SSDs ที่ใช้หน่วยความจำแฟลช NAND กำลังเป็นที่ยอมรับและยอมรับว่าเป็นอุปกรณ์เสริมที่จำเป็นสำหรับการติดตั้งฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ของ HDD มีการใช้งานมากขึ้นหากไม่ใช้เวลาสองปีที่ผ่านมาชิปหน่วยความจำมีประสบการณ์เพิ่มขึ้นสองปี ในปีพ. ศ. 2561 ควรมีฮาร์ดดิสก์ SSD ขนาด 480-512 GB ในตลาดและความต้องการของผู้บริโภคสำหรับความจุ SSD ก็เพิ่มมากขึ้นหน่วยความจำแฟลช QTL ยังปรากฏอยู่เนื่องจาก TLC มีส่วนแบ่งตลาด SSD
ล่าสุดกรกฎาคม, โตชิบาได้เป็นหัวหอกในการประกาศหน่วยความจำแฟลช QLC กำลังการผลิตหลักของ 768GB, การสร้างบันทึกความจุ NAND ใหม่ปลายเดือนพฤษภาคมปีนี้ไมครอนอินเทลยังได้ประกาศแฟลช QLC ของตัวเองและแนะนำฮาร์ดไดรฟ์ใหม่ 5210 ION ซีรีส์ในเชิงพาณิชย์อย่างเป็นทางการ QLC เทคโนโลยีหน่วยความจำแฟลชมันมา แต่หลายคนเชื่อผู้อ่านหลายคนกำลังตั้งคำถามประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ QLC แฟลชแม้คิดว่านี่เป็นขั้นตอนไปข้างหลังแล้วในที่สุดวิธีความจริงของมันได้หรือไม่
ก่อนที่จะทำความเข้าใจหน่วยความจำแฟลช QLC แรกเราสั้นแนะนำชนิดของหน่วยความจำแฟลช NAND ในท้ายที่สุดสิ่งที่เป็นความแตกต่างข้อดีและข้อเสียของมัน
หลักการพื้นฐานของหน่วยความจำแฟลช NAND: กำลังการผลิต QLC แต่ประสิทธิภาพการทำงานลดลง
เซลล์ NAND หน่วยความจำแฟลชเป็นโดยวิธีการหลายบิตข้อมูลที่สามารถรับรู้เท่านั้นแล้วใช้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันในการจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากของผู้คนรู้ว่ามีแฟลช NAND SLC, แอลซีและ TLC จุดนอกเหนือจาก QLC แฟลชดังนั้นในท้ายที่สุดมีความแตกต่างกันมากระหว่างพวกเขา มันได้หรือไม่
SLC: ชื่อเต็มเซลล์เซลล์เดียวหน่วย Cell แต่ละเก็บข้อมูล 1 bit นั่นคือเพียง 0, 1 สองชนิดของการเปลี่ยนแปลงแรงดันโครงสร้างง่ายควบคุมแรงดันไฟฟ้ายังรวดเร็วสะท้อนลักษณะชีวิตยาวประสิทธิภาพ P / E ชีวิตที่ 1 ระหว่าง 10,000 ถึง 100,000 ครั้งข้อเสียก็คือความจุต่ำและค่าใช้จ่ายสูงหลังจากที่หน่วย Cell สามารถเก็บข้อมูลได้เพียง 1 บิต
แอลซี: ชื่อเต็มคือเซลล์ระดับหลายเป็นจริงที่สอดคล้องกับ SLC หน่วยความจำแฟลช NAND อื่นที่ไม่ใช่ SLC เป็นประเภท MLC และเรามักพูดว่า MLC หมายถึง MLC 2bit
แต่ละเซลล์จะจัดเก็บข้อมูล 2 บิตมีตัวแปรแรงดันไฟฟ้าสี่รูปแบบคือ 000, 01, 10 และ 11 ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ซับซ้อนกว่า SLC และกระบวนการความดันจะใช้เวลานานซึ่งหมายความว่าประสิทธิภาพในการเขียนลดลง ความน่าเชื่อถือได้ลดลงชีวิต P / E แตกต่างกันไปจาก 3000 ถึง 5000 เท่าขึ้นอยู่กับกระบวนการและบางส่วนจะลดลง
