何為TLC、MLC、SLC？【轉】

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1、一塊SSD由主要、DRAM緩存和NAND閃存三種晶片所組成，主要是SSD的大腦，SSD所做的東西全部都是它所控制的；DRAM緩存則是高速緩沖區，具體作用要看主要的算法而定，有些是用來放LBA表的，有些則是拿來做資料緩存的，更有些方案是沒有外置DRAM緩存，隻在主要内置了小量緩存，這樣做的目的有些是為了資料的安全性（如SandForce），有些則是為了降低成本（大多數入門級主要）；NAND閃存則是資料存儲的地方，你的資料全部都存放在裡面。

NAND閃存的類型有SLC、MLC和TLC這三種，SLC不論性能還是可靠性都是都是最好的，但成本也是最高的；MLC閃存性能、可靠性次之，它的性能、可靠性與成本上是相當均衡的，是目前的絕對主力；TLC則是在2012年之後三星才把它帶入SSD市場的，之前主要是用在U盤以及存儲卡上面，在三星先行了兩年之後今年其他廠商終于跟上了，大量的TLC SSD開始推向市場。

2、SLC、MLC與TLC的簡單差別

---- SLC = Single-Level Cell，即1 bit per cell，隻存在0和1兩個充電值，結構簡單但是執行效率高。SLC閃存的優點是傳輸速度更快，功率消耗更低和存儲單元的壽命更長。然而，由于每個存儲單元包含的資訊較少，其每百萬位元組需花費較高的成本來生産，由于成本過高你基本上隻會在高端的企業級SSD上見到它，流入到消費級平台上的基本都是非原封的。

---- MLC = Multi-Level Cell，即2 bit per cell，有00,01,10,11四個充電值，是以需要比SLC更多的通路時間，不過每個單元可以存放比SLC多一倍的資料。MLC閃存可降低生産成本，但與SLC相比其傳輸速度較慢，現在大多數消費級SSD都是使用MLC做的。

---- TLC = Trinary-Level Cell，即3 bit per cell，每個單元可以存放比MLC多1/2的資料，共八個充電值，所需通路時間更長，是以傳輸速度更慢。TLC優勢價格便宜，每百萬位元組生産成本是最低的，但是壽命短，通常用在U盤或者存儲卡這類移動儲存設備上。

TLC閃存的優劣勢

TLC閃存的優勢是容量更大，成本更低，舉例來說，同樣的半導體電路做成64Gb的SLC閃存，那麼變成MLC、TLC閃存則可以得到128Gb、192Gb的容量，這對廠商來說大大降低了成本。從結果上來看，各種閃存的實體結構是相同的，但是控制上一個比一個複雜，SLC每個Cell能儲存1個資料，有兩種電位變化，MLC每個Cell能儲存2個資料，有四種電位變化，TLC每個Cell可以儲存3個資料，有8種電位變化，MLC和TLC每個Cell單元中有多個信号，是通過控制不同的電壓來實作的，施加不同的電壓就會有更多的電位變化，NAND閃存單元就可以容納不同的信号組合。

TLC閃存在P/E壽命、讀寫速度上要比MLC、SLC差很多

但是，TLC閃存也不是隻有光鮮的一面，它帶來的考驗也更大。容納的電位多了可以提升容量，但也使得整個過程更複雜，需要更精确的電壓控制，Program過程所需時間更多，是以寫入性能也會大幅下降，是以現在的TLC SSD都啟用了SLC Cache模式提升寫入速度，否則那個寫入速度是很難讓人接受的；讀取，特别是随機讀取性能也會受影響，因為需要花更多的時間從八種電信号狀态中區分所需資料。最關鍵的是閃存壽命直線下降，MLC的P/E次數至少還有3000-5000次，而TLC公認的P/E名額是1000次，好點的可能做到1500次，依然比MLC差很多。

