NAND Flash SLC, MLC, TLC, QLC-nin müxtəlif dərəcəli SSD Çipləri arasındakı fərqi anlayın

NAND Flash-ın tam adı qeyri-uçucu yaddaş cihazına (Non-volatile Memory Device) aid olan Flash Yaddaşdır.O, üzən qapılı tranzistor konstruksiyasına əsaslanır və yüklər üzən darvaza vasitəsilə bağlanır.Üzən darvaza elektriklə təcrid olunduğundan, gərginlik aradan qaldırıldıqdan sonra da qapıya çatan elektronlar tələyə düşür.Bu, flaş qeyri-dəyişkənliyi üçün əsasdır.Məlumatlar belə cihazlarda saxlanılır və enerji söndürülsə belə itməyəcək.
Fərqli nanotexnologiyalara görə, NAND Flash SLC-dən MLC-yə, sonra isə TLC-yə keçidi yaşayıb və QLC-yə doğru irəliləyir.NAND Flash böyük tutumu və sürətli yazma sürətinə görə eMMC/eMCP, U disk, SSD, avtomobil, Əşyaların İnterneti və digər sahələrdə geniş istifadə olunur.

SLC (İngiliscə tam adı (Single-Level Cell – SLC) bir səviyyəli yaddaşdır.
SLC texnologiyasının xarakterik xüsusiyyəti, üzən qapı ilə mənbə arasındakı oksid filminin daha incə olmasıdır.Məlumat yazarkən, saxlanılan yük, üzən qapının yükünə bir gərginlik tətbiq etməklə və sonra mənbədən keçməklə aradan qaldırıla bilər., yəni 0 və 1-in yalnız iki gərginlik dəyişməsi 1 informasiya vahidini, yəni 1 bit/hüceyrəni saxlaya bilir ki, bu da sürətli sürət, uzun ömür və güclü performans ilə xarakterizə olunur.Dezavantajı tutumun aşağı olması və dəyərin yüksək olmasıdır.

MLC (İngiliscə tam adı Multi-Level Cell – MLC) çox qatlı yaddaşdır
Intel (Intel) MLC-ni ilk dəfə 1997-ci ilin sentyabrında uğurla inkişaf etdirdi. Onun funksiyası Floating Gate-də (flash yaddaş hüceyrəsində yükün saxlandığı hissə) iki vahid məlumat saxlamaq və sonra müxtəlif potensialların yükündən istifadə etməkdir (Səviyyə ), Yaddaşda saxlanan gərginliyə nəzarət vasitəsi ilə dəqiq oxumaq və yazmaq.
Yəni, 2bit/hüceyrə, hər bir hüceyrə vahidi 2bit məlumat saxlayır, daha mürəkkəb gərginliyə nəzarət tələb edir, 00, 01, 10, 11 dörd dəyişiklik var, sürət ümumiyyətlə orta, ömür orta, qiymət orta, təxminən 3000-10000 dəfə silinmə və yazma müddəti. MLC çox sayda gərginlik dərəcəsi istifadə edərək işləyir, hər bir hüceyrə iki bit məlumat saxlayır və məlumat sıxlığı nisbətən böyükdür və eyni anda 4-dən çox dəyər saxlaya bilir.Buna görə də, MLC arxitekturası daha yaxşı saxlama sıxlığına malik ola bilər.

TLC (İngiliscə tam adı Üç Səviyyəli Hüceyrə) üç səviyyəli yaddaşdır
TLC hər hüceyrə üçün 3 bitdir.Hər bir hüceyrə vahidi MLC-dən 1/2 daha çox məlumat saxlaya bilən 3 bitlik məlumat saxlayır.000-dən 001-ə qədər 8 növ gərginlik dəyişməsi var, yəni 3bit/cell.8LC adlı Flash istehsalçıları da var.Tələb olunan giriş müddəti daha uzundur, buna görə ötürmə sürəti daha yavaşdır.
TLC-nin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, qiymət ucuzdur, bir meqabayt üçün istehsal dəyəri ən aşağıdır və qiymət ucuzdur, lakin ömür qısadır, yalnız təxminən 1000-3000 silinmə və yenidən yazma müddəti, lakin ağır sınaqdan keçmiş TLC hissəcikləri SSD ola bilər. normal olaraq 5 ildən artıq istifadə oluna bilər.