เอาใจใส่: นั่นคือ Trinary-Level Cell นั่นเอง 3bit MLC เซลล์แต่ละเซลล์จัดเก็บข้อมูล 3 บิตมีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า 8 จาก 000 เป็น 111 ความจุจะเพิ่มขึ้นอีก 1/3 เมื่อเทียบกับ MLC ค่าใช้จ่ายต่ำกว่า แต่สถาปัตยกรรมมีความซับซ้อนมากขึ้นเวลาในการเขียนโปรแกรม P / E จะยาวขึ้นและความเร็วในการเขียนช้าลง อายุการใช้งาน / E ลดลงเป็น 1000-3000 เท่าและบางส่วนของสถานการณ์จะลดลง
QLC ที่ระบุในขณะนี้คือ Quad-Level Cell หรือ 4bit MLC มีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟ 16 ครั้งตั้งแต่ 0000 ถึง 1111 และกำลังการผลิตเพิ่มขึ้น 33% อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพในการเขียนจะลดอายุการใช้งาน P / E อีกครั้ง
เราสามารถเข้าใจการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีเหล่านี้ได้อย่างไรเราสามารถให้ตัวอย่างง่ายๆคิดว่าหน่วยความจำแฟลช NAND เป็นหอพักของมหาวิทยาลัยหน่วยความจำแฟลช SLC เทียบเท่าหอพักเอกมักเป็นห้องเดี่ยวดังนั้นค่าใช้จ่ายสูง แต่แพทย์สามารถทำงานได้ดีขึ้นและ MLC หน่วยความจำ Flash คือหอพักของเจ้านายที่มีคนสองคนในห้องหนึ่งห้องค่าใช้จ่ายลดลงมาก แต่การวิจัยของ Master นั้นดีกว่าปริญญาเอก
TLC เป็นหอพักมหาวิทยาลัยของสามคนหอพัก QLC เป็นหอพัก 4 คนอาจเป็นโรงเรียนที่ไม่ได้รับความนิยมอย่างมากในโรงเรียนตะกรันพลังการต่อสู้แย่กว่าที่เคยทำมาก่อนมากนัก แต่ก็ยังเป็นนักศึกษาวิทยาลัย
เมื่อเทียบกับประสิทธิภาพของหน่วยความจำแฟลช QLC และหน่วยความจำแฟลช TLC ประสิทธิภาพการเขียนจะลดลงอีก
เฉพาะการปฏิบัติงาน Micron ได้ทำการตีความละเอียดความเร็วอ่านครั้งแรกไม่ได้เลวร้ายยิ่งกว่าหน่วยความจำแฟลช TLC ทั้งในอินเตอร์เฟซ SATA สามารถเข้าถึงความเร็ว 540MB / s, QLC หน่วยความจำแฟลชส่วนใหญ่ยากจนในการเขียนความเร็วเพราะเกิด P / E จะยาวนานกว่า MLC, TLC ความเร็วในการเขียนช้าลงลดลงจาก 520MB / s เป็น 360MB / s ประสิทธิภาพการทำงานแบบสุ่มลดลงจาก 9500 IOPS เหลือ 5000 IOPS การสูญเสียเกือบครึ่งหนึ่ง
ในขณะเดียวกันเวลาระหว่าง MTTF ลดลงจาก 3 ล้านชั่วโมงเป็น 2 ล้านชั่วโมงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือยังไม่ลดลง
23D กองเทคโนโลยีพร, QLC แฟลชพบกับช่วงเวลาที่ดี เทคโนโลยี 3D stack blessing, QLC flash พบกับช่วงเวลาที่ดี
เช่นเดียวกับที่หน่วยความจำแฟลช TLC ได้รับการทดสอบเมื่อมีการออกมาก่อนประสิทธิภาพการทำงานและความน่าเชื่อถือลดลงเป็นข้อบกพร่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของหน่วยความจำแฟลช QLC เราควรกังวลเกี่ยวกับหน่วยความจำแฟลช QLC หรือปฏิเสธหน่วยความจำแฟลช QLC หรือไม่?
