TLCとMLCメモリを搭載したSSDディスク

TLCとMLCメモリを搭載したSSDドライブ
MLCとTLCの違い
マルチレベルセル（MLC）
トリプルレベルセル（TLC）
長所と短所は何ですか？
データを保存する能力を失うことなく、いくつの記録サイクルをサポートしますか？
温度の問題
推奨SSD
おわりに

2つの要因が組み合わさってメガバイトあたりの価格が急速に下がった2004年から2005年の間に、フラッシュメモリの大ブームが起こりました 。スマートフォンとSSDディスクが減少に気づき始めましたが、最近の作業のせいではなく、また価格を引き上げているようですが、時間の経過だけが私たちをより魅力的な価格にしています。 TLCメモリとMLCメモリの違いを知りたいですか？あなたが知る必要があるすべてを説明します！

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TLCとMLCメモリを搭載したSSDドライブ

1つ目は、生産の激増とメーカー間の競争であり、これにより価格が下落しました。 サムスンや東芝のような巨大企業に加えて、 IntelやAMDもフラッシュメモリの製造に多額の投資を行っています。

2つ目は、 MLC（Multi-Level Cell）テクノロジーの導入で、各セルは1ビットではなく2ビットを格納し続けました。これは、中間電圧を使用したおかげで可能でした。 MLCテクノロジは、さまざまなメーカーによって多かれ少なかれ同時に実装されており、メガバイトあたりのコストを半分に削減しましたが、代わりに、パフォーマンスが低下し、より速く劣化するフラッシュメモリチップをもたらしました。。

今日、 MLCチップは、 USBスティック 、メモリカード、SSDのほとんどで使用されています。セルごとに1ビットを格納する従来のチップは「SLC」（シングルレベルセル）と呼ばれるようになり、高性能ソリッドステートドライブ（特に、サーバー市場）。はるかに高価ですが、 パフォーマンスが高く、耐久性があります。

もう1つの極端な例として、 TLCチップを搭載したユニットがあります。TLCチップは、MLCのような2つではなく、セルあたり3ビットを格納するため、 ギガバイトあたりの製造コストを33％以上削減します。一方、より多くの中間電圧を使用すると、MLCよりも速く劣化するチップになります。

MLCとTLCの違い

実際には、MLCチップとTLCチップのセル間に物理的な違いはありません。どちらの場合も、 製造技術はほとんど同じですが、違いがあります。チップのプログラミング方法も異なります。 MLCおよびTLCチップがSLCよりも安価になる理由は、単純な計算の問題です。16ギガバイトのNANDチップは、16ギガバイトのSLCチップ、32ギガバイトのMLCチップ、またはTLCチップを生み出します。 48ギガバイト。

チップの総コストが24ドルであると仮定すると、ギガバイトあたりのコストはMLCで0.75ドル、FTAでは0.50ドルになります。大容量SSDを低価格で販売することに興味があるメーカーであれば、2つのオプションのうちどちらがより魅力的であるかは明らかです。

大きな問題は、耐久性だけでなく、チップ自体のパフォーマンスでもあります。これは、より多くのビットを使用すると低下します。 MLCチップで50 µsかかる読み取り操作は、TLCチップで100 µs以上かかります。

同時に、MLCチップで900 µs以上かかる書き込み操作では、TLCで2000 µs以上かかるため、ドライブの読み取り速度と書き込み速度に比例して低下します。

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ただし、最大の問題は耐久性です。 MLCチップの寿命は50nmでわずか10, 000サイクルですが、TLCチップでは50nmでの寿命は2, 500回です。

ドライブの寿命を延ばすために現在のドライバーで採用されているセクターやその他の技術を使用しても、25 nm TLCチップをベースとする128 GB SSDは、その寿命全体で96 TBの記録しか伝送できず、その使用は非常に。比較のために、34nm MLCチップをベースにした128GBディスクは、ディスク上で640TBを搭載します。

MLCディスクの寿命は比較的短くなりますが、フラッシュメモリが他の領域で提供する大きな利点を考慮すると、許容範囲です。ただし、TLCドライブは使用に制限があり、多くの使用状況では数年後に使い果たされる可能性があります。つまり、彼らは悪くない、いいですか？しかし、品質は劣ります。

TLCメモリを搭載したSSDは、通常のユーザーに最適です。しかし、MLCはより高い品質を備えており、それらはメーカーのトップクラスに含まれています。

多くの製造元は、フラッシュメモリのパフォーマンスと信頼性の低下を、 より優れたドライバーとSSDのより高い使用率で補うことができましたが、製造元がより悪いフラッシュメモリチップを製造しているという中心的な問題を否定するものではありません。新しい世代ごとに、 コストに関連してのみ進歩します 。

マルチレベルセル（MLC）

MLCは、今日ほとんどのソリッドステートドライブで使用されている標準です。頭字語はMulti-Level Cellの略で、 セルごとに2ビットのデータを保存する機能を持つNANDフラッシュメモリを表すために使用されます。

TLCはこのテクノロジーの進化形であり、 セルごとに3ビットのデータを保存できますが、シングルレベルセル（SLC）は各セルに1ビットのデータのみを保存します。それぞれに長所と短所があり、次に見ていきます。

現在、MLCタイプは非常に一般的であり、SLCのように、メモリセルに1ビットだけではなく2ビット（理論的にはさらに多くのビットを格納することも可能）を格納するために微分電圧を使用するプロセスで構成されています。

