Твердотілі жорсткі диски з кожним роком стають дешевшими, а водночас і дедалі популярнішими. На ринку з'являється більше моделей подібних накопичувачів, і це пов'язано не лише з пропозицією свого асортименту новими виробниками, а й з використанням нових технологій старими гравцями. Компанії зараз випускають на ринок SSD-диски з двома основними типами пам'яті: MLC і TLC. У рамках цієї статті розглянемо, чим вони відрізняються один від одного, і який варіант краще придбати для домашнього використання.

Зверніть увагу: Також можна зустріти у продажу жорсткі жорсткі диски, пам'ять в яких позначена V-NAND або 3D NAND. Ця пам'ять все одно відноситься до типу MLC або TLC, про подібні позначення також розповімо нижче.

Типи пам'яті SSD дисків

У твердотільних накопичувачах використовується флеш-пам'ять, яка є організованими осередками пам'яті на базі напівпровідників, згруповані особливим чином. Можна розділити всю використовувану флеш-пам'ятьSSD накопичувачах наступним чином:

• За методом читання та запису. Сучасні твердотільні накопичувачі використовують тип пам'яті NAND;
• За способом зберігання даних. Розділити за способом зберігання даних SSD накопичувачі можна на SLC та MLC. Розшифрувати абревіатури можна як «однорівневий осередок» або «багаторівневий осередок». У випадку пам'яті SLC в одному осередку може міститися не більше одного біта даних, тоді як у другій ситуації в одному осередку може зберігатися більше одного біта. У споживчих твердотільних накопичувачах використовується MLC технологія зберігання даних.

TLC – це підвид MLC пам'яті. Якщо в стандартній MLC пам'яті зберігається 2 біти інформації в одному осередку, то у варіанті TLC може зберігати три біти інформації в одному осередку пам'яті. Тобто, TLC – це теж багаторівневий осередок.

Зверніть увагу: Деякі виробники твердотільних дисків вказують неTLC, а 3-bitMLC абоMLC-3. По суті, всі ці три варіанти означають те саме.

TLC або MLC: що краще

Якщо розглядати деталі, можна сказати, що у випадку тип пам'ятіMLC краще, ніжTLC, ось кілька його переваг:

• Пам'ять такого типу прослужить довше, загалом, на 20-30%;
• MLC працює швидше, ніж TLC;
• Твердотілі накопичувачі на базі пам'яті MLC вимагають менше енергії для роботи.

За найкращу якість потрібно платити, і наявність пам'яті типу MLC позначається на вартості жорстких жорстких дисків – вони дорожчі, ніж варіанти на TLC.

Але якщо вдаватися в деталі і розглядати використання SSD-дисків з даними типами пам'яті на рівні користувача, варто сказати, що відмінності між ними не настільки великі, і далеко не завжди є сенс переплачувати за MLC пам'ять. Багато чого в роботі залежить від інших факторів, наприклад від інтерфейсу підключення. Розглянемо кілька варіантів наочно:

Підсумовуючи, можна дійти невтішного висновку, що однозначноMLC абоTLC варіант не виграє.Факторів, які впливають на швидкість роботи твердотільного накопичувача, безліч. Якщо придбати ємний SSD диск на основі TLC пам'яті, він може виявитися краще від одного виробника, ніж модель на MLC від іншого виробника, при цьому за вартістю вони будуть однаковими. На споживчому рівні покупцю слід орієнтувати не так на тип пам'яті, але в показники тієї чи іншої диска в тестах, які виробники завжди публікують. Різні показники в тестах можуть навіть у моделей однієї компанії, що випускається в різних лінійках, незважаючи на однаковий тип пам'яті в них.

Що таке 3D NAND, 3D TLC та V-NAND у SSD-пам'яті

Ще один параметр, який може помітити покупець при виборі жорсткого жорсткого диска - це 3D NAND, 3D TLC або V-NAND. Залежно від виробника ця властивість має різні назви, але суть одна. За наявності подібного позначення слід знати, що в даній моделі накопичувача осередки флеш-пам'яті розташовані на чіпах у кілька шарів, тоді як за відсутності такого позначення, швидше за все, вони накладені на один шар.

