Cum QLC și TLC vă supraalimentează SSD-urile

Există o mulțime de termeni diferiți pe care îi veți întâlni atunci când doriți să adăugați o nouă unitate la PC sau laptop. Fie că este vorba de spațiu de stocare suplimentar față de cel pe care îl aveți deja, fie că este vorba de înlocuirea unității principale a sistemului de operare al mașinii dvs. Ne concentrăm aici asupra SSD-urilor, deoarece aceasta este cea mai recentă tehnologie, iar în afara câtorva nișe, hard disk-urile cu discuri rotative nu sunt deosebit de relevante pentru PC-urile moderne.

În acest articol vom trece în revistă diferitele tipuri de cipuri de memorie flash NAND pe care le veți găsi în inima SSD-urilor, acoperind tehnologiile care au apărut de-a lungul anilor, dar concentrându-ne și pe cele care sunt încă relevante astăzi.

Merită să începem prin a preciza că SSD înseamnă Solid State Drive și, după cum sugerează și numele, această tehnologie de stocare se bazează pe memoria flash nevolatilă. Această formă de stocare este mult mai rapidă decât unitățile de hard disk (HDD), oferind acces și debit la un nivel complet diferit de cel al HDD-urilor. De exemplu, HDD-urile ating între 100-200 MB/s, în timp ce cele mai recente SSD-uri PCIe 5.0 pot atinge peste 10 000 MB/s. SSD-urile sunt pur și simplu mai rapide decât echivalentele HDD-urilor.

Pentru a înțelege cum funcționează un SSD, trebuie să analizăm elementele sale fundamentale: celula NAND flash care conține informațiile pe care doriți să le păstrați. Tehnologia SSD a evoluat rapid de la stocarea unui singur bit per celulă (utilizată în SLC), la doi biți per celulă (MLC), apoi la trei biți per celulă (TLC) și, mai recent, la patru biți per celulă (QLC), toate acestea în doar câțiva ani.

De ce a avut loc tranziția atât de repede? Din trei motive:

• Tehnologia SSD s-a îmbunătățit foarte rapid
• Producția flash a industriei a trecut rapid la cea mai recentă tehnologie
• Beneficiile de cost ale noilor tehnologii au însemnat mai mulți gigabytes per dolar

Trecerea de la SLC la MLC dublează densitatea celulelor. Trecerea la TLC a oferit o densitate suplimentară de 50% și apoi ultimul salt la QLC a oferit o densitate suplimentară de 33%. Ca exemplu: un SSD M.2 normal (folosind factorul de formă M.2 2280) ar putea fi limitat la doar 128 GB de capacitate folosind tehnologia SLC (o capacitate tipică la lansarea SSD-urilor) poate fi acum înlocuit de o unitate de aceeași dimensiune fizică, dar care oferă până la 8 TB de stocare folosind tehnologia flash QLC.

Această creștere uriașă a capacității nu este nici ea exagerat de scumpă, deoarece fiecare îmbunătățire a tehnologiei de bază echivalează cu o reducere a costului NAND per GB. Rezistența și latențele sunt afectate de stocarea unui număr mai mare de date în fiecare celulă, dar, per ansamblu, acest lucru este net pozitiv.

Este nevoie de mai mult timp pentru a scrie mai mulți biți într-o singură celulă, ceea ce înseamnă că SSD-urile SLC sunt cea mai rapidă opțiune disponibilă, dar sunt semnificativ mai scumpe din această cauză. Din mai mulți factori. De asemenea, acestea nu sunt necesare nici pe departe pentru jocurile normale pe PC sau chiar pentru aplicațiile stațiilor de lucru. Singurul loc în care veți vedea SSD-uri SLC astăzi este în unele servere.

Cea mai recentă tehnologie lansată pe piață a fost dezvoltarea 3D NAND, care permite producătorilor să suprapună straturile de celule. Acest lucru contribuie nu numai la densitatea SSD-urilor, ci și la performanța și eficiența energetică. 3D NAND a devenit rapid un standard și ar fi greu să găsiți o unitate modernă care să fie construită folosind această tehnologie.

Pe măsură ce sistemele de operare, jocurile și alte aplicații cresc, nu ar trebui să fie o surpriză să aflăm că CORSAIR utilizează 3D NAND pentru a oferi opțiuni de stocare mai mari în toate SSD-urile sale M.2. Factorul de formă M.2 2280 oferă până la 8 TB, în timp ce SSD-urile mici, precum M.2 2230 MP600 MINI, sunt disponibile în capacități semnificative.

Să intrăm în detaliile celor patru tipuri diferite de cipuri:

• Pro: Cea mai mare anduranță, cea mai rapidă performanță
• Contra: Foarte scump și capacități reduse

Celulele NAND cu un singur nivel (SLC) stochează doar 1 bit de informație per celulă. Acesta este utilizat de obicei pentru servere și alte aplicații industriale care necesită rezistență mai presus de orice altceva. Aceste unități costă de aproximativ 30 de ori mai mult decât QLC NAND și, în ceea ce privește formatul popular M.2, sunt limitate la doar 128 GB.

• Pro: Mai ieftin decât SLC
• Contra: Mai lent și oferă mai puțină rezistență decât SLC

Celulele NAND cu mai multe niveluri (MLC) stochează mai mulți biți per celulă. În practică, acest lucru echivalează cu 2 biți pe celulă.

MLC se regăsește de obicei în produsele industriale, unde rezistența nu este atât de importantă încât să necesite SLC NAND și în unitățile clienților, unde este necesară o rezistență mai bună decât cea oferită de opțiunile TLC/QLC.

CORSAIR a lansat primul său SSD MLC în 2009. Modelul CORSAIR MP500 este încă disponibil pentru a fi cumpărat și utilizează încă tehnologia flash MLC NAND. Totuși, ofertele mai recente s-au îndepărtat de această tehnologie, deoarece unitățile TLC și QLC sunt pur și simplu mai bune pentru majoritatea utilizatorilor.

• Pro: Cele mai ieftine și capacități ridicate
• Contra: Rezistență scăzută

NAND cu celulă cu nivel triplu (TLC) poate stoca 3 biți per celulă, în timp ce NAND cu celulă cu nivel cvadruplu (QLC) poate stoca 4 biți per celulă. Majoritatea SSD-urilor de consum de pe piață utilizează în prezent Flash NAND TLC sau QLC.

CORSAIR utilizează TLC NAND pe cele mai rapide SSD-uri disponibile în prezent. Unități precum PCIe 5.0 MP700 și PCIe 4.0 MP600 PRO LPX utilizează ambele TLC NAND. Aceste unități sunt concepute pentru sisteme de înaltă performanță și sunt construite pentru a găzdui sistemul principal de operare și cele mai utilizate aplicații.

Există și câteva unități QLC în gama noastră, iar acestea sunt concepute pentru capacități de stocare mari sau pentru situațiile în care raportul calitate-preț este primordial. Gama MP600 Core XT oferă cel mai bun cost per-gigabyte dintre toate ofertele noastre și este o soluție excelentă pentru oricine are un buget limitat.