SLC、MLC和TLC

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X3(3-bit-per-cell)架構的TLC晶片技術是MLC和TLC技術的延伸,最早期NAND Flash技術架構是SLC(Single-Level Cell),原理是在1個記憶體儲存單元(cell)中存放1位元(bit)的資料,直到MLC(Multi-Level Cell)技術接棒後,架構演進為1個記憶體儲存單元存放2位元。

2009年TLC架構正式問世,代表1個記憶體儲存單元可存放3位元,成本進一步大幅降低。

如同上一波SLC技術轉MLC技術趨勢般,這次也是由NAND Flash大廠東芝(Toshiba)引發戰火,之後三星電子(Samsung Electronics)也趕緊加入戰局,使得整個TLC技術大量被量產且應用在終端產品上。

TLC晶片雖然儲存容量變大,成本低廉許多,但因為效能也大打折扣,因此僅能用在低階的NAND Flash相關產品上,像是低速快閃記憶卡、小型記憶卡microSD或隨身碟等。

像是內嵌世紀液體應用、智慧型手機(Smartphone)、固態硬碟(SSD)等技術門檻高,對於NAND Flash效能講求高速且不出錯等應用產品,則一定要使用SLC或MLC晶片。

2010年NAND Flash市場的主要成長驅動力是來自於智慧型手機和平板電腦,都必須要使用SLC或MLC晶片,因此這兩種晶片都處於缺貨狀態,而TLC晶片卻是持續供過於求,且將整個產業的平均價格往下拉,使得市調機構iSuppli在統計2010年第2季全球NAND Flash產值時,出現罕見的市場規模縮小情況發生,從2010年第1季43億美元下降至41億美元,減少6.5%。

什麽是SLC? 
SLC英文全稱(Single Level Cell——SLC)即單層式儲存 。主要由三星(samsung)、海力士(Hynix)、美光(Micron)、東芝(toshiba)等使用。 

SLC技術特點是在浮置閘極與源極之中的氧化薄膜更薄,在寫入數據時通過對浮置閘極的電荷加電壓,然後透過源極,即可將所儲存的電荷消除,通過這様的方式,便可儲存1個信息單元,這種技術能提供快速的程序編程與讀取,不過此技術受限于Silicon efficiency的問題,必須要由較先進的流程强化技術(Process enhancements),才能向上提升SLC制程技術。 

什麽是MLC? 
MLC英文全稱(Multi Level Cell——MLC)即多層式儲存。主要由東芝、Renesas、三星使用。 
英特爾(Intel)在1997年9月最先開發成功MLC,其作用是將兩個單位的信息存入一個Floating Gate(Flash Memory存儲單元中存放電荷的部分),然後利用不同電位(Level)的電荷,通過内存儲存的電壓控制精准讀寫。MLC通過使用大量的電壓等級,每一個單元儲存兩位數據,數據密度比較大。SLC架構是0和1兩個值,而MLC架構可以一次儲存4個以上的值,因此,MLC架構可以有比較好的儲存密度。 

SLC比較MLC的優勢: 
目前市場主要以SLC和MLC儲存為主,我們多了解下SLC和MLC儲存。SLC架構是0和1兩個值,而MLC架構可以一次儲存4個以上的值,因此MLC架構的儲存密度較高,並且可以利用老舊的生産程備來提高産品的容量,無須額外投資生産設備,擁有成本與良率的優勢。 
與SLC相比較,MLC生産成本較低,容量大。如果經過改進,MLC的讀寫性能應該還可以進一步提升。 

SLC比較MLC的缺點: 
MLC架構有許多缺點,首先是使用夀命較短,SLC架構可以存取10萬次,而MLC架構只能承受约1萬次的存取。 
其次就是存取速度慢,在目前技術條件下,MLC晶片理論速度只能達到2MB左右。SLC架構比MLC架構要快速三倍以上。 
再者,MLC能耗比SLC高,在相同使用條件下比SLC要多15%左右的電流消耗。 
雖然與SLC相比,MLC缺點很多,但在單顆晶片容量方面,目前MLC還是占了絶對的優勢。由于MLC架構和成本都具有絶對優勢,能滿足未來2GB、4GB、8GB甚至更大容量的市場需求。  

SLC與MLC的識別: 
一、看傳輸速度 
比如有兩款採用Rockchip晶片的産品,測試時寫入速度有2、3倍優勢的應該是SLC,而速度上稍慢的則是MLC。即使同様採用了USB2.0高速接口的MP3,也不能改變MLC寫入慢的缺點。 
二、看FLASH型號 
一般來説,以K9G或K9L為開頭型號的三星Flash Memory則是MLC,以HYUU或HYUV為開頭型號的現代Flash Memory應是MLC。具體晶片編號以三星和現代為例:三星MLC晶片編號為:K9G****** K9L*****。現代MLC晶片編號為:HYUU**** HYUV*** 

簡單總結: 
如果説MLC是一種新興的Flash Memory技術,那麽它的“新”就表現在:成本低! 
雖然MLC的各項指標都落後於SLC Flash Memory。但是MLC在架構上取勝SLC,MLC肯定是今後的發展方向,而對于MLC傳輸速度和讀寫次數的問題已經有了相當多的解决方法,例如採用三星主控晶片,wear leveling技術,4bit ECC校驗技術,都可以在採用MLC晶片的時候同様獲得很好的使用效果,其性能和使用SLC晶片的没有什麽差別,而會節省相當多的成本. 

項目

Samsung(SLC

Toshiba(MLC

使用壽命

存取壽命長

可存取1萬次

寫入速度

9MB/s 以上

1.5MB/s 以上

工作電壓

3.3V/1.8V

3.3V

封裝技術

可配合其他技術 設計一體成型

塑膠組裝


SLC : single bit per cell 寫入次數:100000
MLC : 2 bits per cell 寫入次數:3000 -10000
TLC : 3 bits per cell 寫入次數:500-1000 

資料來源:
http://aax1985.spaces.eepw.com.cn/articles/article/item/24831
http://blog.yam.com/registry/article/15636037
http://av.beareyes.com.cn/2/lib/200702/07/20070207400.htm
http://210.71.214.3/UserFiles/File/940913-indus.pdf

deargrass 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(1) 人氣()


留言列表 (1)

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  • Ddc Shawn Marxis Huang
  • 內嵌世紀液體應用、智慧型手機(Smartphone)、固態硬碟(SSD)

    錯字應該更正為:

    內嵌式記憶體應用、智慧型手機(Smartphone)、固態硬碟(SSD)

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