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多層單元

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多層單元（英語：multi-level cell，縮寫MLC）是一種存儲多個位元信息的存儲器元件。

MLC NAND閃存是一種在每個單元（cell）上使用多個層次的閃存技術，從而允許相同數量的晶體管存儲更多位元。在單層單元（SLC）NAND閃存技術中，每個單元只能處於兩種狀態中的一種，即每個單元存儲一個位元。很多MLC NAND閃存在每個單元中存儲四個可能的狀態，因此可以用每個單元存儲兩個位元。這減少了區分狀態的餘量，從而增加了發生錯誤的可能性。面向低錯誤率而設計的多層單元有時稱之為企業級MLC（eMLC）。

三層單元（Triple-level cells，縮寫TLC）是MLC存儲器的一種子類型，並隨着MLC存儲器的演變而有着較混亂的命名法。記憶體階層表現為如下順序：

  1. SLC - （最快，極高成本）
  2. MLC - （中上，高成本）
  3. TLC - （中等，低成本）
  4. QLC - （最慢，極低成本）

概述

MLC閃存的主要好處是較高的數據密度帶來的較低單元存儲成本，而存儲器讀取軟件可以補償更大的比特誤碼率。[1]更高的錯誤率需要前向錯誤更正（FEC）來糾正多個位元錯誤。例如，SandForce SF-2500閃存控制器可以糾正每個512字節扇區中最多55位元，從而使不可恢復讀錯誤的發生率低於每讀寫1017位元時一個扇區。[2]最常被使用的算法是BCH碼。[3]與SLC閃存相比，MLC NAND的其他缺點是較低的寫入速度、較低的編程擦除周期數和更高的功耗。

有少數存儲器設備走向另一個方向，為每個位元使用兩個單元，從而得到更低的誤碼率。[4] Intel 8087使用每個單元兩個位元的技術，並是首個在1980年於市場上使用多層ROM單元的設備。[5]一些固態磁盤使用MLC NAND中的部分晶粒模擬為單位元的SLC NAND，從而提供更高的寫入速度。[6][7][8]

三層單元

三星集團宣布了每個單元（cell）存儲三位元信息的一種NAND閃存，具有共8種電壓狀態。這也稱之為三層單元（Triple Level Cell，縮寫TLC），首次應用於840系列SSD。[9]三星將這項技術稱之為3位元MLC。基於NAND存儲器的SanDisk X4閃存存儲卡在每個晶體管中使用16個離散電荷電平（狀態）在每個單元存儲四位元。[10][11]MLC的缺點在TLC上同樣存在並更為突出，但TLC也受益於更高的存儲密度和更低的成本。[12]

單層單元

閃存將數據存儲在浮柵晶體管（英語：floating-gate transistors）製成的各存儲單元中。在傳統上，每個單元有兩種可能的狀態，因此每個單元中存儲一個位元數據的稱之為單層單元，或者SLC閃存。SLC存儲器具有高寫入速度、低功耗、更長電池耐久的優點。但是，因為SLC存儲器比MLC存儲器在每個單元中存儲的數據更少，它存儲每兆字節的成本更高。由於更快的傳輸速度和更長使用壽命，SLC閃存技術更常被用於製造高性能存儲卡。2016年2月的一項研究表示，SLC與MLC的可靠性在實踐中幾乎沒有差異。[13]

參見

參考資料

  1. ^ Micron's MLC NAND Flash Webinar. [2017-01-25]. （原始內容存檔於2007-07-22）. 
  2. ^ SandForce SF-2600/SF-2500 Product Info （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 2013-10-22
  3. ^ A Tour of the Basics of Embedded NAND Flash Options （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） EE Times 2013-08-27
  4. ^ "Automotive EEPROMs use two cells per bit for ruggedness, reliability" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） by Graham Prophet 2008-10-02
  5. ^ "Four-state cell called density key" article by J. Robert Lineback.
  6. ^ Geoff Gasior.
  7. ^ Allyn Malventano.
  8. ^ Samsung.
  9. ^ Samsung SSD 840 Series - 3BIT/MLC NAND Flash. [2017-01-25]. （原始內容存檔於2013-04-10）. 
  10. ^ SanDisk Ships World’s First Flash Memory Cards with 64 Gigabit X4 (4-Bits-Per-Cell) NAND Flash Technology. [2017-01-25]. （原始內容存檔於2015-02-27）. 
  11. ^ NAND Flash - The New Era of 4 bit per cell and Beyond （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） EE Times 2009-05-05
  12. ^ Samsung SSD 840: Testing the Endurance of TLC NAND. AnandTech. 2012-11-16 [2014-04-05]. （原始內容存檔於2014-04-03）. 
  13. ^ Bianca Schroeder and Arif Merchant. Flash Reliability in Production: The Expected and the Unexpected. Usenix. February 22, 2016 [November 3, 2016]. （原始內容存檔於2017-01-08）. 

外部連結

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