อย่างสังหรณ์ใจนี่ควรเป็นเช่นนั้น แต่เราจำเป็นต้องเข้าใจด้วยว่าหน่วยความจำแฟลช NAND กำลังเข้าสู่ยุค 3D NAND ไม่เหมือนกับยุคของ 2D NAND หน่วยความจำแฟลช QLC ในยุค 3D NAND แตกต่างจากหน่วยความจำแฟลช QLC ในยุค 2D NAND ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระยะทางเทคโนโลยีของทั้งสองฝ่าย
ในยุคของหน่วยความจำแฟลช NAND แบบ 2D ผู้ผลิตต้องปรับปรุงเทคโนโลยีกระบวนการผลิต NAND อย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของ NAND ดังนั้น NAND จึงเข้าสู่ช่วง 30nm, 20nm และ 10nm จาก 50nm ในปีที่ผ่านมา
กระบวนการนี้อย่างต่อเนื่องเช่นการอัพเกรดโปรเซสเซอร์ของผลประโยชน์ที่เพิ่มขึ้นความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์ปรับปรุงกำลังการผลิต NAND ลดค่าใช้จ่าย แต่ยังทำให้เทคโนโลยี NAND การปรับปรุงหมายถึงการปิดกั้นชั้นซิลิคอนไดออกไซด์อิเล็กตรอนทินเนอร์ส่งผลให้ในความน่าเชื่อถือ เมื่อ MLC, TLC และ QLC กะพริบผ่านชั้นซิลิคอนไดออกไซด์ทีละขั้นชั้นของออกไซด์จะผอมลงซึ่งเป็นสาเหตุที่อายุการใช้งาน P / E ลดลง
แต่ในยุคของ 3D NAND ที่ NAND เพิ่มความจุอาศัยไม่ได้ใช้เทคโนโลยีการผลิตขนาดเล็ก แต่จำนวนชั้นของสแต็คเพื่อให้กระบวนการกลายเป็นความสำคัญน้อยกว่าผู้ผลิต NAND แม้กระทั่งก่อนที่กระบวนการที่สามารถนำมาใช้เช่นครั้งแรก 3D NAND การใช้หน่วยความจำแฟลชของซัมซุง หรือกระบวนการ 40 นาโนเมตรความน่าเชื่อถือสูงกว่ากระบวนการระดับ 20 นาโนเมตรและ 10 นาโนเมตร
ด้วยเหตุนี้ QLC flash จึงได้รับการรักษาที่แตกต่างจาก TLC หน่วยความจำแฟลช TLC ยังคงมีอยู่ในยุคของหน่วยความจำแบบ 2D NAND ดังนั้นจึงต้องใช้ชีวิตอย่างมีประสิทธิภาพทดสอบประสิทธิภาพการปล่อย TLC flash P / E ชีวิตเป็นเพียง 100-150 Times ไม่สามารถมองเห็นได้เลย แต่ Micron Intel แนะนำ QLC flash โดยตรงโดยใช้เทคโนโลยี 3D NAND อายุการใช้งาน P / E ถึง 1000 เท่าโดยสมบูรณ์โดยไม่สูญเสียหน่วยความจำแฟลช TLC 3D ปัจจุบัน
คุณอาจไม่ได้สังเกตเห็นว่าการเปิดตัว HDD Ion 5210 ครั้งแรกสำหรับตลาดองค์กรไม่ใช่สำหรับตลาดผู้บริโภคก่อนหน้านี้มีความต้องการความน่าเชื่อถือสูงกว่าตลาดผู้บริโภค Intel และ Micron ทำเช่นนี้ในหน่วยความจำแฟลช QLC ชีวิตความน่าเชื่อถือและความมั่นใจ
นอกจากนี้ P / E ไม่ได้เป็นชีวิตที่เหมือนกันกับความก้าวหน้าในเทคโนโลยี NAND, ปรับปรุงเทคโนโลยีแก้ไขข้อผิดพลาด, P / E จะเพิ่มชีวิตของเอาใจใส่แฟลชไปจากน้อยกว่า 500 ครั้งก่อนที่จะค่อย ๆ ยกขึ้นถึง 1000 ครั้งหรือมากกว่า ระดับสูงของความน่าเชื่อถือที่ได้รับการตรวจสอบ QLC เดียวกันจะเป็นกรณีที่
ต้องการจัดเก็บข้อมูลที่มีการเปลี่ยนแปลงยุคมาของ SSD ความจุขนาดใหญ่
การถือกำเนิด QLC ของ NAND ผู้ผลิตหน่วยความจำแฟลชยังคงมีความต้องการที่จะลดค่าใช้จ่าย แต่ปัญหาอยู่ในขณะนี้ความต้องการของตลาดที่มีการเปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐานเรามักจะคิดว่าเป็นความต้องการจัดเก็บหน่วยความจำ SSD และ HDD เพียงก้าวลงประสิทธิภาพการทำงานขั้นตอนที่กำลังการผลิตโดยขั้นตอน เพิ่มขึ้น
แต่ตอนนี้ออกระหว่างหน่วยความจำและ SSD SCM (Storage System), Intel เปิดตัวไม่กี่วันที่ผ่านมาเป็นหน่วยความจำ NVDIMM นี้ประสิทธิภาพการทำงานต่ำกว่า DDR4 แต่สูงกว่าฮาร์ดไดรฟ์ SSD ข้อมูลพลังงานความล้มเหลวไม่ได้หายไป .
