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[资料] 固态硬盘和U盘里的SLC、MLC、TLC、QLC颗粒有什么区别?

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存储产品SSD的SLC、MLC、TLC、QLC、PLC有什么区别

SLC(全称:Single-Level Cell)

又称为单层式储存 ,即每单元存储可1bit信息(1bit/cell)。一个萝卜一个坑的存储容量,这也意味着采用SLC颗粒的SSD容量注定不会太大,但除了这个“缺憾”之外,SLC的其他方面则要更加优于其他类型的闪存颗粒。

SLC的擦写寿命是5种颗粒中最长的,能够达到约10万次。另外SLC也是五种颗粒类型中读写速度最快、读写数据最精确、质量最好同时造价也是最贵的颗粒,目前基本上只用于企业级高端固态硬盘中,也有极少部分高端消费级SSD在使用。

MLC(英文全称:Multi-Level Cell)

又称为双层式储存 ,即每单元存储可2bit信息(2bit/cell)。两个萝卜一个坑的存储容量,只能说比SLC好一点,但成本相对于SLC要大大降低。

但MLC的擦写寿命要比SLC差不少,仅能够达到约1万次。且相较于SLC,MLC的读写速度、质量、精确度都次于SLC,成本也要远高于除SLC以外的其他颗粒,价格昂贵,目前多用于工业存储中,不过随着技术和消费水平的提升也有一些品牌会使用MLC到消费类产品上。

TLC(英文全称:Trinary-Level Cell)

又称为三层式储存 ,即每单元存储可3bit信息(3bit/cell)。到此可以看出这五种闪存颗粒每单元可存储的信息是层层递进的,都是在上一个的基础上+1bit信息,容量越来越大。

TLC是目前最常见到的闪存颗粒,应用非常广泛,其擦写寿命能够达到约1000次。虽然在数据上,TLC的读写速度、颗粒质量以及寿命都不及SLC和MLC,但其成本要低得多,如果作为日常使用其实能完全满足普通消费者的需求。目前TLC多用于市面上的中高端SSD中,比较受主流SSD的青睐。

QLC(英文全称:Quad-Level Cell)

又称为四层式储存 ,即每单元存储可4bit信息(4bit/cell)。其擦写寿命最短,仅能够达到150次,但存储密度最大、成本也最低,优势还是很明显的。目前主要被低端大容量的SSD使用,能够为大容量的SSD带来更长的使用寿命,足以供给一些消费者日常使用。

PLC(英文全称:Penta-level cell)

又称为五层式储存 ,即每单元存储可5bit信息(5bit/cell)。该闪存颗粒目前还没有正式产品发布。


可将闪存颗粒按照数据稳定性、速度以及价格排序为SLC>MLC>TLC>QLC>PLC,容量则相反SLC<MLC<TLC<QLC<PLC。
截图202307132330504195.jpg



固态硬盘和U盘里的slc、mlc、tlc、qlc颗粒有什么区别?

  1、生产成本上

  slc>mlc>tlc>qlc

  2、读写速度上

  slc>mlc>tlc>qlc

  3、在使用寿命上

  slc>mlc>tlc>qlc

  量化一下就是:

  slc(单层存储单元)理论擦写次数10万次,mlc(双层存储单元)3000-10000次;tlc(三层存储单元)500-1000次;qlc(四层存储单元)仅仅150次,这样一个硬盘的寿命就很直观了。

  虽然超过理论擦写次数后有的硬盘仍可以使用,但是已经不稳定了,建议不要存储重要数据,说不定什么时候就挂了。就像食品的保质期一样,确切说应该是生产厂家保证的安全食用期限,虽然超过保质期时间不长的食品也能吃,但存在吃坏肚子的概率,且商家不赔。

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4个产品的主要区别


  4、为什么slc成本高、qlc成本低呢?

  因为一个同样的晶圆上,假如qlc颗粒能做到1T容量,tlc只能做512G,mlc只能做256G,到了slc上只能做128G了。

  简单来说就是,QLC的容积大,同样大的晶圆能装下更多数据,这就降低了成本。

  5、虽然qlc、tlc容量大,但是使用寿命偏低

  原因在于随着密度增大的同时会导致不同电压状态变多且越难控制,写入所用的时间变长,这就造成了稳定性降低,理论擦写次数减少,与此相对应的,读写速度减小。

  6、既然qlc和tlc这么不稳定,这类产品能买吗?

  qlc的最大优势在于,同样的成本可以造出更大内存的硬盘/U盘,1T、2T不是事,几十T都有可能,很可能未来会进入硬盘的大容量时代。

  我们计算一下使用寿命,以120G硬盘为例,假如每天写入10G数据,各个颗粒按照最低擦写次数计算,

  slc理论寿命=120*100000/10=1200000天=3287.67年;

  mlc理论寿命=120*3000/10=36000天=98.6年;

  tlc理论寿命=120*500/10=6000天=16.44年;

  qlc理论寿命=120*150/10=1800天=4.93年。

  qlc看起来很垃圾,但是不能这样算,因为qlc的优势是单位存储密度大,qlc硬盘至少得500G起步,市场普及后应该1T起步,按照500G计算理论寿命为20.55年,1T计算则为41年以上,估计电脑退休了,硬盘都坏不了。

  正常情况下,唯一能让你换硬盘的理由是——容量不够了或者速度不够了,买硬盘之前先想好自己的用途,一般办公tlc绝对够用。

  7、因此,我的建议是

  预算有限的家庭用户与其花高价钱买slc不如买mlc,容量更大,速度够用,免得5年后再换硬盘;

  预算再低一点、对速度不敏感的,买tlc就够了;

  只用来MS office、看视频的,qlc绝对够用,因为机械硬盘就能满足了根本用不到上固态。

  8、二手硬盘

  同样是6的原因,咸鱼上很多退下来的二手企业级硬盘说不定比你新买的tlc硬盘使用寿命都长,速度还快,难道不香吗?只要使用时间不长,或者使用强度不高,入手不会亏的。

  9、掉速问题

  很多固态硬盘用的时间长了后会掉速,速度变慢了,而且掉速掉的很多,原因在于使用了tlc颗粒的同时,加入了缓存,这个缓存也是有寿命的。

  比如三星970 Evo,250GB版标称写入1500MB/s,实际性能约是300MB/s,中间差了四倍,原因在于使用了SLC级别的缓存,一旦写入数据超过了缓存容量,写入速度就原形毕露了。

  再比如intel的qlc硬盘(660P),缓存用完后的实际速度也就100MB/s多多一点,比机械硬盘快不了多少。

  缓存是个双刃剑,虽然可以增加速度,代价是容量的减少和缓存用完后的掉速,但是,使用tlc、qlc颗粒的硬盘还必须得用,因为速度差太多了,而mlc的硬盘用的紧迫性就没那么大,纯slc硬盘不是一般人能买得起的。

截图202307140014588689.jpg
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发表于 2023-7-17 06:29:47 | 显示全部楼层
3d立体堆叠 模拟slc缓存 容量上升 主控和算法的进步 以及其它一些技术改进 让tlc的寿命性能和价格正好维持在一个不错的平衡 可以说现在的tlc已经不输当年的mlc了
但是 3d立体堆叠 模拟slc缓存  这两个突破性的改进 在qlc plc上并不存在 而增加复杂度带来的容量上升收益越来越小 对寿命和性能的伤害却越来越高
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发表于 2024-2-15 02:24:36 | 显示全部楼层
现在mlc很少了,tlc都算好的了。
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