Tlc mlc что лучше
Перейти к содержимому

Tlc mlc что лучше

  • автор:

QLC vs TLC vs MLC — что лучше?

Однозначно можно сказать, что накопители, построенные на MLC-памяти лучше по всем показателям: скорость, надежность, ресурс. Минус только один — цена. Потому наиболее разумным решение — это выбор накопителя с типом памяти TLC, так как тут соблюдается баланс между ценой и производительностью. QLC-накопителей лучше избегать, так как они не порадуют вас ни скоростями, ни ресурсом, ни ценой, которая хоть и ниже, чем у версий с TLC памятью, но не настолько, чтобы перекрыть остальные недостатки.

Твердотельные накопители TLC и QLC: В чем различия?

Мы уже говорили о том, как можно использовать кэш SSD для уменьшения задержек и ускорения скорости передачи данных. Мы также объяснили различия между потребительскими и корпоративными SSD, и почему для обеспечения стабильной производительности мы рекомендуем использовать последние.

Потребительские и корпоративные SSD – это две широкие категории, которые охватывают широкий спектр профилей производительности. Из-за различий в способах тестирования и оценки производителями своих продуктов недостаточно покупать их на основе рекламируемых цифр. В сегодняшней статье мы рассмотрим, как типы NAND существенно влияют на производительность, и почему это должно иметь значение для вашего следующего решения о покупке.

Типы флэш-памяти NAND

Данные флэш-памяти NAND представлены в виде цифровых сигналов (битов) и хранятся в ячейках флэш-памяти NAND. Количество битов, хранящихся в ячейке, определяет тип используемой флэш-памяти. Флэш-память с одноуровневыми ячейками (SLC) содержит один бит на ячейку. Многоуровневые ячейки (MLC) увеличивают емкость в два раза и содержат два бита на ячейку. Трехуровневые ячейки (TLC) содержат три бита на ячейку, а четырехуровневые ячейки (QLC) содержат четыре бита на ячейку, что позволяет в четыре раза увеличить емкость флэш-памяти SLC.

С тех пор как твердотельные накопители появились на рынке, их емкость становилась все больше и больше. Современные отраслевые тенденции направлены на снижение стоимости при увеличении емкости накопителей. Это привело к разработке более плотных ячеек памяти, при этом стоимость традиционных жестких дисков постепенно приближается (пока еще не достигла).

Стремление к удешевлению и увеличению объема накопителей привело к упадку твердотельных накопителей на базе SLC и MLC. В настоящее время TLC является основной технологией и занимает наибольшую долю рынка. QLC еще относительно нова, но мы ожидаем, что ее низкая стоимость привлечет покупателей, тем более что ее часто предлагают в качестве замены HDD.

Ячейки памяти NAND имеют лишь конечное число циклов программирования-стирания (P/E) (циклов записи), прежде чем они изнашиваются. Подробное рассмотрение этого вопроса выходит за рамки данной статьи, поэтому просто знайте, что ячейки высокой плотности имеют меньшую выносливость, чем ячейки низкой плотности, например, MLC обычно служат дольше, чем TLC.

Хотя в целом можно утверждать, что MLC будет быстрее TLC, а TLC быстрее QLC, новые SSD содержат множество методов оптимизации, которые помогают скрыть или свести на нет недостатки более медленной NAND. Отличным примером этого является “SLC-кэширование”, когда неиспользуемые области диска работают как псевдо-SLC NAND. Это позволяет добиться очень высокой производительности при коротких, серийных нагрузках, как это часто бывает в большинстве ПК и клиентских вычислительных средах. Это хорошо видно из нашей предыдущей статьи о потребительских и корпоративных SSD.

Для этого есть накопитель

В отличие от развитого рынка жестких дисков, при покупке SSD вы найдете достаточное количество марок и моделей, чтобы выбор был нелегким. Сегодня мы рассмотрим, что, хотя потребительские TLC- и даже QLC-накопители часто заявляют впечатляющие показатели производительности на первый взгляд, при практическом исследовании выясняется истинная производительность этих накопителей.

Мы выбрали по два общедоступных накопителя для каждой целевой сегментной группы, всего в бенчмаркинге участвовали шесть накопителей.

Производительность серии

Мы используем CrystalDiskMark, популярную утилиту для измерения производительности дисков. Увеличение глубины очереди (Q) и потоков (T) обычно приводит к повышению производительности, но большинство потребительских рабочих нагрузок подразумевают только низкую глубину очереди. ИТ-инфраструктура, включающая виртуальные машины и хранилища БД, обычно имеет более высокие глубины очередей и потоков.

