NAND Flash SLC, MLC, TLC, QLC को SSD चिप्सको विभिन्न ग्रेडहरू बीचको भिन्नता बुझ्नुहोस्

NAND Flash को पूरा नाम Flash Memory हो, जुन Non-volatile मेमोरी यन्त्र (Non-volatile Memory Device) सँग सम्बन्धित छ।यो फ्लोटिंग गेट ट्रान्जिस्टर डिजाइन मा आधारित छ, र चार्ज फ्लोटिंग गेट मार्फत latched छन्।फ्लोटिंग गेट विद्युतीय रूपमा पृथक भएकाले, भोल्टेज हटाएपछि पनि गेटमा पुग्ने इलेक्ट्रोनहरू फसेका छन्।यो फ्लैश गैर अस्थिरता को लागि तर्क हो।डाटा त्यस्ता उपकरणहरूमा भण्डारण गरिन्छ र पावर बन्द भए पनि हराउने छैन।
विभिन्न न्यानो टेक्नोलोजीका अनुसार, NAND Flash ले SLC बाट MLC र त्यसपछि TLC मा ट्रान्जिसन अनुभव गरेको छ, र QLC तर्फ सर्दैछ।NAND Flash यसको ठूलो क्षमता र छिटो लेखन गतिको कारण eMMC/eMCP, U डिस्क, SSD, अटोमोबाइल, इन्टरनेट अफ थिंग्स र अन्य क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

SLC (अंग्रेजी पूरा नाम (एकल-स्तर सेल - SLC) एकल-स्तर भण्डारण हो
SLC प्रविधिको विशेषता भनेको फ्लोटिंग गेट र स्रोत बीचको अक्साइड फिल्म पातलो हुन्छ।डाटा लेख्दा, फ्लोटिंग गेटको चार्जमा भोल्टेज लागू गरेर र त्यसपछि स्रोतबाट गुज्रेर भण्डारण गरिएको चार्ज हटाउन सकिन्छ।, अर्थात्, 0 र 1 को केवल दुई भोल्टेज परिवर्तनहरूले 1 जानकारी एकाइ, अर्थात्, 1 बिट/सेल भण्डारण गर्न सक्छ, जुन द्रुत गति, लामो जीवन र बलियो प्रदर्शन द्वारा विशेषता हो।बेफाइदा भनेको क्षमता कम र लागत उच्च छ।

MLC (अंग्रेजी पूरा नाम Multi-level Cell - MLC) एक बहु-तह भण्डारण हो
Intel (Intel) ले पहिलो पटक सेप्टेम्बर 1997 मा MLC को सफलतापूर्वक विकास गर्यो। यसको कार्य भनेको फ्लोटिंग गेट (फ्ल्याश मेमोरी सेलमा चार्ज भण्डारण गरिएको भाग) मा जानकारीको दुई एकाइहरू भण्डारण गर्नु हो, र त्यसपछि विभिन्न क्षमताहरू (स्तर) को चार्ज प्रयोग गर्नुहोस्। ), मेमोरीमा भण्डारण भोल्टेज नियन्त्रण मार्फत सटीक पढाइ र लेखन।
अर्थात्, 2bit/cell, प्रत्येक सेल एकाइले 2bit जानकारी भण्डारण गर्छ, थप जटिल भोल्टेज नियन्त्रण चाहिन्छ, त्यहाँ 00, 01, 10, 11 को चार परिवर्तनहरू छन्, गति सामान्यतया औसत छ, जीवन औसत छ, मूल्य औसत, लगभग 3000-10000 पटक मेटाउने र जीवन लेख्ने। MLC ले ठूलो संख्यामा भोल्टेज ग्रेड प्रयोग गरेर काम गर्छ, प्रत्येक सेलले दुई बिट डाटा भण्डार गर्छ, र डाटा घनत्व अपेक्षाकृत ठूलो छ, र एक पटकमा 4 भन्दा बढी मानहरू भण्डारण गर्न सक्छ।तसर्थ, MLC आर्किटेक्चरमा राम्रो भण्डारण घनत्व हुन सक्छ।

TLC (अंग्रेजी पूरा नाम Trinary-Level Cell) तीन-स्तरीय भण्डारण हो
TLC प्रति सेल 3 बिट हो।प्रत्येक सेल एकाइले 3 बिट जानकारी भण्डारण गर्दछ, जसले MLC भन्दा 1/2 बढी डाटा भण्डारण गर्न सक्छ।त्यहाँ 000 देखि 001 सम्म 8 प्रकारको भोल्टेज परिवर्तनहरू छन्, अर्थात्, 3bit/cell।त्यहाँ 8LC भनिने फ्ल्यास निर्माताहरू पनि छन्।आवश्यक पहुँच समय लामो, त्यसैले स्थानान्तरण गति सुस्त छ।
TLC को फाइदा यो हो कि मूल्य सस्तो छ, प्रति मेगाबाइट उत्पादन लागत सबैभन्दा कम छ, र मूल्य सस्तो छ, तर जीवन छोटो छ, केवल 1000-3000 मेटाउने र जीवन पुन: लेख्ने जीवन, तर भारी परीक्षण TLC कण SSD गर्न सक्छ। सामान्यतया 5 वर्ष भन्दा बढीको लागि प्रयोग गरिन्छ।