Продуктивність та термін служби SSD в першу чергу залежать від флеш-пам'яті NAND та контролера з прошивкою. Вони є основними складовими ціни накопичувача і при покупці логічно звертати увагу саме на ці компоненти. Сьогодні ми поговоримо про NAND.

Тонкощі технологічного процесу виробництва флеш-пам'яті ви за бажання знайдете на сайтах, що спеціалізуються на оглядах SSD. Моя ж стаття орієнтована на ширше коло читачів і має дві мети:

1. Відкрити завісу над невиразними специфікаціями, опублікованими на сайтах виробників SSD та магазинів.
2. Зняти питання, які можуть виникнути при вивченні технічних характеристик пам'яті різних накопичувачів і читання оглядів, написаних для «залізних» гіків.

Для початку я проілюструю проблему картинками.

Що вказують на характеристики SSD

Технічні характеристики NAND, що публікуються на офіційних сайтах виробників та в мережевих магазинах, далеко не завжди містять докладну інформацію. Більше того, термінологія сильно варіюється, і я підібрав для вас дані про п'ять різних накопичувачів.

Вам щось каже ця картинка?

Ок, припустимо, Яндекс.Маркет — не найнадійніше джерело інформації. Звернемося до сайтів виробників — так стало легше?

Можливо, так буде зрозуміліше?

А якщо так?

Чи все-таки краще так?

Тим часом у всіх цих накопичувачах встановлено однакову пам'ять! У це важко повірити, особливо дивлячись на дві останні картинки, чи не так? Дочитавши запис до кінця, ви не тільки в цьому переконаєтесь, а й читатимете подібні характеристики як відкриту книгу.

Виробники пам'яті NAND

Виробників флеш-пам'яті набагато менше, ніж компаній, які продають SSD під своїми брендами. У більшості накопичувачів зараз встановлено пам'ять від:

• Intel/Micron
• Hynix
• Samsung
• Toshiba/SanDisk

Intel та Micron не випадково ділять одне місце у списку. Вони виробляють NAND за однаковими технологіями в рамках спільного підприємства IMFT.

На провідному заводі в американському штаті Юта та сама пам'ять випускається під марками цих двох компаній майже в рівних пропорціях. З конвеєра заводу в Сінгапурі, який зараз контролює Micron, пам'ять може сходити також під маркою її дочірньої компанії SpecTek.

Всі виробники SSD купують NAND у перерахованих вище компаній, тому в різних накопичувачах може стояти фактично однакова пам'ять, навіть якщо її марка відрізняється.

Здавалося б, за такого розкладу з пам'яттю все має бути просто. Проте є кілька типів NAND, які у свою чергу поділяються за різними параметрами, вносячи плутанину.

Типи пам'яті NAND: SLC, MLC та TLC

Це три різних типи NAND, головною технологічною відмінністю між якими є кількість бітів, що зберігаються в осередку пам'яті.

SLC є найстарішою із трьох технологій, і ви навряд чи знайдете сучасний SSD з такою NAND. На борту більшості накопичувачів зараз є MLC, а TLC - це нове слово на ринку пам'яті для твердотільних накопичувачів.

Взагалі, TLC давно використовується у USB-флешках, де витривалість пам'яті не має практичного значення. Нові технологічні процеси дозволяють знизити вартість гігабайта TLC NAND для SSD, забезпечуючи прийнятну швидкодію та термін служби, у чому логічно зацікавлені усі виробники.

Цікаво, що поки широка публіка стурбована обмеженою кількістю циклів перезапису SSD, у міру розвитку технологій NAND цей параметр лише знижується!

Як визначити конкретний тип пам'яті в SSD

Незалежно від того, чи придбали ви твердотільний накопичувач або тільки плануєте покупку, після прочитання цього запису у вас може виникнути питання, винесене в підзаголовок.

Жодна програма типу пам'яті не показує. Цю інформацію можна знайти в оглядах накопичувачів, але є і більш короткий шлях, особливо коли потрібно порівняти кілька кандидатів на покупку.

На спеціалізованих сайтах можна знайти бази даних SSD, і ось вам приклад .