3D NAND閃存——TLC未來的出路

說了這麼多傳統的2D TLC閃存問題确實非常的多，有些問題是可以解決的，比如寫入性能差就可以通過SLC Cache的運用，隻要制造一個大容量的緩沖區使用者很多時候就不會感覺得到寫入速度慢，而且SLC Cache玩得好還有延長壽命的作用。但是有些東西是解決不了的，傳統的2D閃存在達到一定密度之後每個電源存儲的電荷量會下降，另外相鄰的存儲單元也會産生電荷幹擾，20nm工藝之後，Cell單元之間的幹擾現象更加嚴重，如果資料長時間不重新整理的話就會出現像之前三星840 Evo那樣的讀取舊檔案會掉速的現象，三星後來推出了新固件改善算法才解決問題，估計新的固件會定時覆寫舊的資料，這樣肯定會對閃存的壽命有影響。而3D NAND是不再追求縮小Cell單元，而是通過3D堆疊技術封裝更多Cell單元，這樣也可以達到容量增多的目的。由于已經向垂直方向擴充NAND密度，那就沒有繼續縮小半導體的壓力了，是以三星、Intel和美光可以使用相對更舊的工藝來生産3D NAND閃存，使用舊工藝的好處就是P/E擦寫次數大幅提升，而且電荷幹擾的情況也因為使用舊工藝而大幅減少。還有就是未來的3D NAND可能都會做成可以MLC與TLC工作模式互相切換那種，現在三星已經就這樣做了，850 Pro與850 Evo上的閃存本質上都是一樣的，隻不過前者是以MLC模式運作後者以TLC模式運作，未來Intel與鎂光的3D NAND也會這樣。2D的TLC閃存由于各種問題是不會成為主流的，基本上隻會有低價入門級的SSD會使用，現在的TLC SSD很多都是試驗性産品，但是等到3D TLC大批量産後，它将會成為未來的主力，現在三星又一次成了探路先鋒，850 Evo就是第一款采用3D TLC的SSD，目前來說還沒有什麼大的問題出現，如果穩定性沒問題的話它将成為未來的TLC SSD的标杆。

固态硬碟市場趨勢：2.5 寸、SATA 機種 TLC 顆粒取代 MLC 成主流

環顧今年新推出的 2.5 寸、SATA 6Gb/s 機種，一時間還真有點令人難以回想起，究竟有幾款産品仍然采用 MLC 顆粒，看來看去幾乎清一色是 TLC。如同市場調查研究機構前些年的報告，指出 TLC 将會取代 MLC 成為中低價位産品應用主流，這點如實成為不可逆的事實，甚至是連

PCIe NVMe 産品有 Intel 當領頭羊導入 TLC 顆粒應用。2.5 寸、SATA 6Gb/s 機種的轉變就現實結果來說，國際一線大廠都已經棄守 MLC 顆粒，現行少數銷售中的産品停産之後，以後普遍能見到的隻有台灣控制器搭 TLC 顆粒組合。即便少數廠商仍然願意推出采用

MLC 的産品，其設定也必然為高端機種，隻恐怕每 GB 儲存成本會令人卻步，這是大家橫豎都得接受的一個現實問題。

TLC 的種種是個有趣議題，過去可以拿它與 MLC 機種之間價差那麼少來說嘴，我們也不否認這點。畢竟先前 TLC 量産規模不大，報價自然無法和 MLC 相比，但近來随着晶圓廠将産能轉投 TLC，MLC 價格已上漲并逐漸拉開差距。另外别忘了前面才剛提到，固态硬碟廠商已經不再推行

MLC 機種，這個比較基準點會随着時間拉長，漸漸地消失不複存在。

至于要談 TLC 有多麼不勘、不耐用，我們認為可以更理性點來看待，廠商為産品所提供保固服務期，便是對于設計耐用度的信心。MLC 機種保固以 3 年居多，少數廠商提供較長的 5 年，然而 TLC 産品保固條件幾乎都相同，并未因故删減變短。售後服務可是個成本無底洞，廠商得經過推算、實測驗證、評估後才制定，若自知不可能那麼耐用，理應當不會挖坑給自己跳。