QLC (अंग्रेजी पूरा नाम Quadruple-level Cell) चार-तह भण्डारण इकाई
QLC लाई 4bit MLC, चार-तह भण्डारण इकाई पनि भनिन्छ, अर्थात्, 4bits/cell।भोल्टेजमा 16 परिवर्तनहरू छन्, तर क्षमता 33% ले वृद्धि गर्न सकिन्छ, त्यो हो, लेखन प्रदर्शन र मेटाउने जीवन TLC को तुलनामा थप घटाइनेछ।विशिष्ट कार्यसम्पादन परीक्षणमा, म्याग्नेसियमले प्रयोग गरेको छ।पढ्ने गतिको सन्दर्भमा, दुवै SATA इन्टरफेसहरू 540MB/S पुग्न सक्छन्।QLC ले लेखन गतिमा खराब प्रदर्शन गर्छ, किनभने यसको P/E प्रोग्रामिङ समय MLC र TLC भन्दा लामो छ, गति सुस्त छ, र निरन्तर लेखन गति 520MB/s बाट 360MB/s सम्म छ, अनियमित कार्यसम्पादन 9500 IOPS बाट 5000 मा घट्यो। IOPS, लगभग आधाको हानि।

PS: प्रत्येक सेल एकाइमा जति धेरै डेटा भण्डारण हुन्छ, प्रति एकाइ क्षेत्रको क्षमता उति बढी हुन्छ, तर एकै समयमा, यसले विभिन्न भोल्टेज अवस्थाहरूमा वृद्धि निम्त्याउँछ, जुन नियन्त्रण गर्न गाह्रो हुन्छ, त्यसैले NAND फ्ल्यास चिपको स्थिरता। खराब हुन्छ, र सेवा जीवन छोटो हुन्छ, प्रत्येकको आफ्नै फाइदा र बेफाइदाहरू छन्।

(NAND फ्ल्यास पढ्न र लेख्न जीवन सन्दर्भको लागि मात्र हो)
यो देख्न गाह्रो छैन कि चार प्रकारको NAND फ्ल्यास मेमोरीको प्रदर्शन फरक छ।SLC को प्रति एकाइ क्षमता लागत NAND फ्लैश मेमोरी कणहरूको अन्य प्रकारको भन्दा बढी छ, तर यसको डेटा रिटेन्सन समय लामो छ र पढ्ने गति छिटो छ;QLC ठूलो क्षमता र कम लागत छ, तर यसको कम विश्वसनीयता र दीर्घायुको कारण कमजोरीहरू र अन्य कमजोरीहरू अझै विकास गर्न आवश्यक छ।

उत्पादन लागत, पढ्ने र लेख्ने गति र सेवा जीवनको परिप्रेक्ष्यमा, चार कोटिहरूको श्रेणीकरण हो:
SLC>MLC>TLC>QLC;
हालको मुख्यधारा समाधानहरू MLC र TLC हुन्।SLC मुख्यतया उच्च-गति लेखन, कम त्रुटि दर, र लामो स्थायित्व संग सैन्य र उद्यम अनुप्रयोगहरु मा लक्षित छ।MLC मुख्यतया उपभोक्ता-ग्रेड अनुप्रयोगहरूमा लक्षित छ, यसको क्षमता SLC भन्दा २ गुणा बढी छ, कम लागतमा, USB फ्ल्यास ड्राइभहरू, मोबाइल फोनहरू, डिजिटल क्यामेराहरू र अन्य मेमोरी कार्डहरूको लागि उपयुक्त छ, र आज उपभोक्ता-ग्रेड SSD मा पनि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। ।

NAND फ्ल्यास मेमोरीलाई दुई वर्गमा विभाजन गर्न सकिन्छ: 2D संरचना र 3D संरचना विभिन्न स्थानिय संरचना अनुसार।फ्लोटिंग गेट ट्रान्जिस्टरहरू मुख्य रूपमा 2D फ्ल्याशको लागि प्रयोग गरिन्छ, जबकि 3D फ्ल्याशले मुख्य रूपमा CT ट्रान्जिस्टरहरू र फ्लोटिंग गेटहरू प्रयोग गर्दछ।एक अर्धचालक हो, CT एक इन्सुलेटर हो, दुई प्रकृति र सिद्धान्त मा फरक छ।फरक छ:

2D संरचना NAND फ्ल्यास
मेमोरी कक्षहरूको 2D संरचना केवल चिपको XY प्लेनमा व्यवस्थित गरिएको छ, त्यसैले 2D फ्ल्यास टेक्नोलोजी प्रयोग गरेर एउटै वेफरमा उच्च घनत्व प्राप्त गर्ने एक मात्र तरिका प्रक्रिया नोडलाई संकुचित गर्नु हो।
नकारात्मक पक्ष यो हो कि NAND फ्ल्याशमा त्रुटिहरू साना नोडहरूका लागि धेरै पटक हुन्छन्;थप रूपमा, त्यहाँ प्रयोग गर्न सकिने सानो प्रक्रिया नोडको सीमा छ, र भण्डारण घनत्व उच्च छैन।

3D संरचना NAND फ्ल्यास
भण्डारण घनत्व बढाउनको लागि, निर्माताहरूले 3D NAND वा V-NAND (vertical NAND) प्रविधिको विकास गरेका छन्, जसले मेमोरी सेलहरूलाई Z-प्लेनमा एउटै वेफरमा स्ट्याक गर्दछ।

3D NAND फ्ल्याशमा, मेमोरी सेलहरू 2D NAND मा तेर्सो स्ट्रिङको सट्टा ठाडो स्ट्रिङको रूपमा जोडिएको हुन्छ, र यस तरिकाले निर्माण गर्दा उही चिप क्षेत्रको लागि उच्च बिट घनत्व प्राप्त गर्न मद्दत गर्दछ।पहिलो 3D फ्ल्यास उत्पादनहरूमा 24 तहहरू थिए।