ما هو SLC ، MLC ، و TLC NAND FLASH

أي شخص قام بتجربته سوف يشهد ، فإن محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) ستكون كبيرة بالتأكيد! مع أوقات التحميل الأسرع للتطبيقات المفضلة لديك ، والكفاءة الكلية العالية ، والمتانة الإضافية مقارنة بمحركات الأقراص الصلبة الدورانية التقليدية ، فلا عجب في ظهورها في كل جهاز جديد يصل إلى السوق.

ولكن ما الذي يجعل بعض محركات أقراص الحالة الصلبة أكثر تكلفة من غيرها؟ مثل سيارات السباق ، كل ما يدور حول ما هو تحت غطاء محرك السيارة.

تشريح SSD

MyDigitalSSD BP4e mSATA SSD مع اثنين من رقائق ذاكرة فلاش NAND المغلقة المثبتة. تم تصميم رقاقة تحكم بواسطة PHISON

• A. NAND Flash: الجزء الذي يتم فيه تخزين بياناتك ، في كتل غير متقلبة (لا تتطلب طاقة للحفاظ على البيانات).

• ب. ذاكرة DDR: مقدار صغير من الذاكرة المتطايرة (يتطلب طاقة للحفاظ على البيانات) المستخدمة لتخزين المعلومات مؤقتًا للوصول إليها في المستقبل. غير متاح على جميع محركات الأقراص الصلبة.

• جيم المراقب المالي: بمثابة الرابط الرئيسي بين فلاش NAND وجهاز الكمبيوتر الخاص بك. تحتوي وحدة التحكم أيضًا على البرامج الثابتة التي تساعد في إدارة SSD.

ما هو فلاش NAND؟

بنيت ذاكرة فلاش NAND من العديد من الخلايا التي تحمل بت ، ويتم تشغيل هذه البتات أو إيقاف تشغيلها من خلال شحنة كهربائية. تمثل كيفية تنظيم خلايا التشغيل / الإيقاف البيانات المخزنة على SSD. يحدد عدد البتات في تلك الخلايا أيضًا تسمية الفلاش ، على سبيل المثال يحتوي فلاش مستوى الخلية المفردة (SLC) على بت واحد في كل خلية.

يرجع السبب وراء توفر SLC فقط بسعات منخفضة إلى العقارات الفعلية التي يشغلها فلاش NAND على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). لا تنس أن لوحة الدوائر يجب أن يكون بها جهاز التحكم وذاكرة DDR وفلاش مدمج للأبعاد القياسية لتلائم داخل الكمبيوتر. يضاعف MLC مقدار البتات لكل خلية ، في حين أن TLC يتضاعف ثلاث مرات ، وهذا يفتح أمام سواقات SSD ذات سعة أعلى.

هناك أسباب معينة تجعل المصنّعين يقومون ببناء ذاكرة فلاش مع بت واحد لكل خلية مثل SLC. تتمتع SLC بميزة كونها الأسرع والأكثر دواما ولكن لديها سلبيات من كونها أكثر تكلفة ، وغير متوفرة في سعة تخزين أعلى غيغابايت. هذا هو السبب في أن SLC مفضل للاستخدام في المؤسسات الثقيلة.

يعد MLC و TLC flash مقارنةً بـ SLC أرخص إنتاجًا ، ومتوفران بقدرات تخزين أعلى ، ولكن في المفاضلة بين فترات حياة أقصر نسبيًا وسرعات قراءة / كتابة أبطأ. يُفضل استخدام MLC و TLC للاستخدام اليومي لأجهزة الكمبيوتر الاستهلاكية.

إن فهم احتياجاتك الخاصة للحوسبة وأساسيات الفلاش NAND لن يساعدك فقط في اختيار SSD الصحيح ، بل سيساعدك أيضًا على تحديد عوامل مثل السعر وراء المنتج.

SLC (خلية مستوى واحد)

يُطلق على فلاش المستوى المفرد "خلية أحادية المستوى" لأنه بت واحد يمكن تشغيله أو إيقاف تشغيله عند الشحن. يتمتع هذا النوع من الفلاش بميزة كونه الأكثر دقة عند قراءة البيانات وكتابتها ، كما أنه يتمتع أيضًا بفترة طويلة من دورات قراءة وكتابة البيانات. من المتوقع أن تتراوح دورة حياة القراءة / الكتابة للبرنامج بين 90،000 و 100000. لقد حقق هذا النوع من الفلاش أداءً جيدًا بشكل استثنائي في سوق المؤسسات نظرًا لعمر الحياة ودقة الأداء العام. لن ترى الكثير من أجهزة الكمبيوتر المنزلية مع هذا النوع من NAND بسبب كلفتها العالية وقدرات التخزين المنخفضة.