Я без проблем знайшов там характеристики пам'яті своїх накопичувачів, крім SanDisk P4 (mSATA), встановленого в планшеті.

В яких SSD встановлена ​​найкраща пам'ять

Давайте спочатку пройдемося за основними пунктами статті:

• виробників NAND можна перерахувати на пальцях однієї руки
• у сучасних твердотільних накопичувачах використовується два типи NAND: MLC і TLC, що тільки набирає обертів
• MLC NAND відрізняється інтерфейсами: ONFi (Intel, Micron) та Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
• ONFi MLC NAND ділиться на асинхронну (дешевше та повільніше) та синхронну (дорожче та швидше)
• виробники SSD використовують пам'ять різних інтерфейсів та типів, створюючи різноманітний модельний ряд на будь-який гаманець
• офіційні специфікації рідко містять конкретну інформацію, але бази даних SSD дозволяють точно визначити тип NAND

Звісно, ​​у такому зоопарку не може бути однозначної відповіді на запитання, винесене у підзаголовок. Незалежно від бренду накопичувача NAND відповідає заявленим специфікаціям, інакше ОЕМ-виробникам немає сенсу її купувати (вони дають на SSD свою гарантію).

Проте… уявіть, що літо вас порадувало небувалим урожаєм суниці на дачі!

Вона вся соковита та солодка, але вам просто не з'їсти стільки, тому ви вирішили продати частину зібраних ягід.

Найкращу суницю ви залишите собі чи виставите на продаж? :)

Можна припустити, що виробники NAND встановлюють найкращу пам'ять своїх накопичувачів. Враховуючи обмежену кількість компаній, що випускають NAND, список виробників SSD виходить ще коротшим:

• Crucial (підрозділ Micron)
• Intel
• Samsung

Знову ж таки, це лише припущення, не підкріплене достовірними фактами. Але хіба ви надійшли б інакше на місці цих компаній?

MLC чи TLC – що краще вибрати для свого комп'ютера? Всі користувачі, які будь-коли використовували твердотільний накопичувач (пам'ять SSD), позитивно відгукуються про нього. Завдяки йому улюблені програми завантажуються швидше, а загальна ефективність системи підвищується. Крім того, ці накопичувачі набагато більш зносостійкі та міцні в порівнянні з традиційними жорсткими дисками. Але чому деякі типи пам'яті дорожчі, ніж інші? Для відповіді це питання потрібно зрозуміти внутрішній пристрій накопичувачів такого типу.

Плату SSD можна умовно поділити на 3 основні блоки:

1. 3D NAND-пам'ять (не плутати з NOR Flash). Ця частина використовується для зберігання даних в незалежних блоках, які не вимагають постійного живлення від електромережі.
2. DDR. Невелика кількість енергозалежної пам'яті, яка потребує живлення для збереження даних. Використовується для кешування інформації для майбутнього доступу. Ця опція доступна не на всіх накопичувачах.
3. Контролер. Виступає як посередник, з'єднуючи 3D NAND-пам'ять і комп'ютер. Контролер також містить вбудоване програмне забезпечення, яке допомагає керувати SSD.

NAND-пам'ять, на відміну від NOR, побудована з множини осередків, що містять біти, які включаються або вимикаються за рахунок електричного заряду. Організація цих комірок, що відключаються, представляє дані, що зберігаються на SSD. Кількість бітів у цих осередках також визначається різновидом пам'яті. Наприклад, у Single Level Cell (SLC) осередок містить 1 біт. Накопичувачі NOR зазвичай використовують у мережевих пристроях.

Причина, по якій флешка SLC має малий обсяг пам'яті, полягає в її невеликому фізичному розмірі в порівнянні з іншими елементами Printed Circuit Board (PCB). Не слід забувати, що PCB включає контролер, пам'ять DDR і 3D NAND-пам'ять, які потрібно якось розмістити всередині системного блоку персонального комп'ютера. Пам'ять MLC NAND подвоює кількість біт на комірку, а TLC – потроює. Це позитивно впливає на обсяг пам'яті. Накопичувачі NOR надають доступ до випадкової інформації, через що їх не використовують як жорсткий диск.