得留意，設計耐用度别過度糾結在部分點上，例如隻看顆粒的平均理論抹寫次數（Program/Erase Cycle），而忽略廠商的使用條件設定。固态硬碟和硬碟一樣有工作負載限制，通常以 TBW（Total Byte Written，總寫入位組）當标的，連動參考值為DWPD（Device

Write Per Day，裝置每日寫入量），工作負載和顆粒寫入損耗息息相關。

TBW 和 DWPD 如同在反應，超過設計規格的不當使用行為，隻會加速顆粒寫入損耗而已，這超出什麼顆粒比較耐用的正規讨論範疇。當然了，并非每家廠商都會标示 TBW 相關資訊，是以采購前不妨自己多做點功課，針對應用型态來挑選合宜的産品。像是當系統開機碟，挑

TBW 高一點的機種較為合适，至于當外接資料碟大可放寬要求，反向多權衡價位因素。

總而言之，廠商并非公益機關，推出産品銷售自然需要獲得一定利潤回報。然而市場競争如此激烈，玩家所偏好 MLC設計方案成本，已經逼近壓到難以再壓的臨界點。這時間點恰好 TLC 成熟度已經提升不少，上場救援成為新寵兒，是時勢所趨的必然結果。如果你很執着就是要

MLC，建議要嘛趕快去搶末代 MLC産品，再不然就是等着轉進中高價位 PCIe NVMe 吧！

采用相同的NAND FLASH為什麼SSD速度比U盤快得多？

SSD高速的原因是它内部有多個閃存，在讀寫時，多個閃存同時讀取，就相當于把每個閃存的速度加起來，是以就快了，SSD能有4、8、16、個閃存顆粒，而普通U盤隻有1到2個，是以速度是有很多倍的。另外還有接口的問題，如果是USB2.0的U盤，接口就隻能達到50M/S的速度，自然快不了再另外還有晶片類型不一樣，SLC,MLC,TLC三種閃存類型，容量依次遞增，速度依次遞減，價格依次遞增，目前市面上的主流SSD大部分是用MLC閃存，而又很多低價U盤用的則是TLC閃存，價格低，速度慢。

SSD固态硬碟接口有哪些？

1、SATA固态硬碟普通接口，這種接口也就是和普通硬碟一樣的接口，常用的固态硬碟都是這種SATA固态硬碟接口。目前STAT固态硬碟接口主要分為SATA1.0--3.0。一般現在市場上主流的固态硬碟接口就是SATA3.0産品的接口。SATA接口已經不再是新技術了，從2001年推出SATA

1.0到目前的SATA2.0和SATA3.0，已經讓SATA成為目前機械硬碟的接口，目前也是主流固态硬碟的主要接口。就目前的使用率來 說，SATA2.0使用者仍然最多，這主要受到PC接口的影響，不過目前市場上的SATA3.0産品，大多都可以向下相容2.0。雖然現階段SATA接口的SSD以SATA

2.0為主流，SATA 3.0占比較低，但其每秒高達600MB的傳輸速率，注定将成為SSD未來接口趨勢。

2、mSATA接口是迷你版本SATA接口，這種類型的固态硬碟尺寸小巧，單面厚度僅為4.85mm，不會占用太多筆記本内部空間。mSATA接口的固态硬碟在速度上并不遜色，理論上mSATA将提供跟SATA接口一樣的速度和可靠度。由于體積小巧等優勢，已被越來越多的筆記本所使用。

3、NGFF接口是Intel為超極本量身定做的新一代固态硬碟接口标準，其正常尺寸僅為42mm×22mm， 單面布置NAND Flash顆粒的厚度2.75mm，雙面顆粒的厚度是3.85mm，對mSATA來說體積進一步減小，非常适合輕薄的超極本産品。速度方面，采用

PCI-Express x2傳輸标準的NGFF接口的固态硬碟，最大讀取速度可達到700MB/s，寫入為550MB/s，4K随機讀寫IOPS分别可達到100K及90K，相比mSATA來說，傳輸速度會更快。