QLC闪亮登场,与其他闪存的区别是什么?

工程师李察 发表于 2018-08-18 08:34:49 收藏 已收藏
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QLC闪亮登场,与其他闪存的区别是什么?

工程师李察 发表于 2018-08-18 08:34:49

2018年8月7日的美国闪存峰会(FMS)上,海力士,三星,东芝,西部数据,Intel等NAND厂商纷纷发布QLC架构的快闪存储器或基于QLC NAND的SSD产品,满足市场对存储容量日益激增的需求,那么QLC是什么呢?它的性能真的比SLC、MLC、TLC要好吗?

QLC闪亮登场,与其他闪存的区别是什么?

首先我们先来回顾下SLC、MLC及TLC。

SLC:全称Single-Level Cell,每个Cell单元存储1bit信息,也就是只有0、1两种电压变化,结构简单,电压控制也快速,反映出来的特点就是寿命长,性能强,P/E寿命在1万到10万次之间,但缺点就是容量低,成本高,毕竟一个Cell单元只能存储1bit信息。

MLC:全称是Multi-Level Cell,它实际上是跟SLC对应的,SLC之外的NAND闪存都是MLC类型,而我们常说的MLC是指2bit MLC,每个cell单元存储2bit信息,电压有000,01,10,11四种变化,所以它比SLC需要更复杂的电压控制,加压过程用时也变长,意味着写入性能降低了,同时可靠性也下降了,P/E寿命根据不同制程在3000-5000次不等,有的还更低。

TLC:也就是Trinary-Level Cell了,准确来说是3bit MLC,每个cell单元存储3bit信息,电压从000到111有8种变化,容量比MLC再次增加1/3,成本更低,但是架构更复杂,P/E编程时间长,写入速度慢,P/E寿命也降至1000-3000次,部分情况会更低。

最新上市的QLC则是Quad-Level Cell,或者叫4bit MLC,电压从0000到1111有16种变化,容量增加了33%,但是写入性能、P/E寿命会再次减少。

QLC闪亮登场,与其他闪存的区别是什么?

QLC相对于其他三个闪存类型

性能进一步下降

可为什么各大厂家还纷纷推出呢?

技术的进步促使QLC被广泛接受 

正如TLC闪存刚问世时一样,QLC同样面临性能、可靠性下降的缺点,按理说应该对此技术感到担忧甚至排斥,但幸运的是NAND闪存已进去3D NAND时代,并非2D NAND时代,所以3D NAND时代的QLC与2D NAND的TLC存在着很大的不同。

2D NAND闪存时代,为了NAND容量的提升,需要不断提升NAND制程工艺,从而提高晶体管密度,提升NAND容量,降低成本,但NAND工艺提升导致可靠性变差。而3D NAND时代,提升NAND容量通过堆栈的层数,在工艺不变的情况下,可以拥有更大容量,并使可靠性得到维持。

而且最初的TLC闪存P/E寿命只有100-150次,而QLC直接使用了3DNAND技术,P/E寿命就达到了1000次,完全不输于现在的3D TLC闪存,满足日常用户的需求。

QLC闪亮登场,与其他闪存的区别是什么?

超大容量SSD需求促使QLC成为主流 

随着市场的需求,超大容量的SSD已成为主要需求,TB级的SSD将成为起步水平,纵然超大容量的SSD性能无法胜过现有的MLC/TLC闪存硬盘,但作为代替HDD硬盘并非不可能。QLC闪存硬盘写入速度大概在200-300MB/s左右,写入性能已远高于HDD硬盘,同时容量可达10-100TB,不管是性能还是容量,都已高于现有的HDD硬盘。

QLC闪亮登场,与其他闪存的区别是什么?

QLC时代已经到来,也许在性能上比MLC、TLC要差,但3D NAND 时代的QLC闪存解决了市场大容量的需求,同时克服HDD硬盘的缺点,因此QLC将有很大的可能成为未来存储市场的主流。

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