被SLC、MLC、TLC搞暈?一文了解所有快閃記憶體型別

通常情況下，固態硬碟(SSD)的底層NAND架構會因模型而異。NAND 快閃記憶體的每種型別——SLC、MLC、eMLC和TLC——都有不同的特性，並因此對您的資料儲存產生不同的影響，在這篇文章中，我們會討論這些差異。

目前，快閃記憶體可以說徹底改變了企業資料儲存，與機械硬碟(HDD)相比，SSD封裝使儲存子系統和陣列能夠提供出色的應用效能，並能在業務分析和其他工作負載下快速工作。在個人電腦和移動裝置中，快閃記憶體能夠加速應用程式啟動時間和加速資料傳輸。

而且由於快閃記憶體沒有可移動部件，所以SSD幾乎不容易受到突然移動和物理衝擊的傷害。另外還有一個優勢是，它們也比HDD耗電更少。

有一個缺點是，儘管刪除、壓縮和其他資料管理技術可以幫助企業充分利用其快閃記憶體投資，但SSD在每GB的成本上往往高於HDD。

NAND快閃記憶體型別

NAND快閃記憶體是用於SSD和儲存卡的一種非易失性儲存體系結構。它的名字來源於邏輯閘(NOT-AND)，用於確定數字資訊如何儲存在快閃記憶體裝置的晶片中。

·SLC

SLC(Single-Level Cell，單層單元)SSD在每個單元中儲存一個Bit，這種設計提高了耐久性、準確性和效能。對於企業的關鍵應用程式和儲存服務，SLC是首選的快閃記憶體技術。當然，它的價格最高。

·MLC

考慮到快閃記憶體的消費級特性，MLC(Multi-Level Cell，多層單元)架構可以為每個單元儲存2個Bit。儘管在儲存單元中儲存多個Bit似乎能夠很好地利用空間，在相同空間內獲得更大容量，但它的代價是使用壽命降低，可靠性降低。相對而言，MLC SSD使得在PC和膝上型電腦上增加快閃記憶體成為可能。

·eMLC

eMLC(Enterprise Multi-Level Cell，企業多級單元)是MLC NAND 快閃記憶體的一個“增強型”的版本，它在一定程度上彌補了SLC和MLC之間的效能和耐久差距。eMLC驅動器比MLC驅動器貴，但比SLC驅動器便宜得多。儘管每個單元仍然儲存2個Bit，但eMLC驅動器的控制器管理資料放置、磨損均衡和一些其他儲存操作延長了eMLC SSD的使用壽命。

·TLC

最便宜的是TLC(Triple-Level Cell，三層單元)NAND快閃記憶體，每個單元儲存3位元，通常用於效能和耐久性要求相對較低的消費級電子產品。最適合於包含大量讀取操作的應用程式，基於TLC的儲存元件很少在業務環境中使用，但是快閃記憶體體系結構的最新改進，包括3D NAND(稍後將詳細介紹)、持久增強的資料放置和錯誤糾正技術，使該技術在讀密集型企業儲存應用程式中佔有了一席之地。

SLC、MLC、eMLC和TLC如何選擇

下面我們將告訴大家如何判斷快閃記憶體驅動器是否適合預期的工作負載或用例，包括從企業級到消費者端。在下面的圖表中，寫入/擦除(PE)週期用來衡量NAND 快閃記憶體可以支援多少讀和寫操作。雖然它們沒有機械部件可以磨損，但SSD驅動器仍然存在有限的使用壽命。

每種型別的NAND快閃記憶體都有不同的使用壽命，這意味著它會在SSD降級並最終失效之前提供有限數量的P/E週期。當然，除了製造缺陷，電力激增或其他災難性的破壞可能導致SSD的失效。這是決定SSD支援的儲存工作負載和應用程式型別的主要影響因素。

NAND VS 3D NAND

為快閃記憶體市場帶來突破的最大創新之一是3D NAND或V-NAND。顧名思義，它使用堆疊架構在SSD中安置記憶體單元，而不是過去平面排列的方法。

實際上，與2D NAND相比，這種架構使供應商能夠以更低的成本，將更多的容量壓縮到更小的物理空間中。它還能提供更快的速度、更長的使用壽命和更低的功耗。現在大多數主要SSD供應商都提供3D NAND SSD。

如何選擇SLC、 MLC和TLC SSD

從經驗上看，希望獲得最好效能SSD的買家，會在SLC上投入比eMLC、MLC和TLC更多的錢。不過，價格不能決定一切。

當你想最大限度地利用你的儲存空間時，有很多因素需要考慮。SLC SSD對於需要快速、可靠效能的關鍵應用程式工作負載和24×7資料庫是有意義的。當然，並不是每個工作負載都需要極高的速度和價效比。

想要快速的效能，但不期望對儲存系統造成持續的壓力?eMLC甚至MLC都可能是最好的選擇。在PC中，相對於HDD，SSD三個字母就代表著效能提升。

所以，看起來很明顯。SLC用於要求較高的企業應用程式，其次是eMLC、MLC和TLC，因為效能和可靠性要求降低了。

不過NAND快閃記憶體也在不斷進化，現在對於大容量SSD來說，使用MLC甚至TLC快閃記憶體是非常標準的。在企業用例中，MLC可以說和SLC一樣好。

QLC NAND逐漸進入主流

SSD製造商並沒有止步於TLC。英特爾、美光科技和西部資料正致力於將QLC(Quad-Level Cell，四層單元)NAND技術引入資料中心。

2018年5月，英特爾和美光釋出了第一款可商用的QLC 3D NAND晶片，其儲存容量遠遠超過TLC NAND快閃記憶體。透過引入64-層4Bit/單元NAND快閃記憶體技術，與TLC相比陣列密度高出33%。據瞭解，英特爾、美光都已推出了QLC 3D NAND快閃記憶體產品，這種產品將在大資料等類似應用中發揮很大的作用。

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