จะมีมากขึ้นระหว่าง SSD และ HDD ในระดับหนึ่งนั่นคือความจุ SSD ขนาดใหญ่ระดับชั้นวัณโรคจะเริ่มต้นความจุในอนาคตของ 10TB เป็นชิ้นส่วนของเค้ก แต่ประสิทธิภาพของ SSD ความจุขนาดใหญ่ที่มีมากกว่า แต่ที่มีอยู่ในแอลซี, TLC แฟลช ฮาร์ดไดรฟ์และเป้าหมายของมันคือการฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์
ใช่ QLC แฟลชครั้งเดียวผลิตมวลกับมันเป็น SSD ฮาร์ดดิสก์ความเร็วในการเขียนน่าจะเป็น 200-300MB / s หรือเพื่อ แต่ประสิทธิภาพสุ่มเขียนยังคงสูงกว่าฮาร์ดไดรฟ์ความจุ HDD + 5000 ในขณะที่ความจุได้ถึง 10 ระดับ -100TB
โตชิบาปล่อยออกมาก่อนหน้านี้ใน QLC แฟลชให้เราเพื่อให้เห็นภาพอนาคต, QLC แฟลชความจุประสิทธิภาพ SSD ของ 100TB กับอาร์เรย์ประกอบด้วย 12 หน่วยฮาร์ดไดรฟ์ 8TB HDD ที่มีความคล้ายคลึง 3000MB / s แต่ดีกว่าประสิทธิภาพการทำงานของ 50K IOPS แบบสุ่ม HDD อาร์เรย์ ในขณะที่การใช้พลังงาน 0.1W สแตนด์บายต่ำกว่าอาร์เรย์ 96W HDD ซึ่งเป็น Intel, ไมครอนโพสต์แฟลชเหตุผล QLC แรกในตลาดองค์กรในส่วนของความต้องการสำหรับฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์นี้คือชัยชนะ QLC HDD ฮาร์ดไดรฟ์
SSD ทำนาย 2021 ก่อนที่จะไมครอนกำลังการผลิตเฉลี่ยสูงถึง 597GB, ไม่ได้เสียงสูง แต่พวกเขายังคาดการณ์ในแต่ละครั้งที่ผู้ใช้คอมพิวเตอร์จะใช้ค่าเฉลี่ยของสี่ SSD ฮาร์ดไดรฟ์นี้ไม่ได้ที่จะบอกว่าเราซื้อสี่ 600GB ของความจุ SSD และอื่น ๆ เช่นการรวมกันอาจจะ MLC --480 / 512GB ภาพยากหรือดิสก์ QLC, ติดตั้งระบบและซอฟต์แวร์ที่พบบ่อย
ในขณะเดียวกันจะมีแม้กระทั่ง 2TB เพื่อ 4TB QLC คลังสินค้าแฟลช SSD ฮาร์ดดิสก์ทำบันทึกภาพยนตร์หรือเกมที่ความเร็วในการอ่านครั้งนี้ส่วนใหญ่ความเร็วในการเขียนที่มีขนาดเล็กมากสามารถเล่นที่สมบูรณ์แบบเพื่อประโยชน์และหลีกเลี่ยงการ QLC ประสิทธิภาพของฮาร์ดดิสก์เขียนไม่แข็งแรง ข้อบกพร่อง
สรุป:
QLC เวลาแฟลชได้มานอกเหนือไปจากไมครอนอินเทลเริ่มต้นฮาร์ดดิสก์ QLC, Toshiba, หน่วยความจำแฟลช Western Digital QLC ก็เริ่มจัดส่งสินค้าในปริมาณที่น้อย, ซัมซุง, SK Hynix ของ QLC แฟลชนอกจากนี้ยังมีวิธีการที่ แต่มันไม่ได้เป็นของประชาชนสูงโปรไฟล์
เป็นปกติสำหรับทุกคนต้องกังวลเกี่ยวกับหน่วยความจำแฟลช QLC หลังจากทั้งหมด QLC หน่วยความจำแฟลชในหลักการเลวร้ายยิ่งกว่า MLC หรือแม้แต่ TLC แต่ QLC 3D NAND หน่วยความจำแฟลชในยุคของความน่าเชื่อถือกับยุค 2D NAND ของ TLC ที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง QLC ชีวิต P / E ไม่ได้เป็นปัญหาที่ไม่ได้เป็นแฟลชไปไม่ดีกว่า TLC
QLC สิ่งล่อใจที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคืออนาคตของหน่วยความจำขนาดใหญ่ความจุแฟลชความจุ 10TB จะติดตลาดอาศัยในตลาดเดสก์ทอปตลาดองค์กรจะทำแม้กระทั่งความจุ 100TB จะไม่สูญเสียฮาร์ดไดรฟ์ความจุ HDD ฮาร์ดไดรฟ์ประสิทธิภาพการทำงานอย่างต่อเนื่อง QLC ประสิทธิภาพการทำงานแบบสุ่มคือชัยชนะมากขึ้น แง่มุมของฮาร์ดไดรฟ์ความจุ HDD, การใช้พลังงาน, เสียงและอื่น ๆ นอกจากนี้ยังเทียบไม่ได้เป็นไปได้จริงเพื่อแทนที่เลือกฮาร์ดดิสก์ HDD
