MLC, TLC или QLC — что лучше для SSD? (а также о V-NAND, 3D NAND и SLC)

MLC, TLC или QLC — что лучше для SSD? (а также о V-NAND, 3D NAND и SLC)

Выбирая твердотельный накопитель SSD для домашнего использования, вы можете столкнуться с такой характеристикой как используемый тип памяти и задаться вопросом о том, что лучше — MLC или TLC (также вам могут встретиться и другие варианты обозначения типа памяти, например, V-NAND или 3D NAND). Также совсем недавно появились привлекательные по цене накопители с QLC памятью.

В этом обзоре для начинающих пользователей подробно о типах флэш-памяти, используемой в SSD, об их преимуществах и недостатках и о том, какой из вариантов может оказаться более предпочтительным при покупке твердотельного накопителя. Также может быть полезно: Настройка SSD для Windows 10, Как перенести Windows 10 с HDD на SSD, Как узнать скорость SSD.

Типы флэш памяти, используемой в SSD для домашнего использования

В SSD используется флэш-память, представляющая собой специальным образом организованные ячейки памяти на базе полупроводников, которые могут отличаться по типу.

В общих чертах флэш память, используемая в SSD может делиться на следующие типы.

  • По принципу чтения-записи практически все имеющиеся в продаже потребительские SSD имеют тип NAND.
  • По технологии хранения информации память разделяется на SLC (Single-level Cell) и MLC (Multi-level Cell). В первом случае ячейка может хранить один бит информации, во втором — более одного бита. При этом, в SSD для домашнего использования вы не встретите SLC память, только MLC.

В свою очередь, TLC тоже относится к типу MLC, отличие заключается в том, что вместо 2 бит информации может хранить 3 бита информации в ячейке памяти (вместо TLC вы можете встретить обозначение 3-bit MLC или MLC-3). То есть TLC является подвидом MLC памяти.

Что лучше — MLC или TLC

В общем случае, память MLC имеет преимущества над TLC, основные из которых:

  • Более высокую скорость работы.
  • Более продолжительный срок службы.
  • Меньшее энергопотребление.

Недостаток — более высокая цена MLC по сравнению с TLC.

Однако следует иметь в виду, что речь идёт именно об «общем случае», в реальных устройствах, представленных в продаже вы можете увидеть:

  • Равную скорость работы (при прочих равных параметрах) для SSD с памятью TLC и MLC, подключаемых по интерфейсу SATA-3. Более того, отдельные накопители на базе памяти TLC с интерфейсом PCI-E NVMe иногда могут быть быстрее сходных по цене накопителей с памятью PCI-E MLC (однако, если говорить о «топовых», самых дорогих и быстрых SSD, в них всё-таки обычно используется память MLC, но тоже не всегда).
  • Большие гарантийные сроки службы (TBW) для памяти TLC одного производителя (или одной линейки накопителей) по сравнению с памятью MLC другого производителя (или другой линейки SSD).
  • Аналогично с энергопотреблением — например, накопитель SATA-3 с памятью TLC может потреблять в десять раз меньше энергии, чем накопитель PCI-E с памятью MLC. Более того, для одного типа памяти и одного интерфейса подключения разница в электропотреблении также очень сильно отличается в зависимости от конкретного накопителя.

И это не все параметры: скорость, срок службы и энергопотребление будут также отличаться от «поколения» накопителя (более новые, как правило, более совершенны: в настоящее время SSD продолжают развиваться и совершенствоваться), его общего объема и количества свободного места при использовании и даже температурного режима при использовании (для быстрых NVMe накопителей).

В итоге, строгий и точный вердикт о том, что MLC лучше TLC вынести нельзя — например, приобретя более емкий и новый SSD с TLC и лучшим набором характеристик, вы можете выиграть по всем параметрам по сравнению с приобретением накопителя с MLC по аналогичной цене, т.е. следует учитывать все параметры, а начинать анализ с доступного бюджета на покупку (например, если говорить при бюджете до 10000 рублей, обычно накопители с TLC памятью будут предпочтительнее MLC как для SATA, так и для PCI-E устройств).

Накопители SSD с памятью QLC

С конца прошлого года в продаже появились твердотельные накопители с памятью QLC (quad-level cell, т.е. 4 бита в одной ячейке памяти), и, вероятно, в 2019 году таких дисков будет всё больше, а их стоимость обещает быть привлекательной.

Конечные продукты характеризуются следующими плюсами и минусами по сравнению с MLC/TLC:

  • Меньшая стоимость за гигабайт
  • Большая подверженность памяти износу и, теоретически, большая вероятность ошибок при записи данных
  • Меньшая скорость записи данных

Говорить о конкретных цифрах пока сложно, но, некоторые примеры из уже доступных в продаже можно изучить: например, если взять примерно аналогичные накопители M.2 SSD объемом 512 Гб от Intel на базе памяти QLC 3D NAND и TLC 3D NAND, изучить заявленные производителем характеристики, увидим:

  • 6-7 тыс. рублей против 10-11 тыс. рублей. А за стоимость 512 Гб TLC вы можете приобрести 1024 Гб QLC.
  • Заявленный объем записываемых данных (TBW) — 100 Тб против 288 Тб.
  • Скорость записи/чтения — 1000/1500 против 1625/3230 Мб/c.

С одной стороны, минусы могут перевесить плюсы от стоимости. С другой, можно учесть такие моменты: для SATA дисков (если у вас доступен лишь такой интерфейс) разницы в скорости вы не заметите и по сравнению с HDD прирост скорости будет очень значительным, а параметр TBW для QLC SSD на 1024 Гб (который в моем примере стоит столько же как TLC SSD на 512 Гб) уже 200 Тб (более объемные твердотельные накопители «живут» дольше, что связано с тем, как ведется запись на них).

Память V-NAND, 3D NAND, 3D TLC и т.п.

В описаниях SSD накопителей (особенно если речь о Samsung и Intel) в магазинах и обзорах вы можете встретить обозначения V-NAND, 3D-NAND и аналогичные для типов памяти.

Такое обозначение говорит о том, что ячейки флеш-памяти размещены на чипах в несколько слоев (в простых чипах ячейки размещены в одном слое, подробнее — на Википедии), при этом это та же память TLC или MLC, только не везде это обозначается явно: например, для SSD от Samsung вы увидите только то, что используется V-NAND память, однако информация о том, что в линейке EVO применена V-NAND TLC, а в линейке PRO — V-NAND MLC не всегда указывается. Также уже сейчас появились накопители QLC 3D NAND.

Читайте также:
Как настроить время отключения монитора на экране блокировки Windows 10

Лучше ли 3D NAND чем «плоская» (planar) память? Она дешевле в производстве и тесты говорят о том, что на сегодняшний день для памяти TLC вариант с многослойным размещением обычно более эффективен и надежен (более того, Samsung заявляет о том, что в устройствах их производства память V-NAND TLC обладает лучшими характеристиками производительности и срока службы, чем planar MLC). Однако, для памяти MLC, в том числе в рамках устройств одного производителя это может быть не так. Т.е. опять же, всё зависит от конкретного устройства, вашего бюджета и других параметров, которые следует изучить перед покупкой SSD.

Я бы рад рекомендовать Samsung 970 Pro хотя бы на 1 Тб как неплохой вариант для домашнего компьютера или ноутбука, но обычно приобретаются более дешевые диски, для которых приходится внимательно изучать весь набор характеристик и сопоставлять их с тем, что именно требуется от накопителя.

Отсюда и отсутствие четкого ответа, а какой тип памяти лучше. Конечно, ёмкий SSD с MLC 3D NAND по набору характеристик будет выигрывать, но лишь до тех пор, пока эти характеристики рассматриваются в отрыве от цены накопителя. Если же учитывать и этот параметр, то не исключаю, что для некоторых пользователей будут предпочтительнее QLC диски, ну а «золотая середина» — память TLC. И, какой бы SSD вы не выбрали, рекомендую серьезно относиться к резервному копированию важных данных.

А вдруг и это будет интересно:

  • Windows 11
  • Windows 10
  • Android
  • Загрузочная флешка
  • Лечение вирусов
  • Восстановление данных
  • Установка с флешки
  • Настройка роутера
  • Всё про Windows
  • В контакте
  • Одноклассники

24.05.2020 в 14:14

1. По поводу последнего предложения «И, какой бы SSD вы не выбрали, рекомендую серьезно относиться к резервному копированию важных данных». Это актуально для SSD больше, чем для HDD? Ведь вторые тоже выходят из строя, и даже вроде бы как более неожиданно, чем первые. Или эта фраза становится актуальной под конец срока службы SSD?
2. Правда ли, что когда SSD отработал свой ресурс, то на него просто нельзя будет записывать информацию, но то, что есть на диске не пропадет? Или все же не все так гладко?
3. Если взять SSD на 500 гб и под диск D на хранение файлов выделить половину, допустим, и хранить там медиа, записывать туда нечасто, а в основном читать файлы, то это будет плюс минус одно и то же, чем если взять SSD под систему на 250 а на хранение файлов HDD? Одинаковый ли примерно износ SSD будет и больше ли риск потерять медиа?
Спасибо.

