微型 DIY 机器人拿着一个 USB 闪存盘电路板和一个 SD 闪存卡

USB 闪存盘、固态硬盘和闪存卡中的 SLC、MLC、TLC 和 3D NAND 之间的区别

什么是 NAND?

NAND 是一种非易失性闪存,可在未连接电源时存储数据。断电后保留数据的能力使得 NAND 成为内置设备、外置设备和便携设备的理想选择。USB 闪存盘、固态硬盘和 SD 卡均利用闪存技术,为手机或数码相机等设备提供存储。

市场上存在多种类型的 NAND。简言之,不同类型之间的区别在于每个单元可以存储的位数。位代表电荷,电荷只能存储 0 和 1 两个值(代表开/关)中的一个。

各种 NAND 类型之间的关键区别在于成本、容量和耐久性。耐久性是由一个闪存单元在开始磨损前可以完成的程序擦除 (P/E) 周期数量决定的。一个 P/E 周期是指擦除和写入一个单元的过程,NAND 技术支持的 P/E 周期越多,设备的耐久性越高。

NAND 闪存的常见类型是 SLC、MLC、TLC 和 3D NAND。本文将探讨各种 NAND 类型的不同特征。

一张信息图显示了不同 NAND 类型之间的主要区别

SLC NAND

优点:最高耐久性 - 缺点:价格贵、容量低

单级单元 (SLC) NAND 每个单元存储一位信息。一个单元存储 0 或 1,因此可以更快地写入和检索数据。SLC 提供最佳性能和最高耐久性,高达 100,000 个 P/E 周期, 因而比其他类型的 NAND 更加耐用。不过,低数据密度使得 SLC 成为最贵的 NAND 类型,因此通常不用于消费类产品。它通常用于服务器以及其他要求速度与耐久性的行业应用。

MLC NAND

优点:比 SLC 便宜 - 缺点:速度和耐久性不如 SLC

多级单元 (MLC) NAND 每单元存储多个位,尽管 MLC 一词通常意味着每单元两位。MLC 的数据密度比 SLC 高,因此可以实现更大的容量。MLC 在价格、性能和耐久性之间取得良好平衡。不过,MLC 对数据错误更加敏感,拥有 10,000 个 P/E 周期, 因此耐久性比 SLC 低。MLC 通常用于对耐久性要求不算高的消费类产品。

TLC NAND

优点:最便宜、高容量 - 缺点:低耐久性

三级单元 (TLC) NAND 每单元存储三个位。通过向每单元添加更多位,可以降低成本并提高容量。不过,这对性能和耐久性具有负面影响,只有 3,000 个 P/E 周期。许多消费类产品采用 TLC,因为这是最便宜的方案。

3D NAND

近十年来,3D NAND 是闪存市场最大创新之一。闪存制造商开发了 3D NAND 来解决缩小 2D NAND 时面临的问题,从而以更低成本实现更高密度。在 2D NAND 中,用于存储数据的单元水平并排放置。这意味着,可用于放置单元的空间量有限,试图缩小单元则会降低其可靠性。

因此,NAND 制造商决定在另一个维度叠放单元,从而促成纵向叠放单元的 3D NAND 的产生。更高存储密度可实现更高的存储容量,同时不会导致价格大幅上升。3D NAND 还提供更高的耐久度和更低功耗。

总体而言,NAND 是一项非常重要的闪存技术,能以较低的每位成本提供更快的擦除和写入速度。随着游戏行业的发展,NAND 技术料将进一步发展,帮助满足消费者日益增长的存储需求。

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