Сколько типов флэш-памяти

Раздел: Память Дата: 24.04.2021   Автор: Александр МойсеенкоКомментариев: 0 

Последнее обновление: 24/04/2021

Флеш память наиболее актуальный и распространенный носитель информации. Из статьи вы узнаете, сколько существует типов флэш-памяти и в чем различия.

Для чего нужна флеш-память?

Флэш-память используется для записи и чтения информации. Отсутствие механических частей способствует высокой скорости обмена данными, компактным габаритам и весе. А ещё устойчивости к перегрузкам и вибрациям. По этой причине флэш-память используется во всех сферах.

Карта памяти формата MicroSD.

Сколько типов флэш-памяти существует?

Существуют 5 типов флеш-памяти, различающихся количеством бит хранимых в каждой ячейке:

  1. SLC – 1 бит.
  2. MLC – 2 бита.
  3. TLC – 3 бита.
  4. QLC – 4 бита.
  5. PLC – 5 бит.

Все 5 типов памяти работают по одному принципу. Микросхема состоит из массива ячеек представляющих собой транзисторы с плавающим затвором. В пустой ячейке затвор открыт, а в занятой затвор закрыт и хранит заряд в виде электрона. Регулируется такой процесс подачей энергии на ячейку, а ещё установленным пороговым напряжением. Если напряжение в ячейке выше порогового, управляющим контроллером ячейка определяется занятой, напряжение ниже порогового – ячейка свободна.

Ещё чем больше бит вмещается в ячейку, тем выше энергопотребление памяти и устройства в целом.

SLC

Память с одноуровневой ячейкой способной хранить только 1 бит данных в ячейке. Благодаря такому размещению достигается наивысшая скорость записи и чтения среди всех типов флэш-памяти, ввиду двух значений порогового напряжения. Ещё память отличается высокой долговечностью при перезаписи – 50 000 циклов.

При этом низкая плотность хранения данных негативно сказывается на себестоимости производства микросхем памяти. Поэтому накопители с SLC памятью используются преимущественно в серверах и дата центрах, где требуется высокая пропускная способность и долговечность.

Более широкое распространение SLC память приобрела в SSD накопителях, как кэш. Примерно 5-20% общего количества ячеек работают в SLC режиме, а остальные в TLC или QLC. Такое решение позволяет копировать данные на накопитель с высокой скоростью, пока SLC буфер не заполнится, после чего скорость падает в несколько раз из-за использования другого типа памяти.

MLC

Память с многоуровневой ячейкой позволяющей хранить 2 бита данных в одной ячейке. Для этой цели используется 4 значения порогового напряжения. В результате скорости работы памяти снизилась в 1.5-2 раза при сравнении с SLC, так как управляющему контроллеру требуется больше времени на определение записанного бита. Ресурс ячеек снизился до 3000 циклов, поскольку для записи данных требуется перезаписывать все 4 значения порогового напряжения в ячейке.

При этом плотность хранения данных выросла в 2 раза. А снижение цены производства памяти поспособствовало распространению накопителей с MLC на потребительском рынке.  

TLC

Память с трехуровневой ячейкой позволяющей вместить 3 бита данных в одну ячейку. Для реализации потребовалось ввести 8 значений порогового напряжения, что снизило скорость работы памяти примерно на 1.5 раза относительно MLC типа. Одновременно с падением скорости работы уменьшился ресурс ячеек до 1000-1500 циклов. При этом плотность микросхем выросла в 3 раза, что положительно отразилось на стоимости производства.

QLC

Память с четырехуровневой ячейкой. Что бы вмещать 4 бита в одной ячейке используется 16 значений порогового напряжения. В результате скорость работы памяти ещё сильнее сократилась, поскольку управляющему контроллеру требуется больше времени на определение комбинации записанных битов. Ресурс ячеек QLC памяти снизился в раза относительно MLC.

Положительная сторона QLC типа в наиболее высокой плотности хранимых данных, а так же дополнительном снижении себестоимости производства.   

PLC

Память с пятиуровневой ячейкой. В настоящее время PLC микросхемы не поступили в продажу. При этом учитывая развитие предыдущих типов памяти, для записи 5 битов в ячейку потребуется ввести 32 пороговых значений напряжений. В результате скорость работы памяти и ресурс ожидаемо снизится относительно QLC.

SD-карты используют флеш-память?

Все SD карты производятся с использованием флеш-памяти. В картах с увеличенным ресурсом и сроком службы применяется MLC память. В большинстве обычных накопителей применяется TLC память с оптимальным соотношением цены, ресурса и производительности. Память QLC используют в недорогих картах или подделках.

Карта с MLC памятью.
Карта памяти класса High Endurance с MLC памятью.

Видео инструкции

Вывод

В статье подробно описано, сколько типов флэш-памяти существует. В настоящее время активно используется MLC, TLC и QLC тип. Из-за высокой себестоимости и низкой плотности хранимых данных SLC тип выпускается только для корпоративного сектора, а так же используется в качестве кэша с сочетанием других типов памяти. А продажи PLC памяти ожидаются в обозримом будущем.

Какие у вас имеются вопросы? Оставляйте сообщения в комментариях внизу статьи.

{"email":"Email address invalid","url":"Website address invalid","required":"Required field missing"}

>