QLC (İngiliscə tam adı Quadruple-Level Cell) dörd qatlı saxlama qurğusu
QLC də 4bit MLC, dörd qatlı saxlama vahidi, yəni 4bit/hüceyrə adlandırıla bilər.Gərginlikdə 16 dəyişiklik var, lakin tutum 33% artırıla bilər, yəni TLC ilə müqayisədə yazma performansı və silinmə müddəti daha da azalacaq.Xüsusi performans testində Maqnezium təcrübələr etdi.Oxuma sürəti baxımından hər iki SATA interfeysi 540MB/S-ə çata bilər.QLC yazma sürətində daha pis işləyir, çünki onun P/E proqramlaşdırma müddəti MLC və TLC-dən uzundur, sürət daha yavaşdır və davamlı yazma sürəti 520MB/s-dən 360MB/s-ə qədərdir, təsadüfi performans 9500 IOPS-dən 5000-ə düşüb. IOPS, təxminən yarısı itki.

PS: Hər bir Hüceyrə vahidində nə qədər çox məlumat saxlanılırsa, vahid sahənin tutumu bir o qədər yüksəkdir, lakin eyni zamanda, bu, nəzarət etmək daha çətin olan müxtəlif gərginlik vəziyyətlərinin artmasına səbəb olur, beləliklə NAND Flash çipinin sabitliyi pisləşir və xidmət müddəti qısalır, hər birinin öz üstünlükləri və mənfi cəhətləri var.

(NAND Flash oxuma və yazma müddəti yalnız istinad üçündür)
Dörd növ NAND fləş yaddaşının performansının fərqli olduğunu görmək çətin deyil.SLC-nin vahid tutumunun dəyəri digər növ NAND flash yaddaş hissəciklərindən yüksəkdir, lakin onun məlumatların saxlanma müddəti daha uzundur və oxuma sürəti daha sürətlidir;QLC daha böyük tutuma və aşağı qiymətə malikdir, lakin aşağı etibarlılıq və uzunömürlülük səbəbindən çatışmazlıqlar və digər çatışmazlıqlar hələ də daha da inkişaf etdirilməlidir.

İstehsal dəyəri, oxuma və yazma sürəti və xidmət müddəti baxımından dörd kateqoriyanın sıralaması belədir:
SLC>MLC>TLC>QLC;
Mövcud əsas həllər MLC və TLC-dir.SLC əsasən yüksək sürətli yazma, aşağı xəta dərəcəsi və uzun müddət davam edən hərbi və müəssisə tətbiqlərinə yönəldilmişdir.MLC əsasən istehlakçı səviyyəli proqramlara yönəldilmişdir, onun tutumu SLC-dən 2 dəfə yüksəkdir, ucuzdur, USB flash sürücülər, mobil telefonlar, rəqəmsal kameralar və digər yaddaş kartları üçün uyğundur və bu gün istehlakçı səviyyəli SSD-lərdə də geniş istifadə olunur. .

NAND flash yaddaşı iki kateqoriyaya bölmək olar: müxtəlif məkan strukturlarına görə 2D strukturu və 3D quruluşu.Üzən qapılı tranzistorlar əsasən 2D FLASH üçün istifadə olunur, 3D flaş isə əsasən CT tranzistorları və üzən qapıdan istifadə edir.Yarımkeçirici, CT izolyatordur, ikisi təbiət və prinsipcə fərqlidir.Fərq budur:

2D strukturu NAND Flash
Yaddaş hüceyrələrinin 2D strukturu yalnız çipin XY müstəvisində yerləşdirilir, buna görə də 2D flaş texnologiyasından istifadə edərək eyni vaflidə daha yüksək sıxlığa nail olmağın yeganə yolu proses qovşağını daraltmaqdır.
İşin mənfi tərəfi odur ki, NAND flaşında səhvlər daha kiçik qovşaqlar üçün daha tez-tez baş verir;əlavə olaraq, istifadə edilə bilən ən kiçik proses node üçün bir məhdudiyyət var və saxlama sıxlığı yüksək deyil.

3D strukturu NAND Flash
Saxlama sıxlığını artırmaq üçün istehsalçılar yaddaş hüceyrələrini eyni vafli üzərində Z-müstəvisində yığan 3D NAND və ya V-NAND (şaquli NAND) texnologiyasını inkişaf etdirdilər.

3D NAND flaşında yaddaş hüceyrələri 2D NAND-da üfüqi sətirlər deyil, şaquli sətirlər kimi birləşdirilir və bu şəkildə qurulması eyni çip sahəsi üçün yüksək bit sıxlığına nail olmağa kömək edir.İlk 3D Flash məhsulları 24 təbəqədən ibarət idi.