Для тестов передачи файлов мы будем использовать AJA System Test, инструмент, разработанный в первую очередь для создателей контента, чтобы проверить, способны ли их системы хранения поддерживать прием потоков высокого разрешения. Мы настроили его на запись в систему файла размером 64 ГБ и последующее его считывание. Это все еще легкая рабочая нагрузка, но она будет показательна для пользователей, перемещающих большие файлы.

В коротких, серийных тестах все группы дисков показали отличные результаты, как и ожидалось для подобных синтетических тестов. На основании приведенных здесь цифр производительности можно сделать вывод, что при реальном использовании различий не будет. Благодаря большому объему SLC-кэша даже более медленные диски QLC работают отлично.

Производительность при 65% мощности

Предыдущие тесты проводились, когда диски были пусты. Это давало дискам с динамическим SLC-кэшированием большой простор для работы. Мы заполнили каждый диск на 65%, дали им отдохнуть несколько минут, а затем продолжили использовать AJA System Test для создания той же нагрузки записи и чтения объемом 64 ГБ.

По сравнению с полностью пустыми дисками наши корпоративные диски работали в пределах погрешности. Потребительские TLC-накопители немного снизили производительность при чтении, сохранив при этом хорошую скорость записи – ничего заметного при обычном повседневном использовании. Само собой разумеется, что регресс производительности группы QLC здесь значителен.

Полноценный тест драйв

Мы использовали тест заполнения всего диска для получения стабильной производительности дисков. Этот тест также показывает нагрузку на диск при использовании его в качестве SSD-кэша в загруженном сетевом хранилище, поскольку он будет постоянно заполняться недавно полученными данными. Этот тест исчерпывает все механизмы SLC-кэширования на диске, поскольку не дает ему времени на восстановление.

На графиках горизонтальная ось представляет собой процент емкости хранилища, на которую производится запись. Первый график – среднее значение скорости для наших групп. Второй показывает скорость в процентах от максимальной в данном тесте. Как и ожидалось, больше всего здесь отличились накопители, предназначенные для корпоративных сред. Потребительские TLC-накопители начали быстро, но быстро вышли из строя, поскольку израсходовали свой кэш. Диски QLC имеют довольно большой объем кэша, что позволяет им дольше оставаться быстрыми. Однако это делается для того, чтобы скрыть абсолютно низкую скорость записи, когда кэш заполняется и запись производится непосредственно на NAND. Здесь мы наблюдаем худшую скорость последовательной записи, чем у жестких дисков.

С другой стороны, несмотря на то, что корпоративные диски, которые мы использовали сегодня, в основном относятся к моделям начального уровня и рассчитаны на интенсивные нагрузки чтения, они все же способны обеспечить стабильную устойчивую производительность. Модели более высокого класса (более дорогие) обычно поддерживают более высокие скорости записи и рейтинги DWPD.

Подведение итогов

Всегда важно тщательно проверять заявленные показатели производительности твердотельных накопителей. Методы и условия тестирования отличаются у разных производителей, а для потребительских накопителей часто используются только серийные нагрузки. Несмотря на это, потребительские SDD все еще являются экономически эффективным вариантом модернизации, позволяющим значительно ускорить работу ПК или сетевого хранилища по сравнению с жесткими дисками. Однако учтите, что как только вы начнете применять к ним более тяжелые и длительные рабочие нагрузки, их производительность снизится, иногда значительно.

Диски QLC отлично подходят для своих целей, то есть недорогие диски для замены жестких дисков при интенсивных нагрузках на чтение. Хотя пиковая производительность может соперничать даже с высококлассными дисками на базе TLC, их производительность в стационарных условиях оставляет желать лучшего. В отличие от быстрого внедрения TLC NAND в потребительские и корпоративные накопители высокого класса, если производительность QLC в постоянном режиме существенно не улучшится, мы не ожидаем, что в ближайшее время они станут заменой TLC.

При использовании в сетевом хранилище становится понятно, почему мы всегда рекомендовали использовать только диски корпоративного класса. Кроме того, что они рассчитаны на более длительный срок службы, постоянство производительности чрезвычайно важно, особенно когда вы обеспечиваете хранение виртуальных машин и других критически важных объектов инфраструктуры. Здесь просто нет места для переменной производительности в зависимости от рабочей нагрузки.