25.05.2020 в 10:30

Здравствуйте.
1. В целом, что для SSD что для HDD при прочих равных наблюдаемая со стороны «рядового пользователя» надежность будет почти одинаковой сегодня (иначе говоря, раньше заменит, чем столкнется с проблемами), разве что про QLC пока так сказать нельзя, они менее долговечны. Но: SSD в редких (но столкнуться теоретически можно) случаях выходят из строя внезапно без видимых предпосылок и конца срока службы. И выходы из строя бывают разными, часто делают восстановление данных почти невозможным (в отличие от HDD, где и с заевшими шпинделями и с посыпавшимися блинами мы что-то можем вытащить — т.к. данные аккуратно разложены по дорожкам, на SSD — хаос байтов, порядок в которых прослеживает/задает контроллер, иногда только вот этот конкретный, который только что вышел из строя).
2. Не всегда и не на любых SSD, к сожалению. Сейчас чаще всего поведение именно такое (опять же, при исправном контроллере), но тоже не всегда. Иногда он просто «исчезает».
3. Тут нельзя уверенно ответить про износ SSD, нужно считать исходя из количества данных (не только медиа, но и ОС, временных, прочих).

Условно: если предположить, что у вас ровно 250 Гб будут занимать ваши данные, которые всегда будут лежать на диске SSD (почти без записи), то по сути этим мы превратим диск на 500 Гб в диск на 250 Гб (при условии, что остальные характеристики SSD идентичны), причем и показатели TBW на нем тоже придут к тем же, что и на диске SSD меньшего объема — ведь перезаписывать он будет только оставшиеся в доступе ячейки памяти. И, если одну ячейку можно перезаписать N раз, то когда он поперезаписывает много ячеек по N раз в динамично используемых 250 Гб мы придем к концу срока службы, несмотря на то, что на другой части данные только читались.
А вот если таких данных будет лишь 100 Гб, то числа срока службы уже будут в пользу 500 Гб SSD накопителя.

Так или иначе, если данные действительно важны и не подлежат восстановлению (нет резервных копий в облаке, на внешних дисках и т.п.), я бы не полагался на хранение только на SSD, рискованно. Пусть риск и не велик, но когда сталкиваешься с подобным уже об этом не думаешь.

31.07.2020 в 06:36

БЫ ставим после глагола.

31.07.2020 в 10:08

Внимательно почитал, и еще в нескольких источниках. И смотрю, не все так однозначно) Есть варианты применения, где «после глагола» — не обязательно. Причем все три случая использования частицы в статье выше именно к таким вариантам и относятся:
Я бы рад рекомендовать (здесь у нас подразумевается глагол «был» после я).
хотя бы на (здесь у нас и глаголов нет, хотя бы — устойчивое).
какой бы SSD вы не выбрали (здесь у нас устойчивое «какой бы не»)

При этом я не исключаю, что где-то в других статьях я мог эту же частицу не оптимальным способом использовать, сам иногда натыкаюсь, когда перечитываю статьи. Абсолютно не уверен в своей грамотности. Стараюсь, чтобы все было гладко и правильно, но прекрасно осознаю, что не везде мне это удается.

21.08.2020 в 10:25

Читайте также:
Вне диапазона, Out of range, Input not supported и Вход не поддерживается на мониторе при запуске Windows или игры — как исправить?

Здравствуйте.
Помогите, пожалуйста, разобраться.

В ноуте HP EliteBook 820 G2 есть разъем M2
под SSD формфакторов 2242 и 2260.

Удалось найти такую информацию:
(информация с сайта)

1. Правильно ли я понимаю, что в этот разъем
можно установить и SSD M2 SATA объемом
до 120 ГБ, и SSD M2 PCIe объемом до 256 ГБ?

2. Что произойдет, если я установлю SSD
M2 SATA 128 ГБ? Определится только 120 ГБ,
или вообще не определится?

3. Почему SSD формфактора 2260 невозможно
найти? Этот формфактор более предпочтителен,
чем 2242 (надежность? тепловыделение?) при
одинаковом объеме?

21.08.2020 в 15:14

Здравствуйте.
1. Насколько я понял, там речь идет о готовых конфигурациях, в которых этот ноутбук можно купить. То есть вряд ли будет такое, что диск на 512 не заведется.
2. Должно определиться. Причем я так понял, если вы найдете документ Maintenance and Service Guide для этого ноутбука, то на 23-24-й странице увидите (сам документ не видел, видел, что на него ссылаются), какие еще диски можно поставить, то есть мое первое предположение, похоже верно.
3. Думаю, их просто перестали производить/поставлять, раньше были. То есть либо полноразмерный, либо 2242, а средний — незачем (ведь можем и меньший поставить в случае чего). Что касается предпочтительности, думаю, что наблюдаемой разницы не будет и площадь/количество чипов при прочих равных будут совпадать.

22.08.2020 в 10:23

Спасибо
А насчет SATA и PCIe я верно понял, что можно установить и тот и другой?

256-GB, M.2. PCIe, solid-state drive
120-GB, SATA-3, M.2, solid-state drive
32-GB, SATA-3, M.2, solid-state drive
(остальные перечисленные в таблице SSD —
с разъемом SATA-3)
Это как раз стр. 24 Maintenance and Service Guide для этого ноутбука
на стр. 23 перечислены HDD.

Как выбрать SSD-накопитель

Многие знают, что SSD накопители могут значительно ускорить работоспособность любого компьютера, а также положительно повлиять на отдельно взятые процессы. В данной публикации я расскажу, какие бывают SSD накопители, чем они отличаются, и на какие характеристики стоит обратить внимание при выборе SSD для вашего компьютера.

Содержание
  • Какие бывают форм-факторы SSD
    • Формат 2,5
    • Формат mSATA
    • Формат M.2
    • Формат PCI Express
  • Что такое NVMe и в чем разница от SATA
  • Версии PCIe
  • Параметр IOPS
  • Что такое SLC, MLC, TLC, QLC
  • Параметр TBW
  • Функция S.M.A.R.T.
  • Вывод
Какие бывают форм-факторы SSD

На данный момент существует три форм-фактора SSD накопителей, также стоит упомянуть, что бывают внешние SSD, которые подключаются по средствам USB к компьютеру, но в рамках этой публикации мы о них говорить не будем. Впрочем, что касается нижеупомянутых характеристик, то они также применимы и к внешним SSD накопителям.

Формат 2,5

Это один из самых распространенных форматоров (2,5 это размер, указанный в дюймах). Изначально такой формат использовался в жестких дисках, которыми комплектовались ноутбуки. Затем, в таком же формате начали выпускать твердотельные SSD, таким образом, старые ноутбуки можно легко модернизировать, а производителям не пришлось разрабатывать что-то принципиально новое. Вследствие этого у жестких дисков и твердотельных SSD одинаковые разъемы питания и разъем подключения к материнской плате SATA. Также здесь стоит отметить, что преимущественно все SSD накопители формата 2,5 имеют алюминиевый корпус, который хорошо справляется с отводом тепла. На мой взгляд, интерфейс SATA уже устарел и не позволяет реализовать скоростные возможности SSD технологий. Также в таких больших габаритах современные накопители абсолютно не нуждаются.

Формат mSATA

По своей сути формат mSATA – это реализация формата 2,5, только без большого типового корпуса. Этот тип SSD накопителей изготовлен на небольшой плате, однако интерфейс передачи данных остался стандарта SATA.

Формат M.2

M.2 это уже современный формат накопителей, он имеет вид небольшой платы с чипами, которая напрямую подключается к материнской плате. Изначально эти накопители устанавливали только в ноутбуки, однако сейчас они широко применяются во всех компьютерах. Преимуществом такого решения является отсутствие различных проводов, а также нет необходимости заключать SSD накопитель в какой-либо специальный корпус. А вот к минусам такого формата можно отнести отсутствие радиатора охлаждения. Однако, при желании или необходимости радиатор всегда можно приобрести отдельно. На сегодняшний день выбор SSD накопителя формата M.2, на мой взгляд, является самым оптимальным решением. При покупке учтите, что эти накопители имеют разную маркировку, к примеру, 2280, 2260, 2230. По сути, это обозначение размеров накопителя, первые два числа никогда не меняются и обозначают ширину накопителя в миллиметрах, а вторые два отображают его длину.