الايجابيات:

• لديه أطول عمر وشحن دورات على أي نوع آخر من الفلاش.

• مساحة أصغر يمكن الاعتماد عليها للخطأ في القراءة / الكتابة.

• يمكن أن تعمل في نطاق درجة حرارة أوسع.

سلبيات:

• أغلى نوع من NAND فلاش في السوق.

• غالبا ما تكون متاحة فقط في قدرات أصغر.

تنصح ل:

• الاستخدام الصناعي وأعباء العمل التي تتطلب دورات قراءة / كتابة ثقيلة مثل الخوادم.

eMLC (خلية متعددة المستويات للمؤسسات)

إن eMLC عبارة عن فلاش MLC ، ولكنه محسّن لقطاع المؤسسات ولديه أداء واستمرارية أفضل. من المتوقع أن تتراوح دورات حياة قراءة / كتابة البيانات بين 20000 و 30000. يوفر eMLC بديلاً أقل تكلفة لـ SLC ، ومع ذلك يحتفظ ببعض إيجابيات SLC.

الايجابيات:

• بديل أرخص من SLC لمؤسسة SSD.

• لديه أداء وتحمل أفضل على MLC القياسي.

سلبيات:

• لا يتطابق مع SSLs فلاش SAND NAND في الأداء.

تنصح ل:

• الاستخدام الصناعي وأعباء العمل التي تتطلب دورات قراءة / كتابة ثقيلة مثل الخوادم.

حركة تحرير الكونغو (خلية متعددة المستويات)

فلاش MLC كما يوحي اسمها بتخزين بتات متعددة من البيانات في خلية واحدة. الميزة الكبيرة لهذا هي انخفاض تكلفة التصنيع مقابل تصنيع فلاش SLC. عادةً ما يتم نقل التكلفة المنخفضة لإنتاج الفلاش إليك كمستهلك ، ولهذا السبب تحظى بشعبية كبيرة بين العديد من العلامات التجارية. يُفضل استخدام فلاش MLC لمحركات أقراص الحالة الصلبة للمستهلك نظرًا لتكاليفه المنخفضة ، لكن عمر القراءة / الكتابة للبيانات أقل مقارنةً بـ SLC عند حوالي 10000 لكل خلية.

الايجابيات:

• يتم تمرير انخفاض تكاليف الإنتاج عليك المستهلك.

• هو أكثر موثوقية من فلاش TLC.

سلبيات:

• ليست دائمة وموثوق بها مثل SLC أو SSDs المؤسسة.

تنصح ل:

• كل يوم استخدام المستهلك ، واللاعبين ، وهواة.

TLC (خلية المستوى الثلاثي)

تخزين 3 بتات لكل خلية ، يعتبر فلاش TLC أرخص أشكال الفلاش التي يتم تصنيعها. أكبر عيب لهذا النوع من الفلاش هو أنه مناسب فقط للاستخدام من قبل المستهلك ، ولن يكون قادرًا على تلبية معايير الاستخدام الصناعي. تعد دورات الحياة للقراءة / الكتابة أقصر بكثير في دورات 3000 إلى 5000 دورة لكل خلية.

الايجابيات:

• أرخص لتصنيع والذي بدوره يؤدي إلى أرخص SSDs في السوق.

سلبيات:

• سوف الخلايا البقاء على قيد الحياة أقل بكثير دورات القراءة / الكتابة مقارنة مع MLC NAND. هذا يعني أن فلاش TLC مفيد لاستخدام المستهلك فقط.

تنصح ل:

• كل يوم استخدام المستهلك ، وآلات الإنترنت / البريد الإلكتروني ، نتبووكس ، والأجهزة اللوحية.

دورة حياة SSD

مثل كل الأشياء الجيدة ، فإن SSD لا يدوم إلى الأبد. كما ذكر أعلاه ، يمكن أن تعزى دورة حياة محرك الأقراص الصلبة مباشرةً إلى فلاش NAND الذي يأتي به. فلاش SLC ، على سبيل المثال ، سوف يستمر لفترة أطول من فلاش MLC أو TLC ، لكن ذلك يأتي بسعر باهظ.

