšuje rychlost přenosu informací mezi buňkami, protože jsou umístěny hustěji. Vše však není tak jednoduché.

Technologie NAND pěstuje vrstvy buněk na substrátu napařováním polovodičů. Adresy buněk se získávají právě na průsečíku bitových čar a řetězců z buněk. To znamená, že takový krystal vypadá jako vafle. V technologii 3D NAND je také nutné propojit vertikální vrstvy. K tomu se po vytvoření vrstvy vyleptají otvory, kterými jsou vrstvy navzájem spojeny.

Tyto otvory musí být velmi přesně umístěny, přísně svislé, nesmí se nikde odchylovat ani kroutit. V současné době existují limity na počet nátěrů, které mohou moderní stroje mořit. Poměr výšky vertikálního kanálu k jeho šířce je stále mezi 30:1 a 40:1. Počet vrstev, které lze na sebe naskládat a vyleptat se svislými otvory v nich, je tedy 32 nebo 48.

Leptání otvorů v poměru 60:1 bude vyžadovat nové stroje, ale pouze to umožní vytvoření 3D NAND paměťových čipů s 64 buněčnými vrstvami.

3D MLC - co dál

Brzy se ale objevily první 3D MLC NAND disky, které ukládaly pouze 2 bity do jedné buňky a umožňovaly urychlit práci a zvýšit spolehlivost. Mimochodem, trojrozměrná MLC 3D paměť také spotřebovává méně energie, takže její využití se bude jen rozšiřovat.

Další vývoj technologie 3D NAND, jako je MLC, bude probíhat dvěma způsoby:

• zvýšení počtu vrstev;
• skládání 2 nebo více 3D matic do jedné struktury.

Druhá cesta již slouží k vytvoření 96vrstvých MLC 3D NAND čipů spojením dvou 48vrstvých matic. Tato metoda se nazývá stringová technologie a v zásadě umožňuje propojit více než 2 matice. Ale zatímco náklady na takové disky neospravedlňují investice do jejich výroby.

Při výběru nového SSD disku se uživatelé potýkají s mnoha vlastnostmi, které jim nejsou známé. Tento článek bude hovořit o tom, jaké typy paměti existují, stejně jako jejich výhody a nevýhody.

Typy SSD pamětí pro domácí použití

Tyto jednotky používají paměť založenou na čipu, která se dělí na několik typů:

• Podle kombinace čtení/zápisu má většina z nich typ NAND
• SLC- typ paměti, ve které je v buňce zaznamenán pouze 1 bit informace
• MLC- v modulu je několik bitů informací. TLC také odkazuje na tento typ, ukládá pouze 3 bity dat, může být také označován jako 3bitový MLC nebo jinak MLC-3

Srovnání MLC a TLC - což je lepší

To však není vždy případ a skutečný výkon závisí na několika faktorech:

• Mohou mít stejnou rychlost přenos dat, pokud jsou připojeny přes sata-3, také některé TLC připojené přes PCI-E mohou pracovat rychleji než jejich protějšky MLC připojené přes stejné rozhraní.
• V závislosti na výrobci a modelové řadě se může spotřeba i záruční doba u těchto typů pamětí poměrně výrazně lišit, a to i v případě, že je pár porovnávaných modelů přibližně ve stejné cenové kategorii.

Před nákupem byste si tedy měli zhruba představit, k čemu bude disk sloužit a jaké jsou potřebné rychlosti a vlastnosti. Není třeba brát drahý model, pokud je samotný počítač starý a nepoužívají se na něm programy náročné na zdroje. Za úvahu také stojí, že při překonání určité prahové hodnoty začíná TLC převažovat z hlediska charakteristik. Další věc je, že pokud investujete hodně peněz do aktualizace, musíte jasně pochopit, pro jaké cíle se to dělá. Levné modely jsou vhodné i pro rychlé načítání OS a jednoduché hry.

Jiné typy SSD paměti

Můžete také najít jména V-NAND, 3D NAND, 3D TLC. Znamená to, že paměťové buňky v jednotce jsou uspořádány v několika vrstvách a ne v jedné, jak se obvykle dělá.

U jednobitové paměti se to dá ospravedlnit, ale u MLC je takové řešení diskutabilní. Přesto výrobci experimentují a vyrábějí různé modely s různými hardwarovými konfiguracemi.

