NAND Flash SLC, MLC, TLC, QLC च्या SSD चिप्सच्या विविध ग्रेडमधील फरक समजून घ्या

नंद फ्लॅशचे पूर्ण नाव फ्लॅश मेमरी आहे, जे नॉन-व्होलॅटाइल मेमरी डिव्हाइस (नॉन-व्होलॅटाइल मेमरी डिव्हाइस) शी संबंधित आहे.हे फ्लोटिंग गेट ट्रान्झिस्टर डिझाइनवर आधारित आहे आणि फ्लोटिंग गेटद्वारे शुल्क आकारले जाते.फ्लोटिंग गेट विद्युतदृष्ट्या विलग असल्याने, व्होल्टेज काढून टाकल्यानंतरही गेटपर्यंत पोहोचणारे इलेक्ट्रॉन अडकतात.फ्लॅश नॉन-अस्थिरतेचे हे तर्क आहे.अशा उपकरणांमध्ये डेटा संग्रहित केला जातो आणि पॉवर बंद केला तरीही तो गमावला जाणार नाही.
वेगवेगळ्या नॅनोटेक्नॉलॉजीनुसार, NAND Flash ने SLC ते MLC आणि नंतर TLC मध्ये संक्रमण अनुभवले आहे आणि ते QLC कडे वाटचाल करत आहे.NAND Flash मोठ्या क्षमतेमुळे आणि जलद लेखन गतीमुळे eMMC/eMCP, U डिस्क, SSD, ऑटोमोबाईल, इंटरनेट ऑफ थिंग्ज आणि इतर फील्डमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

एसएलसी (इंग्रजी पूर्ण नाव (सिंगल-लेव्हल सेल – एसएलसी) हे सिंगल-लेव्हल स्टोरेज आहे
SLC तंत्रज्ञानाचे वैशिष्ट्य म्हणजे फ्लोटिंग गेट आणि स्त्रोत यांच्यातील ऑक्साईड फिल्म पातळ आहे.डेटा लिहिताना, फ्लोटिंग गेटच्या चार्जवर व्होल्टेज लागू करून आणि नंतर स्त्रोतातून जावून संचयित शुल्क काढून टाकले जाऊ शकते., म्हणजे, 0 आणि 1 चे फक्त दोन व्होल्टेज बदल 1 माहिती युनिट संचयित करू शकतात, म्हणजेच 1 बिट/सेल, जे जलद गती, दीर्घ आयुष्य आणि मजबूत कार्यक्षमतेने वैशिष्ट्यीकृत आहे.गैरसोय म्हणजे क्षमता कमी आणि खर्च जास्त.

एमएलसी (इंग्रजी पूर्ण नाव मल्टी-लेव्हल सेल – एमएलसी) एक मल्टी-लेयर स्टोरेज आहे
इंटेल (इंटेल) ने सप्टेंबर 1997 मध्ये प्रथम यशस्वीरित्या एमएलसी विकसित केले. फ्लोटिंग गेट (फ्लॅश मेमरी सेलमध्ये चार्ज संचयित केलेला भाग) मध्ये माहितीचे दोन युनिट संग्रहित करणे आणि नंतर विविध संभाव्यतेचा चार्ज (स्तर) वापरणे हे त्याचे कार्य आहे. ), मेमरीमध्ये साठवलेल्या व्होल्टेज कंट्रोलद्वारे अचूक वाचन आणि लेखन.
म्हणजेच, 2bit/cell, प्रत्येक सेल युनिट 2bit माहिती साठवते, अधिक जटिल व्होल्टेज नियंत्रण आवश्यक आहे, 00, 01, 10, 11 चे चार बदल आहेत, गती सामान्यतः सरासरी असते, आयुष्य सरासरी असते, किंमत सरासरी असते, सुमारे 3000—10000 वेळा खोडून काढणे आणि जीवन लिहिणे. MLC मोठ्या संख्येने व्होल्टेज ग्रेड वापरून कार्य करते, प्रत्येक सेल डेटाचे दोन बिट संचयित करतो आणि डेटाची घनता तुलनेने मोठी आहे आणि एका वेळी 4 पेक्षा जास्त मूल्ये संचयित करू शकते.त्यामुळे, एमएलसी आर्किटेक्चरमध्ये चांगली स्टोरेज घनता असू शकते.

