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多层单元英语:multi-level cell,缩写MLC)是一种存储多个位元信息的存储器元件。

MLC NAND闪存是一种在每个单元(cell)上使用多个层次的闪存技术,从而允许相同数量的晶体管存储更多位元。在单层单元(SLC)NAND闪存技术中,每个单元只能处于两种状态中的一种,即每个单元存储一个位元。很多MLC NAND闪存在每个单元中存储四个可能的状态,因此可以用每个单元存储两个位元。这减少了区分状态的余量,从而增加了发生错误的可能性。面向低错误率而设计的多层单元有时称之为企业级MLCeMLC)。

三层单元(Triple-level cells,缩写TLC)是MLC存储器的一种子类型,并随着MLC存储器的演变而有着较混乱的命名法。記憶體階層表现为如下顺序:

  1. SLC - (最快,高成本)
  2. MLC
  3. TLC - (中等,低成本)
  4. QLC - (最慢,極低成本)

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概述编辑

MLC闪存的主要好处是较高的数据密度带来的较低单元存储成本,而存储器读取软件可以补偿更大的比特误码率[1]更高的错误率需要前向錯誤更正(ECC)来纠正多个位元错误。例如,SandForce SF-2500闪存控制器可以纠正每个512字节扇区中最多55位元,从而使不可恢复读错误的发生率低于每读写1017位元时一个扇区。[2]最常被使用的算法是BCH码[3]与SLC闪存相比,MLC NAND的其他缺点是较低的写入速度、较低的编程擦除周期数和更高的功耗。

有少数存储器设备走向另一个方向,为每个位元使用两个单元,从而得到更低的误码率。[4] Intel 8087使用每个单元两个位元的技术,并是首个在1980年于市场上使用多层ROM单元的设备。[5]一些固态磁盘使用MLC NAND中的部分晶粒模拟为单位元的SLC NAND,从而提供更高的写入速度。[6][7][8]

三层单元编辑

三星集团宣布了每个单元(cell)存储三位元信息的一种NAND闪存,具有共8种电压状态。这也称之为三层单元(Triple Level Cell,缩写TLC),首次应用于840系列SSD[9]三星将这项技术称之为3位元MLC。基于NAND存储器的SanDisk X4闪存存储卡在每个晶体管中使用16个离散电荷电平(状态)在每个单元存储四位元。[10][11]MLC的缺点在TLC上同样存在并更为突出,但TLC也受益于更高的存储密度和更低的成本。[12]

单层单元编辑

闪存将数据存储在浮栅晶体管英语floating-gate transistors制成的各存储单元中。在传统上,每个单元有两种可能的状态,因此每个单元中存储一个位元数据的称之为单层单元,或者SLC闪存。SLC存储器具有高写入速度、低功耗、更长电池耐久的优点。但是,因为SLC存储器比MLC存储器在每个单元中存储的数据更少,它存储每兆字节的成本更高。由于更快的传输速度和更长使用寿命,SLC闪存技术更常被用于制造高性能存储卡。2016年2月的一项研究表示,SLC与MLC的可靠性在实践中几乎没有差异。[13]

参见编辑

参考资料编辑

  1. ^ Micron's MLC NAND Flash Webinar 互联网档案馆存檔,存档日期2007-07-22.
  2. ^ SandForce SF-2600/SF-2500 Product Info 2013-10-22
  3. ^ A Tour of the Basics of Embedded NAND Flash Options EE Times 2013-08-27
  4. ^ "Automotive EEPROMs use two cells per bit for ruggedness, reliability" by Graham Prophet 2008-10-02
  5. ^ "Four-state cell called density key" article by J. Robert Lineback.
  6. ^ Geoff Gasior.
  7. ^ Allyn Malventano.
  8. ^ Samsung.
  9. ^ Samsung SSD 840 Series - 3BIT/MLC NAND Flash
  10. ^ SanDisk Ships World’s First Flash Memory Cards with 64 Gigabit X4 (4-Bits-Per-Cell) NAND Flash Technology
  11. ^ NAND Flash - The New Era of 4 bit per cell and Beyond EE Times 2009-05-05
  12. ^ Samsung SSD 840: Testing the Endurance of TLC NAND. AnandTech. 2012-11-16 [2014-04-05]. 
  13. ^ Bianca Schroeder and Arif Merchant. Flash Reliability in Production: The Expected and the Unexpected. Usenix. February 22, 2016 [November 3, 2016]. 

外部链接编辑