Они имеют меньшую емкость, чем диски SLC и MLC, но обеспечивают относительно высокую скорость, надежность и долговечность. Это не значит, что жесткие диски TLC плохи. На самом деле, они, вероятно, являются лучшим вариантом на данный момент.
TLC vs. QLC SSD: В чем отличия?
Корпоративные и потребительские твердотельные накопители — это две основные категории SSD, которые охватывают широкий спектр профилей производительности. Из-за различных способов тестирования и оценки производителями своей продукции не всегда легко принять решение на основе рекламируемых характеристик. В сегодняшней статье мы рассмотрим, как типы NAND влияют на производительность и почему это может существенно повлиять на ваше следующее решение о покупке.
Данные флэш-памяти NAND представлены в виде цифровых сигналов (битов) и хранятся в ячейках. Количество битов, хранящихся в ячейке, определяет тип используемой флэш-памяти. Одноуровневая флэш-память (SLC) содержит один бит, многоуровневая флэш-память (MLC) удваивает емкость за счет двух бит, а трехуровневая флэш-память (TLC) содержит три бита на ячейку. Четырехуровневая ячейка (QLC) содержит четыре бита на ячейку, что в четыре раза превышает емкость флэш-памяти SLC.
С тех пор как твердотельные накопители появились на рынке, их емкость становится все больше и больше. Текущая тенденция в отрасли — снижение затрат при увеличении емкости хранения. Это привело к разработке более плотных ячеек памяти, которые постепенно приближаются (но пока не достигают) стоимости обычных жестких дисков.
Стремление к более дешевой и емкой памяти привело к снижению популярности твердотельных накопителей на базе SLC и MLC. Сейчас TLC является мейнстримом и занимает самую большую долю рынка. QLC все еще относительно новый, но мы ожидаем, что его низкая стоимость привлечет больше покупателей, тем более что он часто используется в качестве замены жесткого диска.
Ячейки памяти NAND имеют только ограниченное количество циклов программного стирания (циклов записи), прежде чем они изнашиваются. Подробное описание выходит за рамки данной статьи, поэтому просто отметим, что ячейки большей плотности имеют более короткий срок службы, чем ячейки меньшей плотности, например, MLC, как правило, служат дольше, чем TLC.
Хотя общеизвестно, что MLC быстрее TLC, а TLC быстрее QLC, в новых SSD используются различные методы оптимизации, которые помогают скрыть или компенсировать недостатки более медленной NAND. Хорошим примером является «кэширование SLC», когда неиспользуемые области диска работают как псевдо-SLC NAND. Это обеспечивает очень хорошую производительность при небольших пакетных нагрузках, как в большинстве ПК и клиентских сред.
Для этого есть диск
В отличие от устоявшегося рынка жестких дисков, твердотельные накопители представлены множеством брендов и моделей, поэтому вам не придется беспокоиться о выборе устройства. Хотя потребительские диски TLC и даже QLC часто демонстрируют впечатляющие на первый взгляд характеристики, истинная производительность этих дисков становится очевидной только при тестировании в реальных условиях.
Центр обработки данных Интенсивность Уровень чтения/загрузки
Клиент Самая низкая цена
Розничная цена в долларах США — средняя цена в различных интернет-магазинах США на 1 июня 2020 г. Жесткие диски от: Crucial, Intel и Samsung
Максимальная производительность
Мы используем CrystalDiskMark, популярную утилиту для измерения производительности жестких дисков. Большая глубина очередей (Q) и потоков (T) обычно приводит к повышению производительности, но большинство потребительских рабочих нагрузок включает только небольшие глубины очередей. ИТ-инфраструктура, включающая виртуальные машины и хранилище баз данных, обычно имеет большую глубину очередей и потоков.
Для тестирования передачи файлов мы используем AJA System Test, инструмент, разработанный в первую очередь для создателей контента, чтобы убедиться, что системы хранения могут поддерживать прием потоков высокого разрешения. Мы настроили его на запись файла размером 64 ГБ в систему, а затем считывание его обратно. Это все еще небольшая нагрузка, но типичная для пользователей, перемещающих большой файл.
Как и ожидалось, все группы дисков показали очень хорошие результаты в тестах на короткую нагрузку. Исходя из приведенных здесь данных о производительности, можно предположить, что вы не заметите никакой разницы при фактическом использовании. Разумные размеры кэш-памяти SLC означают, что даже еще более медленные диски QLC работают очень хорошо.
Эта карта относится к категории дорогих и имеет два слота M.2 M-key, один из которых вмещает карту 2242/2260/2280, а другой — 2230/2242/2260/2280/22110. На первый взгляд все замечательно, но только на первый взгляд.
Типы флэш памяти, используемой в SSD для домашнего использования
В SSD используется флэш-память, которая представляет собой особым образом организованные ячейки памяти на основе полупроводников, которые могут различаться по типу.
