2018年8月7日的美國閃存峰會(FMS)上,海力士,三星,東芝,西部數據,Intel等NAND廠商紛紛發布QLC架構的快閃存儲器或基于QLC NAND的SSD產品,滿足市場對存儲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要好嗎?
首先我們先來回顧下SLC、MLC及TLC。
SLC:全稱Single-Level Cell,每個Cell單元存儲1bit信息,也就是只有0、1兩種電壓變化,結構簡單,電壓控制也快速,反映出來的特點就是壽命長,性能強,P/E壽命在1萬到10萬次之間,但缺點就是容量低,成本高,畢竟一個Cell單元只能存儲1bit信息。
MLC:全稱是Multi-Level Cell,它實際上是跟SLC對應的,SLC之外的NAND閃存都是MLC類型,而我們常說的MLC是指2bit MLC,每個cell單元存儲2bit信息,電壓有000,01,10,11四種變化,所以它比SLC需要更復雜的電壓控制,加壓過程用時也變長,意味著寫入性能降低了,同時可靠性也下降了,P/E壽命根據不同制程在3000-5000次不等,有的還更低。
TLC:也就是Trinary-Level Cell了,準確來說是3bit MLC,每個cell單元存儲3bit信息,電壓從000到111有8種變化,容量比MLC再次增加1/3,成本更低,但是架構更復雜,P/E編程時間長,寫入速度慢,P/E壽命也降至1000-3000次,部分情況會更低。
最新上市的QLC則是Quad-Level Cell,或者叫4bit MLC,電壓從0000到1111有16種變化,容量增加了33%,但是寫入性能、P/E壽命會再次減少。
QLC相對于其他三個閃存類型
性能進一步下降
可為什么各大廠家還紛紛推出呢?
技術的進步促使QLC被廣泛接受
正如TLC閃存剛問世時一樣,QLC同樣面臨性能、可靠性下降的缺點,按理說應該對此技術感到擔憂甚至排斥,但幸運的是NAND閃存已進去3D NAND時代,并非2D NAND時代,所以3D NAND時代的QLC與2D NAND的TLC存在著很大的不同。
2D NAND閃存時代,為了NAND容量的提升,需要不斷提升NAND制程工藝,從而提高晶體管密度,提升NAND容量,降低成本,但NAND工藝提升導致可靠性變差。而3D NAND時代,提升NAND容量通過堆棧的層數,在工藝不變的情況下,可以擁有更大容量,并使可靠性得到維持。
而且最初的TLC閃存P/E壽命只有100-150次,而QLC直接使用了3DNAND技術,P/E壽命就達到了1000次,完全不輸于現在的3D TLC閃存,滿足日常用戶的需求。
超大容量SSD需求促使QLC成為主流
隨著市場的需求,超大容量的SSD已成為主要需求,TB級的SSD將成為起步水平,縱然超大容量的SSD性能無法勝過現有的MLC/TLC閃存硬盤,但作為代替HDD硬盤并非不可能。QLC閃存硬盤寫入速度大概在200-300MB/s左右,寫入性能已遠高于HDD硬盤,同時容量可達10-100TB,不管是性能還是容量,都已高于現有的HDD硬盤。
QLC時代已經到來,也許在性能上比MLC、TLC要差,但3D NAND 時代的QLC閃存解決了市場大容量的需求,同時克服HDD硬盤的缺點,因此QLC將有很大的可能成為未來存儲市場的主流。
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原文標題:存儲學堂丨QLC閃亮登臺,與其他閃存有何不同?
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