Формат PCI Express

Накопители такого формата подключаются напрямую к материнской плате в слот PCI Express. Однозначным плюсом такого решения является наиболее высокая скорость передачи данных, благодаря использованию интерфейса PCIe x8. Такое решение достаточно дорогое и часто используется в серверных компьютерах, а также стоит учесть, что такого рода накопитель занимает много места в ПК и один слот PCI Express.

Что такое NVMe и в чем разница от SATA

В накопителях с форматом 2,5 и mSATA используется исключительно интерфейс SATA, также в накопителях PCI Express соответственно тоже используется только один интерфейс PCI Express. А вот в накопителях формата M.2 могут использоваться оба вышеупомянутых варианта, и здесь при выборе стоит отдавать предпочтение более быстрому PCIe.

SATA — это уже относительно старый интерфейс, который ограничен скоростью передачи данных до 600 Мбайт/сек. Для обычных жестких дисков такой скорости вполне хватает, а вот для современных чипов памяти это уже серьезное ограничение. Поэтому обратите внимание, что даже накопитель формата M.2, который использует для передачи данных интерфейс SATA, является не самым быстрым вариантом.

NVMe – это уже более современный протокол, который физически используется с разъемом M.2, но по факту для передачи данных использует шину PCIe, что позволяет значительно расширить скоростные характеристики накопителя.

Версии PCIe

Стоит выделить две версии PCIe 3.0 и PCIe 4.0 они в первую очередь отличаются скоростью передачи данных. Версия 4.0 превышает скорость передачи данных в два раза по сравнению с версией PCIe 3.0. И здесь вырисовывается следующая картина: как я и говорил выше, максимально возможная скорость для SATA III составляет всего 600 Мбайт/сек. При этом, один канал PCIe x1 обеспечивает скорость до 1,969 Гбайт/с. Таким образом, SSD накопитель формата M.2 использующий для передачи данных интерфейс PCIe x4 обеспечивает скорость почти 8 Гбайт/с, что более чем в тринадцать раз больше SATA III. А это уже действительно существенная разница.

Читайте также:
Как удалить службу Windows 7 и 8
Параметр IOPS

IOPS крайне важный параметр, который влияет на скорость. Здесь стоит отметить, что мы уже разобрались как интерфейсы влияют на скорость передачи данных. Однако, параметр IOPS отвечает за задержку, которая образуется при попадании и извлечении данных с накопителя. Если вспомнить, как работают HHD накопители, то станет более очевидно, откуда возникает задержка IOPS. В HDD устройствах, для того чтобы записать или прочитать данные, накопитель должен прокрутить диск на определенное место, что занимает промежуток времени. Чем выше этот параметр, тем лучше. К примеру, у HDD накопителей этот параметр измеряется в десятках и в сотнях, в SSD устройствах IOPS измеряется десятками, а в некоторых случаях сотнями тысяч.

Что такое SLC, MLC, TLC, QLC

Разница заключается в том, насколько плотно упаковывается информация в одну ячейку памяти. Таким образом, чем плотнее упаковывается информация, тем больше объем накопителя при относительно одинаковой конечной стоимости. Однако плотность упаковки данных может влиять на скорость накопителя в целом.

SLC – это достаточно дорогой тип памяти, и один из самых быстрых, в памяти этого типа один бит данных размещается на одной отдельно взятой ячейке памяти. Также стоит выделить высокую энергоэффективность данного типа памяти.

MLC – в памяти этого типа в одной ячейке можно разместить уже два бита данных, таким образом, увеличивается плотность упаковки данных и снижается условная стоимость 1 гигабайта памяти. Принято считать, что память этого типа уступает по скоростным характеристикам и ресурсу памяти типу SLC.

TLC – это своего рода ответвление от типов памяти MLC, за исключением того, что в память типа TLC можно упаковать до 3 бит данных в одну ячейку памяти. Современные технологические решения пытаются минимизировать недостатки такого типа памяти и обеспечить более высокую скорость. Плюсом такого решения, очевидно, является цена.

QLC – как уже, наверное, стало понятно, следующий тип памяти. Он позволяет разместить в одной ячейке уже 4 бита данных. Эта самый бюджетный вариант и, следовательно, имеет самые низкие скоростные характеристики.

Также иногда может применяться приставка 3D к таким типам памяти как TLC и QLC. Это связано с технологией производства чипов. Эта технология подразумевает размещение памяти слоями один на другой на одной плате.

Параметр TBW

Думаю, вы знаете, что количество раз записи информации на одну и ту же ячейку, ограничено. Таким образом, чем выше параметр TBW, тем больше информации можно записать на накопитель, а следовательно он дольше прослужит. Этот параметр крайне важен, особенно на серверных компьютерах, где информация очень часто перезаписывается. Производители обычно указывают параметр TBW в терабайтах. Как по мне, для домашнего использования хватит значения примерно 100 терабайт.

Функция S.M.A.R.T.

Это очень полезная функция, которая изначально разрабатывалась для HDD накопителей, но встречается и на SSD моделях. По сути – это программное обеспечение, которое предназначено для анализа состояния чипов памяти и оповещении в случае возникновения ошибок или возможного скорого выхода накопителя из строя. Таким образом, вы можете заранее отреагировать на возможную поломку.

Ниже оставлю несколько ссылок на неплохие варианты накопителей по одному на каждый формат.

Однако, если вам позволяет кошелек, можете обратить внимание и на более дорогие модели.

Вывод

На этом все, дорогие читатели, надеюсь, эта публикация помогла вам более детально разобраться в вопросе выбора SSD накопителя. Также рекомендую посетить мой блог на сайте, на котором вы сможете найти подобные публикации и обзоры на различные товары. Всем спасибо, что дочитали эту статью до конца.

Быстро ехать или медленно лететь – приобретаем лучший SSD

Ох уж эти рекламщики. Так завернут, что. Стоп! Давайте начнем с короткой истории. Заработав на “халтуре” неучтенную копеечку, срочно решил ее потратить на апгрейд чего-то нужного в собственном ПК. Что туда засунуть, чем себя удивить? Вроде джентльменский набор есть. Плата, процессор, память и видео – понятно. Есть и SSD (выпуска года так 17-го) под систему с танками от картошки, пару HDD c лучшими фильмами Мира и, даже есть возможность киношку по цифре посмотреть с помощью внутреннего тюнера. Сверху пару мониторов, метящие своей качественной картинкой прямо в мозг, минуя глаза. и т.д. Живи и радуйся, побеждай рандом в танках, да статейки почитывай. И как назло – эти рекламщики, с которых мы начали: “Представлены накопители Intel Optane Memory H10 с флеш-памятью QLC 3D NA” Вот так, представлены (а дело было весной этого года), а значит и увидеть их на прилавке дело недолгое. А тем более OPTANE легко поддерживается моей материнской платой. Но, почему OPTANE+QLC? Первая – сверх быстра и сверх дорога. Вторая модная и дешевая (это как сказать, хотя создана быть такой), но в чистом виде слабо конкурирующая с другими видами памяти. Не прикупить ли и мне новый твердотельничек, да такой, чтобы и дорого было, и вместительно, и очень быстро? Тогда буду стараться сделать идеальный выбор, разобравшись как в новых, так и глубоко устоявшихся технологиях. Заодно и повспоминаем немного о том, что уже известно. Давайте разбираться вместе.

реклама

Появившись намного ранее флэш-памяти, Solid State Drive стал накопителем информации, не содержащим каких-либо механических компонентов. Пионером в создании стала корпорация Dataram, представив для промышленных целей SSD Bulk Core в 1976 году. Он содержал в себе 8 планок энергозависимой RAM-памяти, каждая из которых имела объем 256 килобайт. Стоимость составляла 9700 долларов США. Работал, был востребован, но из-за уязвимости данных высокого авторитета в соответствующих кругах не заслужил.

Потребительский класс стали завоевывать в 1982 году, оснастив компьютер Apple II внешним накопителем RAM Disk, который стоил дороже самого компьютера, поэтому пользователями был принят с большой осторожностью, несмотря на агрессивную рекламу.

Читайте также:
Как очистить папку FileRepository в DriverStore

Далее, в силу собственного характера и темперамента, я пропущу историю создания и распространения флеш-памяти, пропущу и пересказ того, как был создан первый SSD на ее основе. Всю эту информацию с легкостью можно почерпнуть в сети, готовясь к какому-нибудь докладу или создавая презентацию по теме. А вот на видах и классификациях современных SSD мы с вами задержимся:

Память

реклама

Флеш-память различается методом соединения ячеек в массив. И имеет 2 конструкции: NOR и NAND.

NAND-тип флеш-памяти нам максимально интересен и он был анонсирован Toshiba в 1989 году на International Solid-State Circuits Conference.

А NOR оставим в стороне, поскольку отправим ее в РOST и БИОС наших компьютеров, где она давно применяется и неспешно раскроем виды NAND, применяемой для создания SSD. Немного утрируя для простоты, обязан сказать, что современный SSD – это один из видов NAND (а далее мы поймем, что и не только NAND) памяти плюс контроллер, взаимодействующий с ней, который тоже может быть разного качества и поколения. И, все же память:

1. Планарный тип или 2D.

