SSD на основе флэш-памяти NAND становятся все более и более признанными в качестве одного из необходимых аксессуаров для установки. Жесткие диски жесткого диска становятся все более свободными, если не в течение последних двух лет, чипы памяти испытывают двухлетнее повышение цен. В 2018 году на рынке должны быть доступны 480-512 ГБ твердотельных накопителей, а спрос на SSD-емкость также возрастает. QTL flash также появилась после того, как TLC доминировал на рынке SSD.
В июле прошлого года Toshiba анонсировала флеш-память QLC с базовой мощностью 768 Гбит и создала новую запись для емкости NAND. В конце мая этого года Micron анонсировала собственную флеш-память Intel QLC и представила новый жесткий диск серии 5210 ION, официально коммерциализированный. QLC, но его появление вызвало множество людей с подозрениями, многие читатели задают вопросы о производительности и надежности флеш-памяти QLC и даже думают, что это регресс. Так что же такое правда?
Прежде чем понимать флеш-память QLC, мы вначале кратко расскажем о различиях, преимуществах и недостатках различных типов флэш-памяти NAND.
Основной принцип флэш-памяти NAND: емкость QLC, но производительность также ухудшилась
Флэш-память NAND основана на том, сколько битов информации ячейки памяти могут затем применяться к различным напряжениям для реализации хранения информации. Многие люди знают, что флэш-память NAND имеет точки SLC, MLC и TLC. Теперь, когда есть больше флэш-памяти QLC, какая разница между ними? это?
SLC: Полное имя Одноуровневая ячейка, каждый ячейковый блок хранит 1 битную информацию, то есть только 0, 1 два вида изменений напряжения, структура проста, контроль напряжения также быстр, что отражает характеристики долговечности, высокой производительности, ресурса P / E при 1 Между 10 000 и 100 000 раз недостатком является то, что емкость низкая, а стоимость высокая. В конце концов, блок Cell может хранить только 1 бит информации.
ДОК: Полное имя - многоуровневая ячейка, на самом деле это соответствует SLC, флэш-память NAND, отличная от SLC, - тип MLC, и мы часто говорим, что MLC относится к 2-битным MLC.
Каждая ячейка хранит 2 бита информации. Существует четыре варианта напряжений 000, 01, 10 и 11. Поэтому для этого требуется более сложное управление напряжением, чем SLC, и процесс повышения давления занимает больше времени. Это означает, что производительность записи снижается. Надежность также снизилась, жизнь P / E варьируется от 3000 до 5000 раз в зависимости от процесса, а некоторые даже ниже.
ТСХ: Это ячейка Trinary-Level, точно 3bit MLC В каждой ячейке хранится 3 бита информации. Напряжение изменяется от 000 до 111. Нагрузка увеличивается на 1/3 по сравнению с MLC. Стоимость ниже, но архитектура сложнее, время программирования P / E больше, а скорость записи медленнее. Время жизни / E также уменьшается до 1000-3000 раз, а часть ситуации будет ниже.
Теперь включен QLC - это четырехъядерная ячейка или 4-битный MLC Есть 16 изменений напряжения от 0000 до 1111, а емкость увеличилась на 33%. Однако производительность записи снизит ресурс P / E.
Как мы можем понять эти технологические изменения? Мы можем привести простой пример: подумайте о флэш-памяти NAND в качестве общежития в университете. Флэш-память SLC эквивалентна докторантуре, часто одной комнате, поэтому стоимость высокая, но врачи могут лучше работать, а MLC Флэш-память - это общежитие мастера, с двумя людьми в одной комнате, стоимость значительно сокращается, но исследования мастера естественно лучше, чем докторанты.
TLC - общежитие для трех человек. QLC - это общежитие с четырьмя людьми, которое может быть популярным профессиональным школьным шлаком. Боевая сила намного хуже, чем предыдущие три, но это также студент колледжа.
По сравнению с производительностью флеш-памяти QLC и флэш-памяти TLC производительность записи еще больше уменьшается
Специфично для производительности, Micron сделал подробную интерпретацию, первая скорость чтения не намного хуже, чем флэш-память TLC, и в интерфейсе SATA может достигать скорости 540 Мбайт / с, флеш-память QLC в основном невелика в скорости записи, потому что она рождается P / E больше, чем MLC, TLC, медленнее, скорость непрерывной записи снижается с 520 Мбайт / с до 360 МБ / с, случайная производительность снижается с 9500 IOPS до 5000 IOPS, потери почти наполовину.
В то же время время MTTF между отказами сократилось с 3 миллионов часов до 2 миллионов часов. Производительность и надежность не снизились.
23D, технология QLC-флэш-памяти Благословение технологии 3D-стека, вспышка QLC натолкнулась на хорошее время
Так же, как флэш-память TLC была протестирована, когда она впервые появилась, ухудшение производительности и надежности являются неизбежными недостатками флеш-памяти QLC. Должны ли мы беспокоиться о флэш-памяти QLC или отклонять флеш-память QLC?
Интуитивно это должно быть так, но нам также необходимо понять, что флэш-память NAND теперь входит в эпоху 3D NAND. В отличие от эпохи 2D NAND флэш-память QLC в эпоху 3D NAND также отличается от флеш-памяти QLC в эпоху 2D NAND. Это решается технологическими маршрутами обеих сторон.
В эпоху 2D-флэш-памяти 2D NAND производители должны постоянно совершенствовать технологию NAND-процессов, чтобы добиться повышения емкости NAND. Поэтому NAND ввела 30-нм, 20 нм и 10 нм эры с 50 нм в предыдущие годы.