باستخدام MLC و TLC flash شائع الاستخدام / الموجود في محركات أقراص الحالة الصلبة للمستهلك ، فإن السؤال الحقيقي هو إلى متى ستستمر؟

لقد اختبر TechReport.com العديد من محركات أقراص الحالة الثابتة المتاحة للمستهلك ، وكان معظمها MLC NAND مع إحداها TLC NAND ، وكانت النتائج واعدة. استمرت جميع الأجهزة التي تم اختبارها ما لا يقل عن 700 تيرابايت (TB) من عمليات الكتابة قبل الفشل ، وحتى الزوجان اللذان تم الدفع بهما اجتازا بايت (PB).

هذا كثير من البيانات ، ولكن دعنا نضع ذلك في نصه الصحيح في كتابة 1 PB إلى SSD.

إن النظر إلى هذه الأرقام يجب أن يضع في الحقيقة أي شكوك حول فشل SSD في أي فترة زمنية قصيرة.

إذا كنت تفكر في MLC أو TLC SSD للاستخدام اليومي للمستهلك مثل ؛ تخزين الموسيقى أو الصور أو البرامج أو المستندات الشخصية أو ممارسة الألعاب ، يجب أن تشعر بالاطمئنان بأن SSD يجب أن يستمر لعدة سنوات. يعتبر هذا النوع من الاستخدام خفيفًا مقارنة باستخدام القراءة / الكتابة الثقيل المستمر لخوادم المؤسسات وأجهزة الكمبيوتر كما هو موضح في القسم التالي أدناه.

ملاحظة: بالنسبة لأي شخص قلق بشأن عمر SSD الخاص به ، يمكن أن تساعدك ميزات مثل تحليل المراقبة الذاتية وتقنية الإبلاغ ، أو SMART لفترة قصيرة ، على تتبع عمر SSD لديك بشكل أفضل.

المؤسسة مقابل محركات أقراص الحالة الصلبة للمستهلك

الفرق والمتطلبات المتوقعة من سواقات الأقراص الصلبة للمؤسسات تضعهم في جزء من العالم من سواقات الأقراص الصلبة للمستهلكين تم تصميم محركات أقراص الحالة الصلبة للمؤسسات بحيث تلبي معايير أعلى ، وتعمل باستمرار في خدمات التكنولوجيا الفائقة والعسكرية والعلوم وأي مجال يتطلب قدراً كبيراً من قراءة وكتابة البيانات.

تعد خوادم قواعد البيانات مثالًا على المكان الذي قد ترى فيه محركات أقراص صلبة للمؤسسات ، وهذه الخوادم تعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ، وتشمل: دورة حياة أطول للقراءة / الكتابة ، وسرعات قراءة / كتابة أسرع ، وموثوقية متزايدة ، ومتانة في البيئات القاسية.

محركات أقراص الحالة الصلبة للمستهلك أقل تكلفة ، ويتم تجريدها من إصدارات محركات أقراص الحالة الصلبة للمؤسسات. قد يبدو هذا كما لو كنت في عداد المفقودين على ميزات معينة ، ولكن فوائد منتج أرخص بسعة تخزين أكبر يستحق كل هذا العناء. إلى جانب الشركات المصنّعة تعمل دائمًا على زيادة أداء محركات أقراص الحالة الصلبة مع خفض السعر.

فى الختام

في هذه المرحلة ، ربما لديك فكرة جيدة عن الفرق بين فلاش SLC و MLC و TLC NAND. الأساسيات التي ناقشناها هنا ، مع نظرة ثاقبة لماذا يكلف البعض أكثر من الآخرين ، يجب أن تزيل أي لبس بشأن نوع الفلاش الذي يناسب احتياجاتك.

الشيء المهم الذي يجب استبعاده من هذا الدليل هو أن محركات أقراص الحالة الصلبة الحديثة مصممة بحيث تدوم فترة طويلة من الوقت. على الرغم من أنه ينبغي أخذ دورة حياتها في الاعتبار ، إلا أنها لا تمنعك بأي حال من الأحوال من شراء وحدة تخزين أسرع وأكثر فعالية.