TLC (इंग्रजी पूर्ण नाव ट्रिनरी-लेव्हल सेल) हे तीन-स्तरीय स्टोरेज आहे
TLC प्रति सेल 3 बिट आहे.प्रत्येक सेल युनिट 3 बिट माहिती संग्रहित करते, जे MLC पेक्षा 1/2 अधिक डेटा संचयित करू शकते.000 ते 001 पर्यंत 8 प्रकारचे व्होल्टेज बदल आहेत, म्हणजेच 3 बिट/सेल.8LC नावाचे फ्लॅश उत्पादक देखील आहेत.आवश्यक प्रवेश वेळ जास्त आहे, त्यामुळे हस्तांतरण गती कमी आहे.
टीएलसीचा फायदा असा आहे की किंमत स्वस्त आहे, प्रति मेगाबाइट उत्पादन खर्च सर्वात कमी आहे, आणि किंमत स्वस्त आहे, परंतु आयुष्य कमी आहे, केवळ 1000-3000 खोडणे आणि पुनर्लेखन जीवन आहे, परंतु जोरदारपणे चाचणी केलेले TLC कण SSD करू शकतात. साधारणपणे 5 वर्षांपेक्षा जास्त काळ वापरला जातो.

QLC (इंग्रजी पूर्ण नाव क्वाड्रपल-लेव्हल सेल) चार-स्तर स्टोरेज युनिट
QLC ला 4bit MLC, चार-लेयर स्टोरेज युनिट, म्हणजेच 4bits/cell असेही म्हटले जाऊ शकते.व्होल्टेजमध्ये 16 बदल आहेत, परंतु क्षमता 33% ने वाढविली जाऊ शकते, म्हणजेच, लेखन कार्यप्रदर्शन आणि मिटवण्याचे आयुष्य TLC च्या तुलनेत आणखी कमी केले जाईल.विशिष्ट कामगिरी चाचणीमध्ये, मॅग्नेशियमचे प्रयोग केले आहेत.वाचण्याच्या गतीच्या बाबतीत, दोन्ही SATA इंटरफेस 540MB/S पर्यंत पोहोचू शकतात.QLC लेखन गतीमध्ये वाईट कामगिरी करते, कारण त्याचा P/E प्रोग्रामिंग वेळ MLC आणि TLC पेक्षा जास्त आहे, गती कमी आहे, आणि सतत लेखन गती 520MB/s पासून 360MB/s पर्यंत आहे, यादृच्छिक कामगिरी 9500 IOPS वरून 5000 पर्यंत घसरली आहे. IOPS, जवळजवळ अर्धा तोटा.

PS: प्रत्येक सेल युनिटमध्ये जितका अधिक डेटा संग्रहित केला जाईल तितकी प्रति युनिट क्षेत्र क्षमता जास्त असेल, परंतु त्याच वेळी, यामुळे वेगवेगळ्या व्होल्टेज स्थितींमध्ये वाढ होते, जे नियंत्रित करणे अधिक कठीण आहे, त्यामुळे NAND फ्लॅश चिपची स्थिरता वाईट होते, आणि सेवा आयुष्य लहान होते, प्रत्येकाचे स्वतःचे फायदे आणि तोटे.