Этот процесс продолжается, как обновление процессора, преимущество увеличивается плотность транзисторов, улучшенная емкость памяти NAND, снизить затраты, но и делает технологию NAND улучшения средства для блокировки электронов тонкого слоя диоксида кремния, в результате чего надежности ухудшилась, частота ДОК, ТСХ, QLC флэш-ступенчато увеличивается через слой диоксида кремния, приведет к истончению слоя оксида, поэтому Р / Е непрерывно уменьшается срок службы.
Но в эпоху 3D NAND, NAND повысить производительность зависит не от миниатюрной технологии процесса, но по количеству слоев стека, поэтому процесс становится менее важным, производители NAND еще до того, как процесс может быть использован, например, первое использование флэш-памяти от Samsung 3D NAND Или 40-нм процесс, надежность намного выше, чем процесс 20 нм, 10 нм.
Из-за этого QLC-флеш выиграл отличную обработку от TLC. Флэш-память TLC по-прежнему доступна в эпоху 2D-флэш-памяти 2D NAND, поэтому она испытала много времени на жизнь, тест производительности, начальный выпуск TLC flash P / E life - всего 100-150 Times, не может видеть вообще, но Micron, Intel представила QLC-вспышку напрямую с использованием технологии 3D NAND, жизнь P / E достигла 1000 раз, полностью без потери текущей флэш-памяти 3D TLC.
Возможно, вы не заметили, что этот первоначальный запуск 5210 ION HDD предназначен для корпоративного рынка, а не для потребительского рынка. У первого есть более высокая надежность, чем потребительский рынок. Intel и Micron делают это на флеш-памяти QLC. Жизнь, надежность и уверенность.
Кроме того, время жизни P / E не является постоянным. Благодаря достижениям технологии NAND и улучшенным методам коррекции ошибок ожидаемая продолжительность жизни P / E будет возрастать. Флэш-память TLC постепенно увеличивалась с менее чем 500 до 1000 и более. Высокий уровень, надежность подтверждена, QLC также будет такой же.
Потребности в хранении изменились, и приближается эпоха сверхпроизводительных SSD
Появление флэш-памяти QLC требует, чтобы производители NAND постоянно сокращали затраты. Однако основная проблема заключается в том, что спрос на рынке меняется. Обычно мы полагаем, что требования к хранению - это память, SSD и жесткий диск, а производительность постепенно снижается, а пропускная способность постепенно повышается. увеличилось.
Но теперь есть еще один SCM (системный уровень хранения) между памятью и SSD. Это то, что NVDIMM-память Intel выпустила несколько дней назад. Его производительность ниже, чем у DDR4, но она выше, чем у SSD, и в то же время она не теряет данные. ,
Также будет дополнительный уровень между SSD и HDD. Это SSD с большой емкостью. Терабайты все находятся на начальном уровне, а в то же время кусок торта достигнет 10 ТБ в будущем. Однако производительность этого супер-емкостного SSD лучше, чем у существующей флеш-памяти MLC, TLC. Жесткий диск, его цель - жесткий диск жесткого диска.
Правильно, когда флэш-память QLC производится массово, скорость записи на жестком диске SSD, используемая ею, может составлять около 200-300 МБ / с, но 5000 + случайная производительность записи по-прежнему намного выше, чем жесткий диск жесткого диска, а емкость может достигать 10 -100TB.
Toshiba ранее описала это в флеш-памяти QLC. Производительность 100TB QLC flash SSD аналогична производительности массива из 12 жестких дисков на жестких дисках емкостью 8 ТБ, каждый из которых составляет 3000 Мбайт / с, но случайная производительность 50K IOPS намного лучше, чем у жестких дисков. В то же время потребление энергии в режиме ожидания на 0,1 Вт намного ниже, чем у 96 Вт жесткого диска. Это также является причиной того, что Micron впервые выпустила флеш-память QLC на корпоративном рынке. В этой части жесткого диска QLC жесткий диск HDD.
Прежде чем Micron прогнозировал 2021 год, средняя емкость SSD может достигать 597 ГБ, что звучит не очень высоко, но они также прогнозируют, что каждый пользователь ПК будет использовать в среднем 4 SSD. Это не означает, что мы покупаем 4 SSD с емкостью 600 ГБ. Это может быть такая комбинация - 480 / 512GB MLC или QLC жесткий диск в качестве основного диска, системы установки и обычно используемого программного обеспечения.
В то же время в качестве накопительных дисков для хранения фильмов или игр будут установлены флэш-накопители на основе 2 ТБ или даже 4 ТБ QLC, так как скорость чтения высокая, скорость записи очень низкая, а преимущества жестких дисков QLC могут быть идеально использованы для предотвращения низкой производительности записи. Недостатки.
Краткое описание:
Появилась эра флеш-памяти QLC. Помимо Micron, первого жесткого диска QLC от Intel, Toshiba, флэш-память QLC от Western Digital также начала небольшое количество поставок, Samsung, флэш-память Samsung QK Hynix также находится в дороге, но нет широкой публики.
Это нормально для всех, кто беспокоится о флэш-памяти QLC. В конце концов, флэш-память QLC в принципе хуже, чем MLC или даже TLC. Однако флэш-память QLC в эпоху 3D NAND полностью отличается от TLC и QLC в эпоху 2D NAND. Время жизни P / E не является проблемой, и это не хуже флэш-памяти TLC.
Самый большой соблазн флеш-памяти QLC заключается в том, что в будущем у него будет больше возможностей. Популярность на рынке настольных ПК на 10 Тб зависит от этого. Рынок корпоративного класса даже достигнет емкости 100 ТБ без потери жестких дисков жесткого диска. В то же время непрерывная производительность жесткого диска QLC даже лучше, чем случайная производительность. Жесткие диски жесткого диска, энергопотребление, шум и т. Д. Также не сопоставимы и на самом деле являются альтернативой жестким дискам жесткого диска.