реклама

Описывая ее, я бы начал с важной закономерности: уменьшая техпроцесс создания данной памяти – увеличивается ее плотность. Так будет до тех пор, пока не будет достигнуто физического ограничения.

2007 год – SLC – Single Level Cell – ячейка с одним уровнем. Имеет высокую производительность, низкое потребление электроэнергии, наибольшую скорость записи и количество циклов Program/Erase. Такой тип памяти обычно используется в серверах высокого уровня, поскольку стоимость SSD на их основе велика.

2011 год – MLC – Multi Level Cell – ячейка с несколькими уровнями. Обладает меньшей стоимостью, по сравнению с SLC, однако обладает меньшей выносливостью и меньшим количеством циклов Program/Erase. Является хорошим решением для коммерческих и рабочих платформ – имеет хорошее соотношение цена/скорость работы.

eMLC – Enterprise Multi Level Cell – ячейка, аналогичная по структуре обычной MLC, но с увеличенным ресурсом по циклам Program/Erase. По надежности eMLC находится между SLC и MLC, при этом цена не сильно выше, чем у последней. Типичное применение – рабочие станции и серверы среднего класса. (Давайте и эту память мы отбросим от ее рассмотрения, а остановимся на трех основных классах).

реклама

2016 год – TLC – Three Level Cell – ячейка с тремя уровнями. Обладает большей плотностью, но меньшей выносливостью, медленной скоростью чтения и записи и меньшим количеством циклов Program/Erase по сравнению с SLC.

Важной особенностью линии развития памяти в цепочке SLC-MLC-TLC является увеличение уровней ячеек. Но. резко падает выносливость, грубо говоря до серьезных цифр (на порядки) падает число циклов полной перезаписи. Да и скорость падает. Прямо регресс какой-то. Успокаивает то, что цена тоже падает и, как это ни странно, падает ощутимо. Плюс растет качество контроллеров, да всегда уменьшается техпроцесс. Впрочем, чтобы глубоко не погружаться в технические джунгли самому и не замучить вас, мои читатели, скажу, что эти страшные цифры снижения выносливости с переходом применения памяти от одной к другой вряд ли будут опасны для простого пользователя. Этих цифр хватит, чтобы мы с вами пользовались своим новым SSD много лет. Другое дело сервера и рабочие станции. Тут уж не грех и про эту самую “выносливость” подумать. Но и производители не дремлют. Линейка PRO некоторых производителей, например, говорит нам о том, что диск на основе MLC прослужит долго при максимальных нагрузках, но и стоить будет значительно дороже аналога на TLC. Подведя промежуточный итог на этапе рассказа о типах памяти скажем так: SLC получила распространение в корпоративном сегменте, TLC стала безусловным монополистом в рознице, а продукция на основе MLC ориентирована, в первую очередь, на тех, кто ценит надежность и при этом хочет выжать все возможное из своей машины.

Все бы так и оставить, но потенциал двумерной NAND оказался ограничен. С этого я начал свой рассказ о памяти. Когда возможности 15-нанометрового технологического процесса были практически исчерпаны, а дальнейшее совершенствование программной части перестало обеспечивать сколь-либо заметного прироста важнейших показателей, на смену планарным микросхемам пришла флэш-память 3D NAND.

2. 3D NAND

– здесь разработана и применена технология вертикального расположения слоев кристаллов в одной плоскости, начали с нескольких слоев для увеличения плотности и успешно добрались до создания 96-слойной памяти. Самсунг еще в 2013 году, назвав память V-NAND, уже выпустила ее на рынок. Но. идея была слишком свежа для полномасштабного выпуска на потребительский рынок, и эти 48 слоев такой памяти запомнились тогда как ожидание будущего – быстрого и ускоренного для SSD. А ещё был Intel и Micron с 32 слоями. Сами понимаете, где был, но ведь был. А потом было 64 и 72 слоя и не только от Самсунг, сейчас Самсунг 970EVO PLUS представлены 96 слоями. Кстати, ресурс трехмерной памяти выше, чем у обычной, примерно на порядок.

После того, как мы поговорим чуточку о другом, к видам памяти мы еще вернемся, да и у вас, мои дорогие читатели, появится повод дочитать мои размышления до конца.

А поговорим мы о физическом интерфейсе подключения и форм-факторе, что иногда одно и тоже, в свете разговора о пропускной способности. И здесь мы начнем с маленькой, но важной закономерности. Неважно сколько лет мы подключаем свои HDD к шине для накопителей, важно, что сможет позволить этот интерфейс нашей памяти. С какой скоростью он позволяет обмениваться информацией? Вспомним азбучные вещи:

1. IDE / SATA/

Кому-то интересно будет узнать, что IDE SSD тоже были как в форм-факторе 2,5 дюйма, так и 3,5, а вот список привычных интерфейсов пользовательского уровня для внутренних носителей: SATA 2 интерфейс обратно совместим и поддерживается на SATA 1 портах. SATA 3 интерфейс обратно совместим и поддерживается на SATA 1 и SATA 2 портах. Однако максимальная скорость диска будет медленнее из-за скоростных ограничений порта.

Как эти азбучные данные применить к размышлениям о SSD? А вот как:
Например, SanDisk Extreme SSD поддерживает интерфейс SATA 6 Гбит/с и при подключении к портам SATA 6 Гбит/с может доходить до 550/520MБ/s последовательного чтения и последовательной записи соответственно. Однако, когда диск подключен к порту SATA 3 Гбит/с, она может доходить до 285/275MБ/s последовательного чтения и последовательной записи соответственно. В любом случае, это будет много быстрее, чем использование даже самого скоростного HDD.

Читайте также:
Как заблокировать программе доступ в Интернет

Дальше возник совершенно простой вопрос. Поскольку память для SSD способна работать и на гораздо больших скоростях, а развитие и физические возможности интерфейса SАТА и всех его итераций исчерпали себя, то надо дать что-то другое данным носителям информацми. Дать новое или уже имеющееся и применяемое. Кстати, несмотря на то, что SАТА для HDD вполне достаточный интерфейс, задумывались о новом, как раз для HDD дисков. А применять стали для SSD. Что же нашли? А вот что:

Далее я просто приведу пример других известных форм-факторов без комментариев. Потом вернемся к обсуждению новейших видов памяти с привязкой ее к этим форм-факторам и их интерфейсам. Мне кажется, что так нам будет легче внести ясность в предмет обсуждения:

Экзотику лишь упомянем. Это, например, накопитель, который вставляют прямо в слот оперативной памяти

Еще один, который сейчас редко встретишь. SATA-Express, с интерфейсом, использующим 2 линии PCI-Express, что позволяет достигать максимальной пропускной способности в 2 ГБ. Реализации не нашел. Сейчас SSD-диски M.2 (забегая немного вперед) могут использовать 4 линии PCI-Express с пиковой пропускной способностью 4 ГБ/с. Для подключения используется специальный кабель.

2. mSATA

3. PCI-E AIC (add-in-card)

4. U.2

5. M.2 Для него существует целый ряд различных интерфейсов, но мы отметим основные – PCIe и SATA.

двигаемся дальше и поговорим о

это новый стандарт SSD-накопителей. Обычные SSD различных форм-факторов работают по интерфейсу SATA, который передает информацию медленнее, чем на это способен сам накопитель. NVMe работает по интерфейсу PCI Express, производительности которого нам за глаза хватает. Диск NVMe выдает бо́льшую скорость чтения-записи данных.

А еще сверх важно то, что протокол AHCI, который изначально разрабатывался для жёстких магнитных дисков, здесь больше не применяется, потому что абсолютно не учитывает особенности работы твердотельного накопителя, ограничивает его. Для NVMe компания Intel разработала собственный интерфейс — диски стали эффективнее работать с большим количеством одновременных запросов, быстрее обращаться в оперативную память за данными. Диск NVMe обеспечивает обработку бо́льшего количества запросов в единицу времени (IOPS). Гуляющий по сети слайд подтвердит мои слова: Для чего еще нам пригодится эта информация? А вот для чего. Взяв в руки или купив за приличные деньги разрекламированный SSD в форм-факторе M.2 мы должны быть уверены, что он будет работать по интерфейсу PCI Express. Такая возможность заложена в него производителем, да и плата должна иметь не только разъем, но и соответствующую поддержку. Помним и про версии интерфейса и про количество линий: PCI-E 2.0×2 имеет пропускную способность 8 Гбит/с, а PCI-E 3.0×4 – 3.2 Гбайт/с. Но и это еще не все. Сами твердотельники именно этого форм-фактора имеют различную спецификацию по размеру. Не буду перегружать и без того объемную тему, скажу лишь, что ключ или размер SSD должен совпадать со спецификацией материнской платы.

