多层单元
MLC NAND闪存是一种在每个单元(cell)上使用多个层次的闪存技术,从而允许相同数量的晶体管存储更多位元。在单层单元(SLC)NAND闪存技术中,每个单元只能处于两种状态中的一种,即每个单元存储一个位元。很多MLC NAND闪存在每个单元中存储四个可能的状态,因此可以用每个单元存储两个位元。这减少了区分状态的余量,从而增加了发生错误的可能性。面向低错误率而设计的多层单元有时称之为企业级MLC(eMLC)。
多层单元(英語:,缩写MLC)是一种存储多个位元信息的存储器元件。
三层单元(Triple-level cells,缩写TLC)是MLC存储器的一种子类型,并随着MLC存储器的演变而有着较混乱的命名法。記憶體階層表现为如下顺序:
- SLC - (最快,高成本)
- MLC
- TLC - (中等,低成本)
- QLC - (最慢,極低成本)
概述
MLC闪存的主要好处是较高的数据密度带来的较低单元存储成本,而存储器读取软件可以补偿更大的比特误码率。[1]更高的错误率需要前向錯誤更正(ECC)来纠正多个位元错误。例如,SandForce SF-2500闪存控制器可以纠正每个512字节扇区中最多55位元,从而使不可恢复读错误的发生率低于每读写1017位元时一个扇区。[2]最常被使用的算法是BCH码。[3]与SLC闪存相比,MLC NAND的其他缺点是较低的写入速度、较低的编程擦除周期数和更高的功耗。
有少数存储器设备走向另一个方向,为每个位元使用两个单元,从而得到更低的误码率。[4] Intel 8087使用每个单元两个位元的技术,并是首个在1980年于市场上使用多层ROM单元的设备。[5]一些固态磁盘使用MLC NAND中的部分晶粒模拟为单位元的SLC NAND,从而提供更高的写入速度。[6][7][8]
三层单元
三星集团宣布了每个单元(cell)存储三位元信息的一种NAND闪存,具有共8种电压状态。这也称之为三层单元(Triple Level Cell,缩写TLC),首次应用于840系列SSD。[9]三星将这项技术称之为3位元MLC。基于NAND存储器的SanDisk X4闪存存储卡在每个晶体管中使用16个离散电荷电平(状态)在每个单元存储四位元。[10][11]MLC的缺点在TLC上同样存在并更为突出,但TLC也受益于更高的存储密度和更低的成本。[12]
单层单元
闪存将数据存储在浮栅晶体管制成的各存储单元中。在传统上,每个单元有两种可能的状态,因此每个单元中存储一个位元数据的称之为单层单元,或者SLC闪存。SLC存储器具有高写入速度、低功耗、更长电池耐久的优点。但是,因为SLC存储器比MLC存储器在每个单元中存储的数据更少,它存储每兆字节的成本更高。由于更快的传输速度和更长使用寿命,SLC闪存技术更常被用于制造高性能存储卡。2016年2月的一项研究表示,SLC与MLC的可靠性在实践中几乎没有差异。[13]
参考资料
- Micron's MLC NAND Flash Webinar 的存檔,存档日期2007-07-22.
- SandForce SF-2600/SF-2500 Product Info 页面存档备份,存于 2013-10-22
- A Tour of the Basics of Embedded NAND Flash Options 页面存档备份,存于 EE Times 2013-08-27
- "Automotive EEPROMs use two cells per bit for ruggedness, reliability" 页面存档备份,存于 by Graham Prophet 2008-10-02
- "Four-state cell called density key" article by J. Robert Lineback.
- Geoff Gasior.
- Allyn Malventano.
- Samsung.
- . [2017-01-25]. (原始内容存档于2013-04-10).
- . [2017-01-25]. (原始内容存档于2015-02-27).
- NAND Flash - The New Era of 4 bit per cell and Beyond 页面存档备份,存于 EE Times 2009-05-05
- . AnandTech. 2012-11-16 [2014-04-05]. (原始内容存档于2014-04-03).
- Bianca Schroeder and Arif Merchant. . Usenix. February 22, 2016 [November 3, 2016]. (原始内容存档于2017-01-08).