Є певні причини, через які виробники продовжують випускати флеш-пам'ять з 1 бітом на комірку. Накопичувачі SLC вважаються найшвидшими і надійнішими, але вони відносно дорогі і мають обмежений об'єм пам'яті. Ось чому такий пристрій найкраще для комп'ютерів, які зазнають сильних навантажень.

Що таке SLC

У протистоянні SLC vs MLC або TLC 3D завжди перемагає перший тип пам'яті, але він і коштує значно дорожче. Він також має великий обсяг пам'яті, але працює повільніше і більше схильний до поломок. MLC та TLC – це типи пам'яті, які рекомендується використовувати для звичайного повсякденного використання комп'ютера. NOR зазвичай використовується в мобільних телефонах та планшетах. Усвідомлення власних потреб допоможе користувачеві вибрати найбільш підходящий з усіх SSD-дисків.

Single Level Cell отримала свою назву завдяки єдиному біту, який вмикається або вимикається залежно від живлення електроенергією. Перевага SLC у тому, що вона найбільш точна під час читання та запису даних, а її цикл безперервної роботи може бути більш тривалим. Кількість допустимих перезаписів становить 90 000-100 000.

Цей різновид пам'яті добре прижився на ринку, завдяки високій тривалості життя, точності та загальної продуктивності. Такий накопичувач рідко встановлюється в домашніх комп'ютерах через велику вартість та малий обсяг пам'яті. Він більше підходить для промислового використання та великих навантажень, пов'язаних із безперервним читанням та записом інформації.

Позитивні якості SLC:

• довгий термін служби та більша кількість циклів зарядки порівняно з будь-яким іншим типом флеш-пам'яті;
• менша кількість помилок читання та запису;
• може працювати у ширшому діапазоні температур.

Недоліки SLC:

• найвища ціна в порівнянні з іншими SSD;
• порівняно невеликий обсяг пам'яті.

Тип пам'яті eMLC

eMLC – це флеш-пам'ять, оптимізована для підприємницького сектору. Вона може похвалитися покращеною продуктивністю та довговічністю. Кількість перезаписів варіюється від 20 000 до 30 000. eMLC можна розглядати як дешевшу альтернативу SLC, яка запозичила деякі переваги у свого конкурента.

Переваги eMLC:

• набагато дешевше, ніж SLC;
• більш висока продуктивність та витривалість у порівнянні зі звичайною MLC NAND.

Недоліки eMLC:

• програє SLC у плані продуктивності;
• не підходить для домашнього використання.

Флеш-пам'ять MLC для твердотільного накопичувача

Пам'ять Multi Level Cell отримала свою назву завдяки здатності зберігати 2 біти даних в одному осередку. Великою перевагою є нижча ціна в порівнянні з SLC. Найменша вартість, як правило, стає запорукою популярності продукту. Проблема в тому, що кількість можливих перезаписів одного осередку значно менша порівняно з SLC.

Переваги MLC NAND:

порівняно низька ціна, розрахована на масового споживача;
більша надійність у порівнянні з TLC.

Недоліки MLC NAND:

• менш надійна та довговічна, ніж SLC або eMLC;
• не підходить для комерційного використання.

TLC пам'ять

Triple Level Cell - це найдешевший різновид флеш-пам'яті. Її найбільший недолік полягає в тому, що вона підходить тільки для домашнього використання та протипоказана до застосування у підприємницькій або промисловій діяльності. Життєвий цикл осередку становить 3000-5000 перезаписів.

Переваги TLC 3D:

• найдешевша SSD із усіх доступних на ринку;
• здатна задовольнити потреби більшості користувачів.

Недоліки TLC 3D:

• найменша тривалість життя проти іншими типами;
• не підходить для комерційного використання.

Довговічність SSD

Як і всі добрі речі в цьому світі, SSD не може існувати вічно. Як було зазначено вище, життєвий цикл твердотільного накопичувача залежить від того, яку він використовує 3D NAND-пам'ять. Багато користувачів хвилює питання, як довго можуть функціонувати дешевші види накопичувачів. Порівняно з MLC та TLC, пам'ять SLC більш довговічна, але коштує дорожче. Незалежні команди ентузіастів провели випробування доступних SSD споживчого класу, більшість з яких склали MLC, а 3D NAND TLC використовувався лише 1. Результати виявилися багатообіцяючими. Перед виходом з ладу більшість цих пристроїв встигли пропустити через себе 700 Тбайт інформації, а 2 з них навіть 1 Пбайт. Це воістину величезна кількість даних.