Плывя по течению простых рассуждений о твердотельных накопителях, мы приближаемся к финалу повествования и вновь вспоминаем мою короткую историю в самом начале. OPTANE+QLC. Надо разобраться. Для этого мы мысленно возвращаемся в раздел Память. Начнем с несколько противоречивого лично для меня этапа развития памяти:

3D NAND QLC.

Бесконечно наращивать слои в одном кристалле 3D NAND оказывается экономически невыгодным. Переход от 64 слоёв к 96 слоям в разы увеличивает длительность изготовления каждой кремниевой пластины с чипами 3D NAND. QLC – quad level cell – четырехуровневая ячейка, соответственно содержит 4 бита данных и информации вмещает в 4 раза больше. В производстве не дороже, SSD выходит ниже по стоимости. Для записи 4 бит на ячейку нужно 16 различных значений напряжений (при использовании SLC – всего 2). Поэтому износ памяти больше. Серьезно дешевле, по сути, получилось, выносливость пострадала существенно, но и скорости подкачали. Да так подкачали, что стали заметно ниже, даже несмотря на цену. А что цена? В разы она не упала, конкуренты подороже выглядят более трезвым приобретением. Идеальный контроллер? Не знаю. Как бы там ни было, сейчас очень много SSD именно c 3D NAND QLC. Вот, например, SSD диск ADATA 2.5″ SU630 240 Гб SATA III 3D QLC. Чем он плох, да еще и за плюс-минус 2000 рублей? Не хочу копаться дальше в этой технологии, ходы производителей для привлечения покупателей столь разнообразны, что. Давайте-ка перейдем к:

OPTANE. Intel Optane. Optane Memory.

На самом деле технология Optane – это 3D XPoint – три-ди кросс-поинт

– это не NAND, это не NOR, это не DRAM. Здесь я должен углубиться в технологию и особенности этой памяти, но мне это сделать сложно, поскольку, кто же с нами поделится быстро-доступно о сложном, да и поделится ли? Интел и Микрон знают себе цену. Разработка совместная, но вендором выступает Интел. Быстро это. Это очень быстро. Дорого это. Очень дорого. Сегодня есть в потребительском классе не только емкости 16 ГБ (используется один чип памяти 3D XPoint емкостью 16 ГБ) и 32 ГБ (используются два чипа памяти 3D XPoint емкостью 16 ГБ каждый), но и вполне себе полноценные SSD:

Что сказать? Младшая версия обойдется нам от 25000 рублей, старшая в 2 раза дороже. Еще раз подчеркну, что здесь мы имеем бескомпромиссную скорость, заявленную надежность, хорошую гарантию и тот объем, который мы захотим себе позволить (из имеющихся).

Я, начиная свой рассказ c прочтенной когда-то рекламы, и поверхностно погрузив вас в тонкости информации о SSD, принял для себя решение о том, какой SSD я бы хотел иметь в своем компьютере. И я приобрел его. Это “всего лишь”:

Samsung 970 EVO Plus, емкостью 500 гб.

Вот его характеристики: И для чего тогда, скажете вы, все про OPTANE, да про прочее с ним рядом. Да! Можно было взять и OPTANE и дождаться свободного появления в рознице OPTANE+QLC (это кстати технология, позволяющая резко удешевить стоимость носителя за счет того, что основной выступает дешевая QLC, а кэш представлен определенным объемом 3D XPoint), но. приобретенный мною диск – это устройство, которое обошлось мне в одном из интернет-магазинов в неполные 9000 рублей. По моему мнению – это лучший представитель данного класса SSD, а Plus в маркировке – это не только 96 слоев V-NAND, но еще и возможность беспроигрышно конкурировать с накопителями, заявленными для работы с PCIe 4.0.

Читайте также:
Windows 10 тратит Интернет — что делать?

Безусловно пора заканчивать. В самом финале скажу следующее:

1. Я делился с вами своими размышлениями о твердотельных накопителях. Задачи перед собой рассказать вам что-то более подробно, что-то менее – я не ставил. Очень многие вещи утрировал, а многие – опускал.

2. Мною не тестировался приобретенный накопитель. Такие тесты уже есть. Плюс, я даже не сказал, какой накопитель у меня был до этого. Не было такой цели.

3. Попытался рассказать попроще о довольно сложном. Возможно, данный материал здесь, учитывая высокий уровень теоретической и практической подготовки наших читателей, поможет кому-то ответить на еще не возникшие вопросы.

4. В теме про SSD еще есть о чем сказать. Есть даже чем удивить простого пользователя. Если звезды сойдутся, возьмемся за продолжение. Спасибо.

TLC vs. QLC SSD: В чем отличия?

Корпоративные и потребительские SSD – две базовые категории твердотельных накопителей, охватывающие широкий спектр профилей производительности. Из-за различий в том, как производители тестируют и оценивают свои продукты, не всегда легко сделать выбор на основе рекламируемых показателей. В сегодняшнем посте мы рассмотрим, как типы NAND влияют на производительность и почему это может иметь существенное значение для вашего следующего решения о покупке.

Типы флеш-памяти NAND

Данные флэш-памяти NAND представлены в виде цифровых сигналов (битов) и хранятся в ячейках. Количество битов, хранящихся в ячейке, определяет тип используемой флэш-памяти. Флэш-память с одноуровневой ячейкой (SLC) содержит один бит, многоуровневая ячейка (MLC) удваивает емкость с помощью двух битов, трехуровневая (TLC) – содержит три бита на ячейку. Четырехуровневая (QLC) содержит четыре бита на ячейку, что в четыре раза превышает емкость флэш-памяти SLC.

С тех пор, как на рынке появились твердотельные накопители SSD, их емкость становилась все больше и больше. Текущие отраслевые тенденции заключаются в снижении затрат при одновременном увеличении емкости хранения. Это привело к разработке более плотных ячеек памяти, постепенно приближающихся (пока еще не достигнув) по стоимости к традиционным жестким дискам.

Стремление к более дешевым и емким накопителям привело к сокращению твердотельных накопителей на основе SLC и MLC. TLC в настоящее время является мейнстримом и занимает самую большую долю рынка. QLC все еще относительно новая, но мы ожидаем, что ее низкая стоимость привлечет все больше покупателей, особенно с учетом того, что она часто используется в качестве замены жесткого диска.

Ячейки памяти NAND имеют только конечное число циклов стирания программ (P/E) (циклов записи), прежде чем они изнашиваются. Подробное описание выходит за рамки этого поста, поэтому просто отметим, что ячейки с более высокой плотностью обладают меньшей долговечностью, чем ячейки с низкой плотностью, например, MLC обычно работают дольше, чем TLC.

Хотя в целом понятно, что MLC будет быстрее, чем TLC, а TLC будет быстрее, чем QLC, новые твердотельные накопители содержат несколько методов оптимизации, которые помогают скрыть или свести на нет недостатки более медленной NAND. Отличным примером этого является “SLC-кэширование”, где неиспользуемые области диска будут действовать как псевдо-SLC NAND. Это обеспечивает очень хорошую производительность при более коротких рабочих нагрузках пакетного типа, как это часто бывает для большинства ПК и клиентских вычислительных сред.

Для этого есть диск

В отличие от сформировавшегося рынка жестких дисков, при покупке SSD вы найдете достаточно марок и моделей, чтобы вызвать у вас беспокойство, связанное с выбором устройства. Хотя потребительские накопители TLC и даже QLC при первом рассмотрении часто демонстрируют впечатляющие показатели, при рассмотрении в практических ситуациях выявляются истинные характеристики производительности этих накопителей.

Дата центр Интенсивное чтение/Начальный уровень

Потребитель
Самая низкая стоимость

Розничная цена в долларах – средняя из нескольких интернет-магазинов в США на 1 июня 2020 г. Диски от: Crucial, Intel и Samsung

Максимальная производительность

Мы используем CrystalDiskMark, популярную утилиту для измерения производительности накопителя. Более высокие глубины очередей (Q) и потоков (T) обычно приводят к повышению производительности, но большинство рабочих нагрузок потребителей связаны только с низкими глубинами очередей. ИТ-инфраструктура, включающая виртуальные машины и хранилище БД, обычно будет иметь более высокую глубину очередей и потоков.

Для тестирования передачи файлов мы будем использовать AJA System Test, инструмент, предназначенный в первую очередь для создателей контента, чтобы убедиться, что их системы хранения могут поддерживать прием потоков с высоким разрешением. Мы настроили его для записи в систему файла размером 64 ГБ, а затем чтения его обратно. Это по-прежнему небольшая рабочая нагрузка, но она будет характерна для пользователей, перемещающих большой файл.