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

миниатюрный самодельный робот с флеш-накопителем USB и картой памяти SD

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.

инфографика, показывающая ключевые различия между разными типами 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.

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.

MLC или TLC – что лучше в SSD накопителях

#ОкейГик

Твердотельные жесткие диски с каждым годом становятся все дешевле, а вместе с тем и все популярнее. На рынке появляется больше моделей подобных накопителей, и это связано не только с предложением своего ассортимента новыми производителями, но и с использованием новых технологий «старыми игроками». Компании в данный момент выпускают на рынок SSD-диски с двумя основными типами памяти: MLC и TLC. В рамках данной статьи рассмотрим, чем они отличаются друг от друга, и какой вариант лучше купить для домашнего использования.

Обратите внимание: Также можно встретить в продаже твердотельные жесткие диски, память в которых обозначена V-NAND или 3D NAND. Данная память все равно относится к типу MLC или TLC, о подобных обозначениях также расскажем ниже.

Оглавление: 1. Типы памяти SSD дисков 2. TLC или MLC: что лучше 3. Что такое 3D NAND, 3D TLC и V-NAND в SSD-памяти 

Типы памяти SSD дисков

В твердотельных накопителях используется флэш-память, которая собой представляет организованные ячейки памяти на базе полупроводников, сгруппированные особым образом. Можно разделить всю используемую флэш-память в SSD накопителях следующим образом:

  • По методу чтения и записи. Современные твердотельные накопители используют тип памяти NAND;
  • По способу хранения данных. Разделить по способу хранения данных SSD накопители можно на SLC и MLC. Расшифровать аббревиатуры можно как «одноуровневая ячейка» или «многоуровневая ячейка». В случае с памятью SLC в одной ячейке может содержаться не более одного бита данных, тогда как во второй ситуации в одной ячейке может храниться более одного бита. В потребительских твердотельных накопителях используется MLC технология хранения данных.

TLC – это подвид MLC памяти. Если в стандартной MLC памяти хранится 2 бита информации в одной ячейке, то в варианте TLC может хранить три бита информации в одной ячейке памяти. То есть, TLC – это тоже многоуровневая ячейка.

Обратите внимание: Некоторые производители твердотельных дисков указывают не TLC, а 3-bit MLC или MLC-3. По сути, все эти три варианта означают одно и то же.

TLC или MLC: что лучше

Если не рассматривать детали, то можно сказать, что в общем случае тип памяти MLC лучше, чем TLC, вот несколько его преимуществ:

  • Память подобного типа прослужит дольше, в среднем, на 20-30%;
  • MLC работает быстрее, чем TLC;
  • Твердотельные накопители на базе памяти MLC требуют меньше энергии для работы.

За лучшее качество нужно платить, и наличие памяти типа MLC сказывается на стоимости твердотельных жестких дисков – они дороже, чем варианты на TLC.

Но если вдаваться в детали и рассматривать использование SSD-дисков с данными типами памяти на пользовательском уровне, стоит сказать, что отличия между ними не столь велики, и далеко не всегда есть смысл переплачивать за MLC память. Многое в их работе зависит от других факторов, например от интерфейса подключения. Рассмотрим пару вариантов наглядно:

Подводя итог, можно сделать вывод, что однозначно MLC или TLC вариант не выигрывает. Факторов, которые влияют на скорость работы твердотельного накопителя, огромное множество. Если приобрести емкий SSD-диск на основе TLC памяти, он может оказаться лучше от одного производителя, чем модель на MLC от другого производителя, при этом по стоимости они будут одинаковыми. На потребительском уровне покупателю следует ориентировать не на тип памяти, а на показатели того или иного диска в тестах, которые производители всегда публикуют. Разниться показатели в тестах могут даже у моделей одной компании, выпускаемой в разных линейках, несмотря на одинаковый тип памяти в них.

Что такое 3D NAND, 3D TLC и V-NAND в SSD-памяти

3d nand

Еще один параметр, который может заметить покупатель при выборе твердотельного жесткого диска – это 3D NAND, 3D TLC или V-NAND. В зависимости от производителя данное свойство носит различные названия, но суть одна. При наличии подобного обозначения следует знать, что в данной модели накопителя ячейки флэш-памяти расположены на чипах в несколько слоев, тогда как при отсутствии такого обозначения, скорее всего, они наложены в один слой.

Производство памяти в несколько слоев дешевле, чем в один слой, и по заверениям производителей более надежно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *