Hur QLC och TLC ger dina SSD-enheter extra kraft

Det finns många olika termer som du kommer att stöta på när du vill lägga till en ny hårddisk till din PC eller bärbara dator. Oavsett om det är ytterligare lagring till det du redan har eller för att ersätta maskinens huvudsakliga OS-enhet. Vi fokuserar på SSD-enheter här eftersom det är den senaste tekniken, och utöver några få nischer är hårddiskar med roterande plattor inte särskilt relevanta för moderna datorer.

I den här artikeln går vi igenom de olika typerna av NAND-flashminneschip som finns i SSD-enheter och tar upp de tekniker som har dykt upp under åren, men fokuserar också på de som fortfarande är relevanta idag.

Det är värt att börja med att säga att SSD står för Solid State Drive, och som namnet antyder är denna lagringsteknik baserad på icke-flyktigt flashminne. Den här lagringsformen är mycket snabbare än hårddiskar (HDD) och ger åtkomst och genomströmning på en helt annan nivå än HDD. Till exempel når hårddiskar upp till mellan 100-200 MB/s medan de senaste PCIe 5.0 SSD-enheterna kan uppnå över 10 000 MB/s. SSD-enheter är helt enkelt snabbare än motsvarigheterna till hårddiskar.

För att förstå hur en SSD fungerar måste man gå ner till dess grundläggande byggstenar: NAND-flashcellen som innehåller den information som du vill spara. SSD-tekniken har snabbt utvecklats från att lagra en enda bit per cell (som i SLC), till två bitar per cell (MLC), sedan till tre bitar per cell (TLC) och nu senast till fyra bitar per cell (QLC) - allt på bara några år.

Varför skedde övergången så snabbt? Av tre skäl:

• SSD-tekniken förbättrades mycket snabbt
• Industrins blixtproduktion ställdes snabbt om till den senaste tekniken
• Kostnadsfördelarna med nyare teknik innebar fler gigabyte per dollar

Att flytta från SLC till MLC fördubblar celldensiteten. Övergången till TLC gav ytterligare 50% densitet och det senaste hoppet till QLC gav ytterligare 33% densitet. Ett exempel: en vanlig M.2 SSD (med formfaktorn M.2 2280) som med SLC-teknik kan begränsas till endast 128 GB (en typisk kapacitet när SSD-enheter lanserades) kan nu ersättas av en enhet med samma fysiska storlek men med upp till 8 TB lagringsutrymme med QLC flashteknik.

Denna enorma kapacitetsökning är inte heller särskilt dyr, eftersom varje förbättring av den underliggande tekniken innebär en minskning av NAND-kostnaden per GB. Uthållighet och latenser påverkas av att mer data lagras i varje cell, men totalt sett är detta ett positivt netto.

Det tar längre tid att skriva flera bitar till en enda cell, vilket innebär att SLC SSD-enheter är det snabbaste alternativet där ute, men de är betydligt dyrare på grund av det. Av flera faktorer. De behövs inte heller för normalt PC-spelande eller ens för arbetsstationsapplikationer. Ungefär det enda stället du ser SLC SSD-enheter idag är i vissa servrar.

Den senaste tekniken på marknaden är utvecklingen av 3D NAND, som gör det möjligt för tillverkarna att stapla cellagren ovanpå varandra. Detta bidrar inte bara till SSD-densiteten, utan även till prestanda och strömeffektivitet. 3D NAND har snabbt blivit standard och det är svårt att hitta en modern hårddisk som är byggd med denna teknik.

I takt med att operativsystem, spel och andra applikationer växer är det inte förvånande att CORSAIR använder 3D NAND för att erbjuda större lagringsalternativ i alla sina M.2 SSD-enheter. Upp till 8 TB är tillgängligt med formfaktorn M.2 2280, medan små SSD-enheter, som M.2 2230 MP600 MINI, finns tillgängliga i meningsfulla kapaciteter.

Låt oss dyka in i detaljerna för de fyra olika typerna av chips:

• Pro: Högsta uthållighet, snabbaste prestanda
• Nackdel: Mycket dyrt och låg kapacitet

SLC (Single-level cell) NAND lagrar endast 1 bit information per cell. Det används vanligtvis för servrar och andra industriella applikationer som kräver uthållighet framför allt annat. Dessa enheter kostar cirka 30 gånger mer än QLC NAND och när det gäller det populära M.2-formatet är de begränsade till endast 128 GB.

• Proffs: Billigare än SLC
• Nackdel: Långsammare och ger mindre uthållighet än SLC

MLC (Multi-level cell) NAND lagrar flera bitar per cell. I praktiken motsvarar detta 2 bitar per cell.

MLC används vanligtvis i industriprodukter där uthållighet inte är lika viktigt som i SLC NAND och i kunddiskar där bättre uthållighet krävs än vad som är möjligt med TLC/QLC-alternativen.

CORSAIR lanserade sin första MLC SSD redan 2009. CORSAIR MP500 finns fortfarande att köpa och använder fortfarande MLC NAND-flash. Nyare erbjudanden har dock rört sig bort från denna teknik, eftersom TLC- och QLC-enheter helt enkelt är bättre för de flesta användare.

• Proffs: Billigast och hög kapacitet
• Nackdel: Låg uthållighet

Triple-level cell (TLC) NAND kan lagra 3 bitar per cell, medan Quad-Level Cell (QLC) NAND kan lagra 4 bitar per cell. De flesta SSD-enheter för konsumenter som finns på marknaden idag använder TLC eller QLC NAND Flash.

CORSAIR använder TLC NAND på sina snabbaste SSD-enheter som finns tillgängliga idag. Enheter som PCIe 5.0 MP700 och PCIe 4.0 MP600 PRO LPX använder båda TLC NAND. Dessa enheter är utformade för högpresterande system och är byggda för att rymma ditt huvudsakliga operativsystem och dina mest använda applikationer.

Vi har även några QLC-enheter i vårt sortiment, och dessa är utformade för hög lagringskapacitet eller för att ge valuta för pengarna. MP600 Core XT-sortimentet erbjuder den bästa kostnaden per gigabyte av alla våra erbjudanden och är ett utmärkt alternativ för alla med en snäv budget.