Как и ожидалось, в коротких тестах серийного типа все группы дисков показали очень хорошие результаты. Основываясь на приведенных здесь показателях производительности, вы будете правы, если придете к выводу, что не увидите различий для их использования в реальном мире. Достаточные размеры SLC-кэша означают, что даже еще более медленные диски QLC отлично работают.

Производительность при 65% емкости

Предыдущие тесты проводились при пустых дисках. Это дало дискам с динамическим SLC-кешированием много места для работы. Мы заполнили каждый диск до 65%, дали им несколько минут для отдыха, а затем продолжили использовать AJA System Test для создания той же рабочей нагрузки записи и чтения объемом 64 ГБ.

По сравнению с полностью пустыми, теперь наши корпоративные диски работают в пределах погрешности. Потребительские диски TLC немного упали в производительности чтения, при этом сохраняя хорошую скорость записи, что не заметно при обычном повседневном использовании. Само собой разумеется, что регрессия производительности группы QLC здесь существенна.

Читайте также:
Критическая ошибка меню пуск и Кортана в Windows 10
Тест на заполненном диске

Мы использовали тест заполнения всего диска, чтобы получить стабильную производительность накопителей. Этот тест также показывает рабочие нагрузки дисков при использовании в качестве кэша SSD на загруженном NAS, поскольку они постоянно заполняются данными, к которым недавно осуществлялся доступ. Этот тест исчерпает все механизмы кэширования SLC на диске, так как не дает ему времени на восстановление.

На графиках горизонтальная ось представляет процент записанной емкости хранилища. Первый – это средняя скорость для наших групп. Второй показывает скорость в процентах от максимальной в этом тесте. Как и ожидалось, лучше всего здесь себя показывают диски, предназначенные для корпоративного сегмента. Потребительские диски TLC начинали быстро, но и быстро выходили из строя по мере того, как израсходовали свой кеш. Диски QLC сконфигурированы с довольно большим кэшем, что позволяет им оставаться быстрыми дольше. Однако причина этого заключается в том, чтобы замаскировать абсолютно низкую скорость записи, когда кеш заполнен и в NAND записывается напрямую. Здесь скорость последовательной записи ниже, чем у жестких дисков.

Несмотря на то, что корпоративные накопители, которые мы использовали сегодня, в основном являются моделями начального уровня и рассчитаны на рабочие нагрузки с интенсивным чтением, они по-прежнему способны обеспечивать стабильную устойчивую производительность. Модели более высокого класса (более дорогие) обычно поддерживают более высокие скорости записи и рейтинги DWPD.

Подводя итоги

Всегда важно тщательно проверять заявленные показатели производительности SSD. Методы и условия тестирования у разных производителей различаются, для потребительских накопителей часто используются только периодические нагрузки. Несмотря на это, потребительские SDD по-прежнему являются экономически эффективными и позволяют значительно ускорить работу вашего ПК или NAS по сравнению с жесткими дисками. Однако обратите внимание, что как только вы начнете применять к ним более тяжелые и продолжительные рабочие нагрузки, их производительность снизится, иногда значительно.

Накопители QLC отлично подходят по своему прямому назначению – как недорогой вариант для замены жестких дисков в рабочих нагрузках с интенсивным чтением. Хотя пиковая производительность может соперничать даже с высокопроизводительными накопителями на базе TLC, их производительность в стационарных ситуациях оставляет желать лучшего. В отличие от быстрого внедрения TLC NAND как в высокопроизводительные потребительские, так и в корпоративные диски, если стабильная производительность QLC существенно не улучшится, мы не увидим, что они станут заменой TLC в ближайшее время.

Теперь вы можете понять, почему мы всегда выступали за использование в NAS дисков только корпоративного уровня. Помимо повышения надежности, стабильность производительности чрезвычайно важна, особенно когда вы предоставляете хранилище виртуальным машинам и другой критически важной инфраструктуре. Ведь переменная производительность в зависимости от рабочей нагрузки в таком случае неприемлема.

Различия между типами памяти SLC, MLC, TLC и 3D NAND в USB-накопителях, твердотельных накопителях и картах памяти

Что такое NAND?

NAND — это энергонезависимая флеш-память, которая может хранить данные, даже если она не подключена к источнику питания. Возможность сохранять данные при выключении питания делает NAND отличным вариантом для внутренних, внешних и портативных устройств. USB-накопители, твердотельные накопители и SD-карты используют флеш-технологию, обеспечивая память для таких устройств, как мобильные телефоны и цифровые видеокамеры.

На рынке представлены несколько типов памяти NAND. Попросту говоря, каждый из типов отличается количеством битов, которое может храниться в каждой ячейке. Биты представляют собой электрический заряд, который может содержать только одно из двух значений — 0 или 1 (вкл./выкл.).

Ключевые различия между типами памяти NAND заключаются в стоимости, емкости и сроке службы. Ресурс определяется количеством циклов программирования-стирания (P/E), которые может выдержать ячейка флеш-памяти до износа. Цикл P/E — это процесс стирания и записи ячейки, и чем больше циклов P/E может выдержать технология NAND, тем выше ресурс устройства.

Стандартные типы флеш-памяти NAND — SLC, MLC, TLC и 3D NAND. В этой статье рассматриваются различные характеристики каждого типа памяти NAND.

SLC NAND

Преимущества: Высочайший ресурс — Недостатки: Высокая стоимость и низкая емкость

NAND-память в одноуровневыми ячейками (SLC) хранит только 1 бит информации на ячейку. В ячейке хранится либо 0, либо 1, и в результате запись и извлечение данных может выполняться быстрее. SLC обеспечивает самую высокую производительность и ресурс: 100 000 циклов P/E То есть такая память служит дольше других типов NAND-памяти. Однако из-за низкой плотности размещения данных SLC является самым дорогим типом NAND-памяти и поэтому обычно не используется в потребительской продукции. Ее типичные области применения — серверы и другое промышленное оборудование, требующее высокой скорости и долговечности.

MLC NAND

Преимущества: Дешевле памяти SLC — Недостатки: Быстродействие и ресурс ниже по сравнению с SLC

Технология NAND-памяти с многоуровневыми ячейками (MLC) хранит несколько битов на ячейку, хотя термин MLC обычно относится к 2 битам на ячейку. MLC имеет более высокую плотность размещения данных по сравнению с SLC, поэтому позволяет создавать носители большей емкости. Память MLC отличается хорошим сочетанием цены, производительности и долговечности. Однако память MLC, обеспечивающая 10 000 циклов P/E более чувствительна к ошибкам данных и имеет меньший ресурс по сравнению с SLC. Память MLC обычно используется в потребительской продукции, где долговечность не столь важна.

TLC NAND

Преимущества: Наименьшая цена и высокая емкость — Недостатки: Низкая долговечность

NAND-память с трехуровневыми ячейками (TLC) хранит 3 бита на ячейку. За счет увеличения числа битов на ячейку снижается цена и увеличивается емкость. Однако это отрицательно сказывается на производительности и ресурсе (всего 3000 циклов P/E). Во многих потребительских изделиях используется память TLC как самый дешевый вариант..

3D NAND

В последние десять лет одной из крупнейших инноваций на рынке флеш-памяти стала память 3D NAND. Производители флеш-памяти разработали технологию 3D NAND, чтобы устранить проблемы, с которыми они столкнулись при уменьшении размера 2D NAND в попытке достичь более высокой плотности при меньших затратах. В памяти 2D NAND ячейки, в которых хранятся данные, размещаются горизонтально, рядом друг с другом. Это означает, что объем пространства, в котором могут быть размещены ячейки, ограничен, и попытка уменьшить размер ячеек снижает их надежность.

Читайте также:
Бесплатный антивирус Bitdefender Free для Windows 10

Поэтому производители NAND-памяти решили расположить ячейки в пространстве иначе, что привело к созданию памяти 3D NAND с вертикальным расположением ячеек. Более высокая плотность памяти позволяет увеличить емкость без значительного увеличения цены. Память 3D NAND также обеспечивает более высокую долговечность и меньшее энергопотребление.

В целом, NAND — чрезвычайно важная технология памяти, поскольку обеспечивает быстрое стирание и запись данных при более низкой стоимости на бит. С ростом игровой индустрии развитие технологии NAND продолжится, чтобы удовлетворить постоянно растущие потребности потребителей в хранении данных.

TLC, MLC или 3D V-NAND — какой тип памяти SSD выбрать?

Стоимость твердотельных носителей определяется производительностью, объёмом памяти и количеством допустимых циклов перезаписываемой информации. Все технические характеристики зависят от типа памяти SSD. Рассмотрим, какие виды флеш-памяти бывают во внешних и стационарных накопителях и, что лучше выбрать TLC или MLC.