Можна сміливо відкидати будь-які побоювання з приводу того, що SSD вийде з ладу в короткий термін. Якщо ви використовуєте MLC або TLC 3D V-NAND для такого повсякденного використання, як зберігання музики, фотографій, програмного забезпечення, особистих документів та відеоігор, можете бути впевнені, що пам'яті вистачить на кілька років. У домашніх умовах неможливо навантажити комп'ютер так, як це роблять із корпоративними серверами. Тим, хто турбується про тривалість життя своєї пам'яті, можуть стати в нагоді функції на кшталт Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.), які допомагають відстежувати стан SSD.

Вибір відповідного SSD

Насправді різниця між комерційними та споживчими накопичувачами настільки величезна, що її складно усвідомити. Команди розробників почали робити дорогі SSD для задоволення більш високих запитів, пов'язаних із високотехнологічною діяльністю, наукою та військовими розробками, які потребують постійної обробки інформації.

Сервери на великих підприємствах - це хороший приклад використання дорогих флеш-накопичувачів, адже вони працюють по 24 години на добу 5-7 днів на тиждень. Ось чому вони потребують тривалого, швидкого читання/запису та підвищеної надійності. Споживчі накопичувачі є урізаними комерційними версіями. Вони позбавлені певних функцій, але пропонують більший обсяг пам'яті. Крім того, у світі спостерігається приємна тенденція до збільшення продуктивності бюджетних НАНД та зниження їх вартості.

Який тип накопичувача вибрати собі? SLC або MLC та TLC? Можна зробити висновок, що пам'ять SLC або eMLC для звичайного повсякденного використання просто не потрібна, тому немає сенсу витрачати на неї круглу суму грошей. Якщо вибирати тип пам'яті NAND з TLC або MLC, то тут все залежатиме від ваших фінансових можливостей.

TLC NAND — це найбюджетніша пам'ять, яка здатна задовольнити потреби більшості споживачів. MLC-пам'ять можна розглядати, як більш просунутий варіант NAND-пам'яті для людей, які готові вкладати у свій персональний комп'ютер великі кошти. Він підійде і для тих, хто планує зберігати свої дані багато років. Якщо на моніторі з'явився напис «NAND Flash was not detected», то пам'ять, швидше за все, вичерпала свій ресурс і вийшла з ладу.

При виборі нового SSD диска користувачі стикаються з безліччю характеристик, які не знайомі. У цій статті буде розказано про те, які типи пам'яті існують, а також будуть описані їхні плюси та мінуси.

Типи пам'яті SSD для домашнього використання

У таких накопичувачах використовується пам'ять на основі мікросхем, яка поділяється на декілька видів:

• За поєднанням читання/запис, більша частина має тип NAND
• SLC- Такий тип пам'яті, при якому в комірку записується лише 1 біт інформації
• MLC- У модулі знаходиться кілька бітів інформації. TLCтакож відноситься до цього виду, тільки зберігає в собі 3 біти даних, також може позначатися як 3-bit MLC або інакше MLC-3

Порівняння MLC і TLC – що краще

Однак це не завжди так і реальна продуктивність залежить від деяких факторів:

• Вони можуть мати однакову швидкістьпередачі даних, якщо підключені через sata-3, також деякі TLC, підключені через PCI-E, можуть працювати швидше за своїх побратимів MLC, підключених через цей інтерфейс.
• Залежно від виробника і модельного ряду як енергоспоживання, так і гарантійний термін служби можуть відрізнятися дуже між цими типами пам'яті, навіть якщо пара порівнюваних моделей знаходиться приблизно в одній ціновій категорії.

Таким чином, перед покупкою слід приблизно уявити для чого використовуватиметься накопичувач і які саме швидкості та характеристики потрібні. Немає потреби купувати дорогу модель, якщо сам комп'ютер старий і на ньому не використовуються ресурсомісткі програми. Також варто врахувати, що при подоланні деякого порогового значення TLC починає переважати за характеристиками. Інша річ, що якщо вкладати чималі гроші в апдейт, то потрібно чітко розуміти під які цілі це робиться. Для швидкого завантаження ОС та простих ігор підійдуть і недорогі моделі.