В целом, флэш-память, используемая в SSD, может быть разделена на следующие типы.
- С точки зрения возможностей чтения и записи, почти все коммерчески доступные потребительские SSD-накопители относятся к типу NAND.
- По технологии изготовления память делится на SLC (одноуровневые ячейки) и MLC (многоуровневые ячейки). Ячейка SLC может хранить один бит информации, в то время как многоуровневая ячейка может хранить более одного бита. В то же время в домашних SSD вы не найдете SLC-памяти, только MLC.
С другой стороны, TLC также является разновидностью MLC, с той разницей, что вместо 2 бит информации в ячейке памяти хранится 3 бита (вместо TLC можно также использовать термин 3-битная MLC или MLC-3). Другими словами, TLC — это подмножество MLC-памяти.
Что лучше — MLC или TLC
В целом, MLC-память имеет преимущества перед TLC-памятью, наиболее важные из которых следующие
- Более высокая скорость работы.
- Более длительный срок службы.
- Более низкое энергопотребление.
Недостатком является более высокая цена MLC по сравнению с TLC.
Но имейте в виду, что это «нормальный случай», который вы видите в реальных устройствах на рынке:
- Одинаковая скорость (при прочих равных условиях) для SSD с памятью TLC и MLC, подключенных через интерфейс SATA 3. На самом деле, некоторые твердотельные накопители на базе TLC с интерфейсом PCI-E NVMe могут быть быстрее накопителей с памятью PCI-E MLC при сопоставимой цене (хотя память MLC обычно используется в «топовых», высококлассных и более быстрых SSD, но не всегда).
- Более длительный гарантийный срок службы (TBW) TLC-памяти (или серии накопителей) одного производителя по сравнению с MLC-памятью (или серией SSD) другого производителя.
- То же самое относится и к энергопотреблению — например, накопитель SATA 3 с памятью TLC может потреблять в десять раз меньше энергии, чем накопитель PCI-E с памятью MLC. Кроме того, энергопотребление также значительно различается у разных накопителей с одним и тем же типом памяти и одинаковым интерфейсом подключения.
И это еще не все: скорость, срок службы и энергопотребление также зависят от «поколения» накопителя (новые накопители, как правило, более совершенны: SSD постоянно развиваются и совершенствуются), его общей емкости и объема используемого свободного пространства, и даже от используемой тепловой среды (для быстрых накопителей NVMe).
В результате нельзя строго и точно утверждать, что MLC лучше, чем TLC — например, если вы покупаете более новый SSD с большей емкостью, TLC и лучшим набором функций, вы можете выиграть по всем параметрам по сравнению с покупкой MLC-накопителя по аналогичной цене, т. е. Т.е. следует учитывать все параметры и начинать анализ с доступного бюджета на покупку (например, если речь идет о бюджете менее 10000 рублей, жесткие диски с TLC-памятью обычно предпочтительнее MLC как для SATA, так и для PCI-E устройств).
Накопители SSD с памятью QLC
Жесткие диски SSD с памятью QLC (quad-level cell, то есть 4 бита в одной ячейке памяти) появились на рынке с конца прошлого года, и вполне вероятно, что в 2019 году таких жестких дисков будет все больше и больше, стоимость которых обещает быть привлекательной.
Конечные продукты имеют следующие преимущества и недостатки по сравнению с MLC/TLC:
- Более низкая стоимость одного гигабайта
- Большая чувствительность к ухудшению качества памяти и теоретически большая вероятность ошибок при записи данных.
- Более низкая скорость записи; более низкая скорость записи.
Сейчас трудно говорить о конкретике, но можно рассмотреть некоторые примеры того, что уже есть на рынке: Например, если взять примерно одинаковые твердотельные накопители Intel 512 ГБ M.2 на базе памяти QLC 3D NAND и TLC 3D NAND, то мы увидим заявленные производителем характеристики:
- 6-7 тыс. рублей против 10-11 тыс. рублей. А по цене 512 ГБ TLC можно приобрести 1024 ГБ QLC.
- Указанная записываемая емкость (TBW) составляет 100 ТБ против 288 ТБ.
- Скорость чтения/записи составляет 1000/1500 против 1625/3230 МБ/с.
С одной стороны, недостатки могут перевесить преимущества по стоимости. С другой стороны, вы можете рассмотреть такие моменты, как: С дисками SATA (если вам доступен только этот интерфейс) вы не заметите разницы в скорости, а по сравнению с HDD прирост скорости очень значителен, в то время как параметр TBW для SSD QLC объемом 1024 ГБ (который в моем примере стоит столько же, сколько SSD TLC объемом 512 ГБ) составляет уже 200 ТБ (более крупные SSD «живут» дольше из-за режима записи).