Содержание:

Существующие типы памяти SSD

Скорость передачи информации, а также количество циклов перезаписи в твердотельных дисках зависят от встроенной флеш-памяти и контроллера. Тип памяти SSD диска по способу построения бывает NAND и 3D NAND. По способу хранения информации накопители бывают четырёх видов TLC, eMLC, MLC, SLC. Все они работают на транзисторах и своеобразных плавающих затворах. При этом уровень напряжения, который хранится на плавающей затворке, и обуславливает значение битов/бита хранимой информации. Единичный транзистор может хранить один бит информации, два или три. Из-за желания увеличить объём памяти твердотельного накопителя и снизить его себестоимость, за всё время существования и было создано четыре типа памяти SSD:

  1. SLC. Первые твердотельные накопители были оснащены типом памяти SLC. Это одноуровневая ячейка, на которой хранится только 1 Бит информации. Есть определённое номинальное значение, определяющее, количество хранение Битов в ячейке. Когда напряжение выше логического номинального, то там хранится логическая единица, если ниже номинального — 0. Поэтому в одной ячейки и хранится всего один бит, так как есть только 2 определяющих значения напряжения. Для первых SSD накопителей SLC память показывала удивительные возможности, особенно в сравнении с жёсткими дисками. При этом срок годности или показатель циклов перезаписи выше всех следующих типов — 100 тыс. Производительность также высокая — скорость считывания информации 25 мс, основной недостаток — высокая цена и малый объём памяти. Поэтому тип SSD на основе SLC используется только для работы серверов и дата-центров.

  1. Производители стали биться над созданием флеш-памяти, которая могла бы хранить не один бит памяти в ячейке, а хотя бы два. Для этого им пришлось увеличить количество порогов напряжения. Так появился тип памяти MLC, использующий уже четыре отдельных значения напряжения — 00, 01, 10, 11. Как итог, всё-таки удалось снизить цену на SSD в целом, но за счёт увеличения плотности памяти, микросхемы стали чувствительнее к негативным факторам и перегреву и показатель P/E (количество циклов перезаписи) снизился в 10 раз, а точнее до 10 тыс. Скорость передачи данных тоже упала почти в два раза — до 45 мс.

  1. Подвид памяти MLC оптимизированный под предпринимательский сектор использования, обслуживания серверов, дата-центров. Тип флеш-памяти eMLC что-то средние между SLC и MLC: количество циклов перезаписи 20-30 тыс. Но по скорости обработки данных уступает SLC.
  2. Удавшаяся реализация предыдущего способа хранения большей информации на одной ячейке и желание сделать твердотельные накопители бюджетными и доступными простым пользователям, привели к созданию типу памяти TLC. Для неё уже было создано 8 пороговых значений напряжения (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111), соответственно одна ячейка уже могла хранить три Бита памяти. Слишком плотное хранение информации снова негативно отразилось на технических характеристиках, таких как скорость чтения и записи информации и долгосрочности работы SSD. Так, количество возможных циклов записи и перезаписи по сравнению с SLC со 100 тыс. снизилось до 3-5 тысяч. Скорость передачи данных у SSD с TLC памятью стала всего лишь 25 мс, но этот показатель всё равно выше, чем у HDD дисков в 10 раз. В то же время стоимость на твердотельный накопитель такого плана сделала его доступным для любого среднестатистического пользователя.

Для домашнего использования чаще всего выбирают SSD с типом памяти TLC или MLC.

Какой тип памяти лучше TLC или MLC

Если брать в целом разницу работы SSD на чипах TLC и MLC, то вторые имеют неоспоримые преимущества:

  • Скорость работы выше на 20 мс (45 против 25 мн).
  • Продолжительность срока эксплуатации больше в 2-3 раза.
  • Электроэнергии для работы нужно меньше, значить менее энергоёмкие.
  • Прочность и надёжность эксплуатации также выше.

Главный недостаток — это стоимость твердотельных накопителей с MLC, при том что цена и на бюджетные модели достаточно высокая, несмотря на её значительное снижение в последние годы. К тому же не стоит забывать, что даже самый бюджетный внешний или стационарны SSD с TLC флеш-памятью по производительности будет в несколько раз выше, чем жёсткий диск, так зачем переплачивать.

А также при определении, какой тип памяти лучше TLC или MLC, нужно брать не общие характеристики, а исходные данные вашего компьютера, интерфейс подключения. Например:

  1. При более высокой стоимости бюджетного SSD c чипом памяти MLC и более высоким параметрами производительности, указанных на упаковке, после подключения через интерфейс SATA3, с большой вероятностью будут показывать одинаковую пропускную способность. Также если MLC подключить через PCI-E, а TLC через PCI-E NVMe, то последний твердотельный накопитель будет показывать скорость считывания информации выше.
  2. Разным может быть и потребления электроэнергии при подключение в разные интерфейсы. Так, несмотря на то, что TLC поглощает больше электроэнергии, при подключении в SATA3, этот показатель будет в несколько раз ниже, в сравнении с твердотельным накопителем MLC подключенным в интерфейс PCI-E.
  3. Разница в производителях тоже может сыграть свою роль при выборе, что лучше TLC или MLC. При одинаковой стоимости TLC может выигрывать в объёмах памяти или гарантийном сроке эксплуатирования.

Тем более, что это не все параметры, влияющие на работу SSD, его производительность, срок работы и электропотребления. Иногда выгоднее взять накопитель с TLC нового поколения, пусть и уступающего по некоторым техническим характеристикам или равных по ним, чем SSD с устаревшей моделью памяти типа MLC.

Читайте также:
Диск Зарезервировано системой — что это и можно ли его удалить

Поэтому однозначного ответа, какой тип памяти лучше MLC или TLC нет. Всё зависит от цели покупки и задач возлагаемых на накопитель. Если SSD нужен для офисной работы или частых загрузок сторонней информации с её последующим удалением, или вы гонетесь за скоростью передачи данных, то лучше выбрать MLC. Для спокойного домашнего использования, чтобы увеличить скорость работы компьютера или ноутбука, достаточно будет твердотельного накопителя с памятью типа TLC. У него хватает производительности, чтобы удовлетворить юзера, и срок гарантийного использования, переводя циклы перезаписываемой информации на года, 3-5 лет. Что равняется сроку использования стандартного жёсткого накопителя до его выхода из строя.

3D NAND что это и стоит ли покупать

Для удовлетворения запросов на ёмкость SSD накопителей и чтобы при этом не страдала техническая часть с последующим уменьшением срока работы накопителя, производители стали уменьшать размер самих чипов памяти. Так они дошли до своего предела в 15-12 нм. Исчерпав возможность двигаться в этом направлении и увеличивать память за счёт количества хранения информации на ячейки, они решили изменить структуру их расположения. Так, появились многоуровневые флеш-памяти под аббревиатурой 3D NAND, то есть если ранее ячейки размещались в один слой, то теперь многослойно. Первая компания, которая выпустила трёхмерный чип памяти с трёхуровневыми ячейками, была Самсунг и назвала своё изобретение V-NAND, где V означало “вертикальный”. Другие производители также подхватили эту идею, и в итоге из-за трёхмерной структуры работы чипа памяти он получил название 3D NAND. В будущем планируется выпускать не только 3D V-NAND, но и 3D H-NAND (горизонтальный), так производители смогут ещё больше увеличить ёмкость памяти и срок использования.

Получается, что 3D NAND — это всё те же типы памяти MLC и TLC, только размещаются не одним слоем, а несколькими. Поэтому вы можете приобрести, например, 3D NAND TLC, который будет на голову выше флеш-памяти TLC, но количество хранения будет всё те же 3 Бита. Качественное улучшение произошло только за счёт увеличения количества транзисторов. И скорее всего выбор между 3D NAND TLC и 3D NAND MLC будет определяться личными предпочтениями. Интересно, что многие производители не спешат в характеристиках уточнять, с каким конкретно типом чипа по количеству хранимой информации та или иная модель, просто пишут 3D NAND.

Стоит ли покупать твердотельный накопитель c 3D NAND? Если вам важно долгое хранение информации, производительность твердотельного накопителя, большой объём памяти (сейчас есть устройства с ёмкостью в 6 Тб), то да. Тем более, что за такой конфигурацией флеш-памяти стоит будущее, уже сейчас они по чуть-чуть стали вытеснять с рынка одноуровневые накопители.

Как не потеряться в SLC, MLC, TLC или QLC при выборе SSD

Чаще всего, выбор SSD дисков сводится исключительно к их размерам и стоимости. Чуть более продвинутые пользователи смотрят ещё на заявленные скоростные характеристики и раскрученность бренда – так продаётся большинство накопителей.

На мой взгляд, подобный подход, в корне не правильный, ведь существует масса других, более важных параметров, которые просто не берутся во внимание. Так, я уже рассказывал о характеристиках надежности SSD дисков: TBW и DWPD, а сегодня речь пойдёт о типах памяти, применяемых при производстве твердотельных накопителей.