Při výběru SSD byste měli vycházet především z úkolů, které se na něm plánují provést, a za druhé z rozpočtu. Existují modely, které mají vysokou rychlost, velké množství paměti a nízkou spotřebu a přitom jsou velmi spolehlivé. Ale ani moc nestojí. Možností je však na trhu mnoho, stačí nejen špičkové od známých firem, ale i budgetové modely od méně slavných bratrů. Nebude tedy těžké vybrat si nosič podle svého vkusu a peněženky.

Při výběru externí paměti pro domácí počítač se uživatelé často ptají, co je lepší - MLC nebo TLC., parametry uvedené v charakteristikách měniče.

Externí SSD disky se staly známým doplňkem téměř každého počítače, protože se snadno používají, snadno se připojují k USB vstupům, ukládají obrovské množství informací a jsou kompaktní. Málokdy se stane, že si uživatel koupí další magnetický disk, aby rozšířil množství paměti, protože je mnohem dražší než externí a vy jste mučeni, abyste jej připojili.

Častějším problémem se proto stává výběr mezi SSD disky na trhu. V tomto případě si dávají pozor na parametry MLC a TLC, které výrazně ovlivňují cenu.

Je třeba poznamenat, že někdy můžete najít další parametr - SLC. Pohony, které mají tento parametr ve svých technických specifikacích, jsou znatelně dražší a jsou méně obvyklé, protože uživatelé obvykle hledají velké disky za nízkou cenu. Záhadná označení parametrů tedy udávají pouze počet bitů uložených v jedné paměťové buňce disku:

• SLC - Single Levell Cell - 1 bit informace na buňku;
• MLC - Multi Level Cell - 2 bity na buňku;
• TLC - Triple Level Cell - 3 bity.

Je jasné, že hustota informací u TLC disků je vyšší než u MLC nebo SLC, takže tento parametr je častější u největších disků. Proč jsou mezi disky se stejnou pamětí TLC levnější než MLC? Jde o to, že hustota záznamu není nejdůležitějším parametrem kvality disku. Důležitá je také rychlost zápisu a mazání informací a počet cyklů zápisu.

Disky MLC mají přibližně o 50 % rychlejší časy vymazání než disky TLC a trojnásobný počet přepisovacích cyklů. U disků se starou technologií SLC jsou parametry ještě lepší. Mají 3krát kratší dobu mazání než TLC a počet cyklů je 100krát větší. Náklady na výrobu 1 GB paměti pomocí technologie TLC jsou však mnohem nižší než při použití technologií MLC a SLC.

Než se tedy rozhodnete, co je lepší, TLC nebo MLC, měli byste sami pochopit, proč kupujete externí paměť.

Pokud se na disk budou ukládat důležité informace, které se navíc často přepisují, pak je lepší volit dražší MLC disky. Pokud potřebujete jen velké množství externí paměti řekněme na archiv hudby nebo filmů, pak si můžete pořídit větší a levnější TLC disk, který vydrží 5-6 let s poměrně častým přepisováním.

Počet přepisovacích cyklů u TLC disků je v průměru asi 1000. U MLC toto číslo dosahuje 3000, takže jeho spolehlivost je při častém používání vyšší. Pro nejdůležitější úkoly a informace se obvykle používají tradiční magnetické HDD, které dokonce selhávají postupně, a ne náhle. Proto se HDD disky používají jako systémové disky. Jejich cena je ale poměrně vysoká.

Níže je uvedena tabulka oblíbených modelů disků TLC a MLC se srovnávacími funkcemi a cenami:

Velká 3D NAND MLC a TLC paměť

Nové technologie umožňují zvýšit hustotu paměťových buněk v jediném čipu a učinit SSD disky kapacitnějšími. Příkladem takových novinek je technologie 3D NAND, kterou již někteří výrobci představili.

Přestože první hromadné čipy byly typu TLC, . Objemové uspořádání buněk umožňuje zvýšit výkon, ale musíte pochopit, že v 3D NAND jsou v jedné buňce MLC stále uloženy pouze 2 bity informací, to znamená, že se v tomto ohledu neliší od předchozí struktury.

Hlavní výhodou nových 3D NAND disků je vyšší hustota buněk, a tedy kompaktnější velikost. V mnoha situacích je tato výhoda klíčová, i když spolehlivost a cykly zápisu jsou nižší než u SLC disků.

Náklady na 3D SSD jsou stále o něco vyšší než 2D SSD se srovnatelnými kapacitami:

Důvodem je omezený počet výrobců schopných používat technologii NAND. Je však nepravděpodobné, že by se v průběhu času cena hromadných SSD příliš změnila, protože taková výroba umožňuje značné úspory surovin, i když vyžaduje značné počáteční náklady.