robô DIY em miniatura segurando uma placa de pendrive USB e um cartão de memória SD

Diferença entre SLC, MLC, TLC e 3D NAND em pendrives, SSDs e cartões de memória

mai 2021

O que é NAND?

NAND é uma memória flash não volátil que pode guardar dados mesmo quando não está conectada a energia. A capacidade de reter dados quando a energia está desligada faz com que a NAND seja uma ótima opção para dispositivos portáteis, internos e externos. Drives USB, SSDs e cartões SD utilizam tecnologia flash, fornecendo memória para dispositivos como seu telefone celular ou câmera digital.

Há muitos tipos de NAND no mercado. Simplificando, o que separa cada tipo é o número de bits que pode ser armazenado por célula. Os bits representam uma carga elétrica que só pode guardar um ou dois valores, 0 ou 1, ligado/desligado.

TAs principais diferenças entre os tipos de NAND são o custo, capacidade e resistência. A resistência é determinada pelo número de ciclos de programação-exclusão (P/E) que uma célula flash pode se submeter antes que comece a se desgastar. Um ciclo P/E é o processo de exclusão e gravação de uma célula, e quanto mais ciclos P/E a tecnologia NAND puder sustentar, maior é a resistência do dispositivo.

Os tipos comuns de armazenamento flash NAND são NAND SLC, MLC, TLC e 3D. Este artigo discute as diferentes características de cada tipo de NAND.

um infográfico mostrando as principais diferenças entre os diferentes tipos de NAND

NAND SLC

Pró: Maior resistência - Contra: Preço alto e baixas capacidades

A NAND de célula de nível único (Single-level cell - SLC) armazena apenas 1 bit de informação por célula. A célula armazena 0 ou 1 e como resultado, os dados podem ser gravados e recuperados rapidamente. A SLC oferece o melhor desempenho e a mais alta resistência com ciclos P/E de 100.000 portanto durará mais do que os outros tipos de NAND. Entretanto, sua baixa densidade de dados faz da SLC o tipo de NAND mais caro e portanto não é usada normalmente em produtos para consumidor. Ela é tipicamente utilizada para servidores e outras aplicações industriais que precisam de velocidade e resistência.

NAND MLC

Pró: Preço mais acessível do que a SLC - Contra: Mais lenta e com menor resistência do que a SLC

A NAND de célula de múltiplos níveis (Multi-level cell - MLC) armazena múltiplos bits por célula, embora o termo MLC geralmente seja igual a 2 bits por célula. A MLC tem uma densidade de dados mais alta do que a SLC, portanto pode ser produzida em capacidades maiores. A MLC tem uma boa combinação de preço, desempenho e resistência. Entretanto, a MLC é mais sensível a erros de dados com ciclos P/E de 10.000 e portanto tem uma resistência menor comparada à SLC. A MLC normalmente é encontrada em produtos para consumidor onde a resistência é menos importante.

TLC NAND

Pró: Preço mais acessível e maiores capacidades - Contra: Baixa resistência

A NAND de célula de nível triplo (Triple-level cell - TLC) armazena 3 bits por célula. Ao adicionar mais bits por célula, isso reduz o custo e aumenta a capacidade. Entretanto, isso tem efeitos negativos no desempenho e resistência, com apenas ciclos P/E de 3.000. Muitos produtos para consumidor usarão TLC já que é a opção com preço mais acessível.

3D NAND

Nos últimos dez anos, a 3D NAND tem sido uma das maiores inovações no mercado de flash. Os fabricantes flash desenvolveram a 3D NAND para corrigir os problemas que estavam enfrentando com a diminuição de escala da 2D NAND visando atingir maiores densidades a custos menores. Na 2D NAND, as células que armazenam os dados estão posicionadas horizontalmente, lado a lado. Isso significa que a quantidade de espaço que as células podem ser posicionadas é limitada e tentar fazer as células menores reduz sua confiabilidade.

Portanto, os fabricantes NAND decidiram empilhar as células em uma dimensão diferente, o que levou à 3D NAND onde as células são empilhadas verticalmente. A maior densidade de memória permite maiores capacidades de armazenamento sem o grande aumento de preço. A 3D NAND também proporciona maior resistência e menor consumo de energia.

No geral, a NAND é uma tecnologia de memória extremamente importante já que fornece menores tempos de exclusão e gravação a um menor custo por bit. Com o crescimento do setor de games, a tecnologia NAND procura se desenvolver ainda mais para ajudar a satisfazer as necessidades de armazenamento sempre crescentes dos consumidores.

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