Типы памяти в SSD-дисках SLC, MLC, TLC и QLC

Попробуйте, ради интереса, спросить у продавцов-консультантов что скрывается за странными словами SLC, MLC, TLC или QLC в обозначении типов памяти SSD дисков и стоит ли вообще на это обращать внимание при покупке диска? И если стоит, то какой тип лучше? А я вот видел ещё красивые надписи V-NAND и 3D NAND и там вроде тоже что-то говорилось о памяти.

Для начала разберёмся с самим термином «NAND». Так называется вообще вся флешах-память, применяемая не только в твердотельных накопителях, но и флешках. NAND — это сокращение от Not AND (логическое “Не-И”). Если не вдаваться в технические подробности, то можно представить эти элементы как маленькие блоки из которых строится флеш-память и в этом все накопители схожи.

А вот технологии хранения информации в памяти могут существенно различаться. Вполне логичным кажется, что каждая ячейка должна хранить один бит информации и это у нас флеш-память типа SLC (Single-level Cell).

Накопители, построенные на памяти SLC являются самыми живучими (число циклов перезаписи каждой ячейки может достигать 100 000 раз и выше), но выходят слишком дорогим удовольствием и для домашнего применения их приобретение не оправдано.

Технологии MLC (eMLC), TLC или QLC хранят более одного бита в каждой ячейке памяти, что не лучшим образом сказывается на показателях живучести. Так, MLC (Multi-level Cell) хранит 2 бита информации в ячейке, у TLC (Three Level Cell) будет уже 3 бита, а накопители с памятью QLC (Quad-Level Cell), располагают 4-мя битами в одной ячейке памяти. Иногда можно встретить обозначение 3-bit MLC или MLC-3, но стоит понимать, что на самом деле, так обозначили память TLC.

Стоит понимать, что каждый дополнительный бит существенно снижает количество циклов чтения-записи ячейки памяти и скорость работы SSD. Так, для MLC этот показатель уже около 10 000 циклов, у TLC – 3 000, а QLC всего порядка 1 000. Есть ещё eMLC (Enterprise Multi Level Cell), где число циклов перезаписи увеличено до 30 000.

Что такое V-NAND, 3D NAND или QLC 3D NAND

Если с типами памяти всё стало более-менее понятнее, то что за обозначения V-NAND, 3D-NAND или QLC 3D NAND, которые встречаются в описаниях SSD накопителей, особенно известных брендов.

Для удешевления производства и улучшения характеристик производительности и срока службы, ячейки флеш-памяти на чипе стали размещать в несколько слоёв. Эти технологии получили названия V-NAND, 3D NAND или QLC 3D NAND. Остальную память, в чипах которой ячейки размещаются в одном слое называют «плоской» (planar).

Интересно, что Samsung предпочитает указывать именно технологию производства V-NAND, а не тип используемой памяти, создав для этих целей собственные линейки EVO и PRO, где применяется TLC и MLC соотвественно. Кроме того, Samsung заявляет что их чипы памяти, произведённые по технологии V-NAND TLC по всем характеристикам уделывают обычные planar MLC.

Читайте также:
Как включить Bluetooth на ноутбуке

Что выбрать для домашнего использования MLC, TLC или QLC?

Чёткого ответа, какой тип памяти предпочесть у меня нет, сам скорее ориентируюсь на конкретные модели производителей. При бюджете до 10 000 рублей предпочитаю ставить SSD диски от Samsung серии EVO (не реклама).

Если же руководствоваться исключительно характеристиками, то MLC 3D NAND кажется предпочтительнее – тут и более высокая скорость работы, и больший срок службы. но лишь до того момента, пока не берём в расчёт цену. А тут выбор уже не становится таким очевидным.

Есть сценарии работы, при которых нет нужды часто перезаписывать данные, а вот объём накопителя весьма критичен. В таком случае, можно присмотреться к SSD с памятью QLC (quad-level cell), где стоимость гигабайта наименьшая, а прирост скорости по сравнению с обычными HDD весьма ощутимый.

Кстати, на скорость работы твердотельных накопителей влияет не только тип памяти, но и интерфейс по которому он работает: SATA, PCI-E или NVMe. Так, в случае SSD с интерфейсом SATA заметить разницу в скорости между типами памяти TLC и MLC не получится, зато TLC накопитель с NVMe может оказаться быстрее сходного по цене с памятью MLC, работающего на PCI-E. Ну и не стоит сбрасывать со счетов гарантию производителя.

Если считаете статью полезной,
не ленитесь ставить лайки и делиться с друзьями.

Комментариев: 14

  1. 2019-04-18 в 14:34:59 | Аноним

купил Silicon Power 120gb(MLC) за 3700 5 лет назад под ОС, 1000 дней наработки ,всегда забит информацией на половину.Пока работает проблем нет.

Чёткого ответа, какой тип памяти предпочесть у меня нет- это бан

pokercam, вы хотите чтобы за вас решали? Каждый волен выбирать исходя из своих потребностей, я лишь рассказал в чём разница.

а мне понравилось. ничего лишнего. все факты в кучке. аффтар маладэц.

Бесполезная статья. Допустим, захотел я ПК собрать, думаю над ССД. И что я из этой статьи узнаю? Лишь разницу между типами памяти и что это реклама ССД от срамсрунга, ни разу неоправдывающего свою цену. Да будет тебе известно, автор, что ССД часто выходят из строя из-за контроллеров. Помимо этого, нет ничего про то, стоит ли брать только ССД или желательно купить ССД на 120-250 гигов и хард на сколько угодно терабайт. И про формфактор вообще ни слова, это как так? Если ставится вопрос “какой выбрать”, то все вопросы надо рассмотреть, а не только один вопрос. Сразу видно, что автор что-то нагуглил и возомнил себя ПК-экспертом. Хотя весь его “эксперт” на уровне Тимура Сидельникова

Дневник Геймера, что вам мешает написать свою идеальную статью?

Peter, если работать с текстовыми файлами, то вы правы, наверное никакой. А если ворочать что-то более тяжелое, например видеофайлы, то параллельная запись-чтение на пару и более дисков очень помогает.

Давно мне говорят: “Купи SSD!”. Объясните, пожалуйста, зачем они нужны? Количество циклов даёт понять, что надёжность через пару лет будет на нуле. Цена высокая. Скорость? Ну, да. Но если нужна скорость, почему бы не поставить несколько HDD в RAID? У меня в компе по-прежнему и стоят HDD и под систему, и под данные, и под кэш. Причем, купленные ещё до. Хотя нет, уже при Путине))). И на скорость не жалуюсь.

Александр, вы никогда похоже не сидели за компьютером, в котором установлен SSD. Скорость загрузки возрастает в разы, будто вообще полностью новый компьютер купили. Программы опять же открываются заметно быстрее. А по надёжности современные SSD ничем не хуже HDD, которые в последнее время стали менее качественными. У меня за 6 лет всего 30 ТБ записано, это при ресурсе больше 100 ТБ, хотя диск системный. К тому же, сейчас цены на SSD минимальные, самое время обзавестись своим.

Евгений, наверное вы правы. Нужно просто попробовать. Но только системник и с обязательным бэкапом. Не доверяю я флэш-памяти. Были случаи, когда на флешке уважаемого производителя переносился файл, который потом успешно копировался на другой диск. А позже выяснялось, что в чреве этого файла присутствуют части другого файла с той флешки.

Александр, и с каких пор raid практически прирост скорости давал? По крайней мере в домашних запросах и задачах?

Александр, Ну не настолько очень помогает, чтобы SSD по скорости превзойти. Да и от типа RAID-массива зависит – вероятнее всего, прироста в скорости может и не быть. По крайней мере заметного, а не синтетического. Мы ведь имеем в виду домашние ПК, а не монструозные ВЦ? Там другие тараканы совсем, и задачи тоже. Насчет надежности – тоже не всегда верно, количество операций записи/чтения на HDD тоже не бесконечно, и легко через те же пару лет вылезут битые кластеры – а это как минимум замедляет скорость, если не ведет к потере данных. Да Вы и сами все прекрасно знаете. P.S. Осмелюсь предположить, что Вы не пробовали ПК с SSD. Очень и очень разница заметна – особенно на ноутбуках, где традиционно винчестеры “низкооборотистые”.

Александр, количества циклов на моем дешевеньком 120гб ссд хватает уже лет так 5, не помню точно. А по поводу рэйда, если речь идёт о raid0, то касательно его надёжности у меня для вас плохие новости. Стоит накрыться или основательно посыпаться одному из дисков (от скачка напряжения, например, если на бп сэкономили), и данные со всего массива восстановлению не подлежат. Сдохнет мать-скорее всего результат будет аналогичен.

HDD надёжней и САМОЕ главное ДЕШЕВЛЕ, пусть и помедленнее, НО безопасность данных у меня на 1м месте!

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: