閃存知識解析

當今閃存分為五種技術，MLC,TLC,SLC,QLC,3D NAND。

名稱解釋

SLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，速度快壽命長，價格超貴（約MLC 3倍以上的價格），約10萬次擦寫壽命。

MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，速度一般壽命一般，價格一般，約3000---10000次擦寫壽命。

TLC = Trinary-Level Cell，即3bit/cell，也有Flash廠家叫8LC，速度慢壽命短，價格便宜，約500次擦寫壽命，目前還沒有廠家能做到1000次。

QLC = Quad-Level Cell,,每個存儲單元有4個bits的格式,壽命最短,大約隻有500次。是目前比較先進的閃存規格,用壽命和速度換取價格。

下面來介紹一下上面究竟說了些什麼？

閃存微結構

我們知道現實世界的數據在計算機中按0和1進行保存。上面四種閃存中出現的一個英文單詞Cell，中文意思是細胞、小房間。你可以理解為一個小房間可以保持一個0或者1。如小圖我畫的一個圓圈，該小盒子就是表示一個小房間，裡面最多可以呆一個人。同樣道理，MLC可以呆兩人，TLC可以呆3人，QLC可以呆四人。

人們會說那越多不是越好嗎？當時這裡有一個矛盾，一個房間内人越多那麼人進出就越麻煩（很明顯，這會影響進出速度）。

由于人們對數據存儲容量和速度的追求日益提高。那麼有上面的原理可以知道，又是那種方法：

這是由于制造工藝的不斷發展而成為可能的，這種工藝允許制造更小的特征。然而，這種收縮最終達到了極限。它還會導緻一些不必要的副作用，如更大的洩漏電流和更高的錯誤率。

現代的閃存不再是隻能存儲一位數據的單層單元（SLC），而是開始在每個單元中存儲兩位（MLC）、三位（TLC）甚至四位（QLC）。這意味着多個水平必須精确編程和測量。雖然這種技術确實提高了存儲密度，但它也成為了性能降低、壽命縮短和錯誤率升高的一種折衷方法。

為了在矽片上形成一個完整的三維結構，人們沒有在芯片表面布置一個存儲單元陣列，而是沉積了多層存儲單元。這允許在同一個表面積中有更多的存儲，同樣重要的是，允許更短的數據連接，從而實現更快的數據傳輸。

當時缺點也是存在的，那就是這種更高的存儲密度帶來了成本增加：制造過程的額外複雜性。制作3D芯片需要更多的處理階段。任何一個階段的微小污染或處理過程中的微小錯誤都可能導緻設備無法使用。這使得3D芯片的制造成本大大提高。

結論

雖然就存儲容量和每字節成本而言，3D NAND閃存可能是正确的選擇，但有效利用3D NAND閃存在很大程度上取決于閃存控制器。這就需要一個高質量的閃存控制器來有效地管理大量的存儲容量，以盡量減少持久性的影響，并确保最大的使用壽命和可靠性。

我們國家的閃存技術雖然起步遲，但是現在發展得也不錯。

2020年4月13日，長江存儲重磅宣布，其128層QLC 3D閃存（X2-6070）研制成功，并已在多家主控廠商SSD等終端産品上通過驗證。要知道這種技術就連很多老牌内存廠商也沒有全部掌握。

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