MLCテクノロジーのおかげで、フラッシュストレージデバイスのコストが削減され、USBスティックやスマートフォンなどの製品がより手頃な価格で提供されるようになりました。

トリプルレベルセル（TLC）

名前自体はそれを示しています。TLCタイプはセルごとに3ビットを格納するため、ユニットに格納できるデータ量は大幅に増加します 。これは、市場に出ている最新の標準です。

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ただし、MLCテクノロジーと比較してパフォーマンスも低いため、結局のところ、3ビットで8つの可能な値が得られるため、000、001、010、011、100、101、110にはさまざまな電圧があります。と111。

ここでの主な利点は、TLCメモリは通常MLCチップよりも遅いため、ストレージスペースが増加することです。MLCチップは、SLCテクノロジーよりもパフォーマンスが低くなります。

それでも、TLCおよびMLCメモリはハードドライブよりも高速であるため、ほとんどのアプリケーションで使用できます。多くの状況では、かなり高速なSSDを使用しても補正されませんが、以下の容量は提供されません。十分なストレージ。

長所と短所は何ですか？

TLCテクノロジーを備えたソリッドステートドライブの大きな利点は、最低価格です。これは、このテクノロジーを搭載したドライブの方が密度が高く、同じ容量でより多くのデータを保存できるためです。つまり、コスト効率が高くなります。しかし、これは人生のすべてのように、代償を伴います。

TLCテクノロジーを搭載したソリッドステートドライブは、MLCモデルほど高速でも耐久性もありません 。したがって、これらは専門家による使用には適していません。

確かに、TLCソリッドステートドライブはホームユーザーにより適しています。これらのタイプのユーザーの場合、少なくともほとんどの場合、パフォーマンスに顕著な違いはありません。

データを保存する能力を失うことなく、いくつの記録サイクルをサポートしますか？

セルでサポートされている書き込みサイクルの数がセルの耐用年数に影響することは明らかです。しかし幸いなことに、それだけではありません。セルに含まれる値が変更される頻度（読み取られる頻度は耐用年数に影響を与えません）と大容量ストレージユニットの容量（この場合）、それがインストールされているSSDまたはソリッドステートデバイスから）。

記録操作の頻度の重要性は明白です。ほとんど使用されていないユニットの1万回の書き込みサイクルをサポートする、または静的データを格納するセルでの書き込み操作の頻度は小さいです。したがって、このセルは他のセルよりもはるかに長持ちし、値が頻繁に変化する動的データを格納するために使用されるドライブにインストールされ、常に書き換える必要があります。

SSDにデータが保存されるメモリバンクと同じくらい重要なのは、SSDディスクとコンピューターの間のインターフェイスとして機能するコントローラーに含まれるコントローラーです。これは、 データを格納するセルを決定するコントローラーです。

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SSDが普及しているこれらの最後の年の間に、これらのセルが何であるかを決定するアルゴリズムは完成されました。新しいコントローラーは、SSDで使用可能なセルの読み取り操作をできるだけ均一に分散させ、一部のセルが他のセルよりもはるかに多くの書き込み操作を受け取らないようにします。

SSDを使用する初期の頃は、ドライブの容量は比較的小さかった。 1TBドライブは今日すぐに利用できます。まあ、書き込み操作を分散できるセルの総数が大幅に増えると、各セルが上書きされる頻度は、この増加に正比例して減少します。

したがって、 SSDの寿命に関するSSDの容量の重要性。ただし、MLCベースのデバイスの寿命はSLCベースのデバイスよりはるかに短いです。

もう1つの重要な違いは、 書き込み操作の実行速度です。今回は、読み取り操作は干渉しません。結局のところ、電圧を測定するには、電位差のあるポイントにセンサーを適用するだけで十分です。しかし、書く場合は事情が異なります。

ご覧のように、このタイプのメモリセルには8つの異なる値（000 ₂ = 010から1112 = 710）を格納できます。可能な値の数が増えると、値の「書き込み」（電圧レベルの調整）がはるかに複雑になる（したがって時間がかかる）ことを示すには、単純な観察で十分です。そして、電圧範囲を拡大することにより、エネルギー消費が増加します。

温度の問題

最近まで、メモリモジュールは熱を放散していましたが、これが問題になることはありませんでした。ただし、マルチレベルフラッシュメモリに関しては異なります。

結局、それらは高周波で動作し、比較的高い電圧を使用します。これは、熱放散に関して2つの重要な要素であり、そのためチップ温度が上昇します。

これは、保存された値を識別する内部電圧のしきい値の数が多いMLCメモリの場合、特にデリケートです。

これは、温度が高すぎると、これらのしきい値に干渉して、保存されている値が変更され、メモリの信頼性が完全に損なわれる可能性があるためです。

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その結果、このタイプのメモリのベースを非常に高い動作温度に保つことは、絶対にお勧めできません。このため、一部のデバイス（Samsung SSDなど）には、書き込みが遅くなる温度センサーが備わっています（読み取りは、いつものように、放熱にほとんど影響しません）。摂氏70度で、バンクがこの制限値を下回ったときにのみ通常の動作に戻ります。

シングルレベルメモリ（SLC）は、高温に対してより耐性があります。これは、2つの状態のうちの1つしか取ることができないため、許容値が温度よりもはるかに大きく、電圧しきい値がわずかに変化するため、格納された値は変化しないためです。

したがって、より高価であるが高温に耐えるシングルセルSSDは「産業用」に分類され、より低い温度範囲で動作する必要があるMLCは「商用」に分類されます。

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