(NAND Flash वाचन आणि लिहा जीवन फक्त संदर्भासाठी आहे)
चार प्रकारच्या NAND फ्लॅश मेमरीची कामगिरी वेगळी आहे हे पाहणे अवघड नाही.SLC ची प्रति युनिट क्षमता इतर प्रकारच्या NAND फ्लॅश मेमरी कणांपेक्षा जास्त आहे, परंतु त्याचा डेटा टिकवून ठेवण्याची वेळ जास्त आहे आणि वाचन वेग अधिक आहे;QLC मध्ये मोठी क्षमता आणि कमी खर्च आहे, परंतु कमी विश्वासार्हता आणि दीर्घायुष्यामुळे उणीवा आणि इतर उणीवा अजून विकसित करणे आवश्यक आहे.

उत्पादन खर्च, वाचन आणि लेखन गती आणि सेवा जीवन या दृष्टीकोनातून, चार श्रेणींची क्रमवारी आहे:
SLC>MLC>TLC>QLC;
सध्याचे मुख्य प्रवाहातील उपाय MLC आणि TLC आहेत.SLC हे मुख्यत्वे लष्करी आणि एंटरप्राइझ ऍप्लिकेशन्सचे उद्दिष्ट आहे, उच्च-गती लेखन, कमी त्रुटी दर आणि दीर्घ टिकाऊपणा.MLC हे मुख्यत्वे ग्राहक-श्रेणीच्या अनुप्रयोगांसाठी आहे, त्याची क्षमता SLC पेक्षा 2 पट जास्त आहे, कमी किमतीची आहे, USB फ्लॅश ड्राइव्ह, मोबाईल फोन, डिजिटल कॅमेरे आणि इतर मेमरी कार्डसाठी योग्य आहे आणि आज ग्राहक-श्रेणी SSD मध्ये देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. .

NAND फ्लॅश मेमरी दोन श्रेणींमध्ये विभागली जाऊ शकते: 2D संरचना आणि 3D रचना भिन्न अवकाशीय संरचनांनुसार.फ्लोटिंग गेट ट्रान्झिस्टर मुख्यतः 2D फ्लॅशसाठी वापरले जातात, तर 3D फ्लॅशमध्ये प्रामुख्याने CT ट्रान्झिस्टर आणि फ्लोटिंग गेटचा वापर केला जातो.सेमीकंडक्टर आहे, सीटी एक इन्सुलेटर आहे, दोन्ही स्वभाव आणि तत्त्व भिन्न आहेत.फरक आहे:

2D रचना NAND फ्लॅश
मेमरी सेलची 2D रचना केवळ चिपच्या XY प्लेनमध्ये मांडली जाते, त्यामुळे 2D फ्लॅश तंत्रज्ञानाचा वापर करून समान वेफरमध्ये उच्च घनता प्राप्त करण्याचा एकमेव मार्ग म्हणजे प्रक्रिया नोड संकुचित करणे.
नकारात्मक बाजू अशी आहे की लहान नोड्ससाठी NAND फ्लॅशमधील त्रुटी अधिक वारंवार असतात;याव्यतिरिक्त, वापरल्या जाऊ शकणार्‍या सर्वात लहान प्रक्रिया नोडची मर्यादा आहे आणि स्टोरेजची घनता जास्त नाही.

3D रचना NAND फ्लॅश
स्टोरेज डेन्सिटी वाढवण्यासाठी, उत्पादकांनी 3D NAND किंवा V-NAND (व्हर्टिकल NAND) तंत्रज्ञान विकसित केले आहे, जे Z-प्लेनमध्ये मेमरी सेल एकाच वेफरवर स्टॅक करते.

3D NAND फ्लॅशमध्ये, मेमरी सेल 2D NAND मध्ये क्षैतिज स्ट्रिंग्सऐवजी उभ्या स्ट्रिंग्स म्हणून जोडल्या जातात आणि अशा प्रकारे तयार केल्याने त्याच चिप क्षेत्रासाठी उच्च बिट घनता प्राप्त करण्यास मदत होते.पहिल्या 3D फ्लॅश उत्पादनांमध्ये 24 थर होते.