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什么是TLC:

固态硬盘就是靠NAND Flash闪存芯片存储数据的。NAND Flash根据存储原理分为三种,SLC、MLC、TLC.

简单来说TLC就是一种成本上相对比较偏向性价比的闪存颗粒, TLC指的是Triple Level Cell,即3 bit per cell,1个存储器储存单元可存放3 bit的数据。相对应的MLC芯片为“一个单元可以存储2个信息”,SLC芯片则为“一个单元可以存储1个信息”。

可能有人会说这不就是个集成度多少的问题吗?事实不是这样,无论是SLC、MLC、SLC其一个单元本身的晶体管数量是相似的,也就是说我们用物理上差不多的东西储存了更多的信息。但是存储更多的信息就等于带来了更多不稳定。

那么闪存的结构是什么样子的呢?在对一个闪存单元编程的时候,电压加到控制栅极(control gate)上,形成一个电场,让电子穿过硅氧化物栅栏,达到浮动栅极(floating gate)。穿越过程完成后,控制栅极上的电压会立刻降回零,硅氧化物就扮演了一个绝缘层的角色。单元的擦除过程类似,只不过电压加在硅基底(P-well)上。

TLC闪存越来越靠谱:

众所周知,TLC闪存虽然成本相对较低,但其寿命却远不如MLC闪存,也因此让不少用户担心低价SSD会因TLC闪存而容易“夭折”。实际上,TLC闪存的寿命缺陷在近两年已经得以改善。目前SSD厂商在主控技术上进行了很大的改进,信号处理,更强的ECC算法、扩大备用区域的容量增加预留空间等技术应用,从TLC的500——1000次P/E提升到目前的1000到2000次,一定程度上保证了可靠性与寿命。

我们知道TLC的性能比较差,尤其写入性能上,SSD厂商就通过SLC Cache的运用,只要制造一个大容量的缓冲区用户很多时候就不会感觉得到写入速度慢,而且SLC Cache玩得好还有延长寿命的作用。

另外,SSD厂商对于TLC SSD的质保提升到与MLC SSD基本一致的水平,今后SSD市场的发展趋势也是TLC会渐渐侵占MLC的份额,特别是在那些可以MLC/TLC相互切换的3D NAND普及之后,SSD容量会持续上升,价格则会不断下降,并且越来越多的厂商参与到TLC SSD的竞争中,价格不断走低,从而助长了TLC固态硬盘的壮大。

当然,无论如何优化改善,TLC SSD寿命不如MLC SSD也是不争的事实。那么在固态硬盘中,固态硬盘中,TLC和MLC的差别在哪里?从技术上来说,TLC每个单元能储存3个单位的数据,MLC每个单元能储存2个单位的数据,也就是说TLC颗粒每个单元能储存的数据是比MLC颗粒多的,这也是为什么现在厂商在入门级产品中更愿意推TLC颗粒的产品,因为每个单元的生产成本相对较低,用户相对比较容易接受,有利于推广市场。

TLC的逆袭:2016年,TLC闪存颗粒已经成为了行业的绝对主流,各大SSD厂商争相推出TLC固态硬盘,然而TLC的逆袭,是因为SSD厂商解决了TLC的P/E寿命问题,让TLC SSD的寿命上升到我们使用一台电脑正常周期上。

同时3D NAND闪存也是影响TLC发展的一个重要方向,3D NAND是不再追求缩小Cell单元,而是通过3D堆叠技术封装更多Cell单元,所以我们不必要追求更先进的制程,毕竟制程约先进,寿命反而越差。所以,可以使用相对更旧的工艺来生产3D NAND闪存,使用旧工艺的好处就是P/E擦写次数大幅提升,而且电荷干扰的情况也因为使用旧工艺而大幅减少。

TLC越来越靠谱 大势所趋已占据主流地位

还有就是未来的3D NAND可能都会做成可以MLC与TLC工作模式相互切换,也就是用TLC屏蔽一半容量、来充当MLC,也就是各种所谓的3bit MLC技术创新。

总而言之,现如今在固态硬盘的市场上已经是TLC的天下,在竞争激烈的存储市场中,玩家所偏好 MLC 设计方案成本,已经逼近压到难以再压的临界点。这时间点恰好 TLC 成熟度已经提升不少,是时势所趋的必然结果。

并且,SSD的成本将被大幅度压缩,SSD售价必要进一步下降,同规格容量的SSD,采用TLC闪存较之MLC闪存可降低至少20%的制造成本,在提高寿命的同时降低了消费者使用SSD的价格,从而吸引到了不少用户的青睐。

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