Інші типи пам'яті SSD

Також можна зустріти назви V-NAND, 3D NAND, 3D TLC. Вони позначають те, що комірки пам'яті в накопичувачі розташовуються в кілька шарів, а не в один, як це зазвичай зроблено.

Це може бути виправдано для однобітної пам'яті, для МЛЦ таке рішення спірне. Проте виробники експериментують та виробляють різні моделі з різною конфігурацією апаратної частини.

При виборі SSD варто виходити насамперед із завдань, які планується виконувати на ньому, а в другу чергу з бюджету. Є моделі, які мають високу швидкість, велику кількість пам'яті і малий енергоспоживання, при цьому, вони дуже надійні. Але й стоять вони чимало. Однак, на ринку безліч варіантів не тільки топових від відомих фірм, а й бюджетних моделей від менш іменитих побратимів вистачає. Так що підібрати носій за смаком і гаманцем не важко.

До питання технологій пам'яті багато ентузіаст ставляться упереджено, тут дуже багато домислів і точок зору. Як бути звичайному користувачеві? Спробуємо розібратися. Почнемо зі скорочень SLC, MLC та TLC. Вони просто позначають, скільки біт інформації зберігається у кожному осередку. У однорівневих осередках SLC (Single Level Cell) зберігається один біт. У комірках MLC (Multi Level Cell) – два біти, у комірках TLC (Triple Level Cell) – три біти. Звичайно, за своїм визначенням технологія MLC описує всі варіанти, коли в осередку зберігаються два біти або більше. Так що можна говорити про 2-бітну MLC або 3-бітну MLC, в останньому випадку ми отримуємо еквівалент TLC.

Навіщо зберігати в осередках більше одного біта? Причина криється в щільності запису, оскільки при тій же кількості клітинок пам'ять MLC дозволяє зберігати вдвічі більше інформації, ніж SLC. А у разі накопичувача TLC – на 50% більше інформації, ніж MLC. На відміну від жорстких дисків, ціна SSD дуже залежить від доступної ємності. Багато жорстких дисків для різних варіантів ємності спираються на однакову кількість пластин, просто у «молодших» моделей використовується не вся їх площа – це пов'язано з низькою собівартістю виробництва магнітних пластин. Але виробництво напівпровідникових чіпів флеш-пам'яті обходиться значно дорожче, тому при подвоєнні ємності собівартість майже подвоюється.

Порівняння різної структури 2D та 3D пам'яті (джерело Samsung)

У чому недоліки? Справа в тому, що в осередку зберігаються не биті, а електрони. Чим більше електронів, тим вища напруга. Таким чином, через напругу можна кодувати кілька станів комірки. У разі SLC таких станів 2 1 тобто два. Розпізнавати два стани дуже легко – електрони в осередку або відсутні, або є в максимальній кількості. У осередків TLC станів вже 2 3 , тобто вісім. Крім «мінімальної напруги» та «максимальної напруги» необхідно розпізнавати ще шість станів, при цьому зберігаючи необхідну надійність збереження інформації. Отже, TLC є дуже серйозною технічною проблемою, програмування таких осередків виконується довше, тому і продуктивність погіршується. Термін служби осередків пам'яті обмежений, згодом вони втрачають можливість надійно зберігати запрограмований стан. І у випадку восьми станів подібна втрата надійності настає раніше, ніж у випадку лише двох або чотирьох станів. Тому термін служби пам'яті TLC менший.

З іншого боку, виробники постійно допрацьовують свої контролери, покращуючи обробку сигналів та корекцію помилок, що компенсує менший термін служби осередків TLC. Наведемо простий приклад: накопичувач Samsung SSD 840 EVO оснащений 19-нм пам'яттю TLC, 250-Гбайт версія під екстремальним навантаженням здатна протриматися більше десяти років (за специфікаціями JEDEC запис складає 40 Гбайт/день).

Порівняння розмірів 2D та 3D (