SLC vs. MLC vs. TLC vs. QLC vs. PLC

SSDs sind schnelle Speichergeräte, die im Laufe der Jahre stark im Preis gesunken sind. Was Sie vielleicht nicht wissen, ist der clevere Einsatz von Technologie, die verwendet wurde, um die Tatsache zu verschleiern, dass dieser Preisverfall tatsächlich mit anderen erheblichen Kosten verbunden ist. Bevor wir die verschiedenen Arten von Flash besprechen, ist es hilfreich, drei weitere Akronyme zu behandeln.

Garantie Akronyme

SSD-Garantien haben normalerweise zwei Werte, eine Anzahl von Jahren und eine TBW. Es steht für TeraBytes Written und ist ein Maß dafür, wie viele Terabyte der Laufwerkshersteller garantiert, dass das Laufwerk sicher beschreibbar ist. Dieser Wert variiert immer je nach Größe des Laufwerks, daher wird manchmal auch oder alternativ die TDW-Bewertung angezeigt. Dies steht für Total Drive Writes und ist – im Allgemeinen – für alle Kapazitätsvarianten in einer Reihe von Laufwerken gleich, da die restlichen Komponenten gleich sind.

Beispielsweise gibt es die Samsung 980 Pro-Serie in vier Kapazitäten: 250 GB, 500 GB, 1 TB und 2 TB. Diese bieten jeweils Garantien von 150, 300, 600 und 1200 TBW. Wenn sich die Größe des Laufwerks verdoppelt, verdoppelt sich auch die garantierte Datenmenge, die auf das Laufwerk geschrieben wird. Dies ergibt 600 vollständige Laufwerksschreibvorgänge oder 600 TDW, die von der Garantie abgedeckt sind.

Das letzte Akronym ist DRPD oder Drive Writes Per Day. Dies ist nur ein Maß dafür, wie viele der garantierten gesamten Laufwerksschreibvorgänge Sie in den garantierten Zeitrahmen einbauen können. Auch für die Samsung 980 Pro beträgt die Garantiezeit 5 Jahre, in denen 1826 Tage sind. Das bedeutet, dass Sie während der gesamten 5-jährigen Garantiezeit jeden Tag etwa ein Drittel der Festplattenkapazität schreiben können. Bei der Kapazität von 250 GB sind das „nur“ 83 GB pro Tag, fünf Jahre lang. Bei einer Kapazität von 2 TB sind das 666 GB, jeden Tag, fünf Jahre lang.

SLC

SLC-Flash-Speicher ist der Flash-Typ, der in den ersten SSDs verwendet wurde, und steht für Single-Level-Cell. Es speichert ein einzelnes binäres Datenbit in jeder Speicherzelle. Während die Leistung und Langlebigkeit früher SSDs gering waren, lag dies an der mangelnden Marktreife. Diese Probleme wurden jetzt mit viel schnelleren Steckverbindern, besseren Treibern und besserer Wear-Leveling-Technologie gelöst.

SLC ist die schnellste Art von Flash-Speicher und hat die längste Lebensdauer. Es ist jedoch das teuerste und wird im Grunde nicht mehr verwendet. SLC ist im Wesentlichen nur in Unternehmens-/Rechenzentrumsumgebungen zu finden, in denen Zuverlässigkeit entscheidend ist und die Kosten ein viel geringeres Problem darstellen.

MLC

MLC steht für Multi-Level-Cell. Diese Art von Flash-Speicher speichert zwei Datenbits pro Flash-Speicherzelle. Diese Art von Erinnerung wurde nicht mit irgendeiner Art von vorausschauendem Verstand benannt, wie Sie vielleicht aus den Namen der anderen Arten von Blitzen erraten können. Der große Unterschied besteht darin, dass durch die Verdoppelung der Datenmenge, die in jeder Speicherzelle gespeichert werden kann, die Gesamtkapazität eines ähnlichen Laufwerks verdoppelt wird. Erstaunlicherweise erfordert dies überhaupt keine Hardwareänderung am zugrunde liegenden Flash-Speicher, sondern nur am SSD-Controller, sodass der Preis pro Gigabyte Speicher im Wesentlichen sofort halbiert werden kann.

Das Problem beim Speichern von zwei Datenbits pro Zelle besteht darin, dass es schwieriger und langsamer wird, sie sowohl zu lesen als auch zu schreiben. Außerdem wird die Gesamtlebensdauer der Speicherzelle reduziert. Mit MLC ist die Leistung immer noch ziemlich solide, und während die Lebensdauer verkürzt wird, machen gleichzeitige Verbesserungen in anderen Bereichen, einschließlich Wear Leveling, dies wieder wett. Derzeit ist noch eine sehr kleine Anzahl von MLC-Laufwerken erhältlich, die zwar billiger als SLC sind, aber immer noch nicht billig und wurden ersetzt.

TLC

TLC steht für Triple Level Cell. Es ist die aktuelle Standard-Speicherkonfiguration für Flash-Speicher in SSDs. Wie Sie vielleicht aus dem Namen erraten können, speichert er drei Datenbits pro Speicherzelle. Das ist die dreifache Speicherdichte von SLC und eine 50 % höhere Dichte im Vergleich zu MLC. TLC-SSDs kosten derzeit etwa doppelt so viel wie eine Festplatte vergleichbarer Größe, wobei der Preis-Sweetspot bei 2 TB liegt.

Auch hier hat TLC die gleichen Nachteile und mildernden Faktoren sowie einige neue Verbesserungen. Es leidet unter einer geringeren Lebensdauer als MLC-Flash, aber eine verbesserte Verschleißnivellierung hilft, dies zu bewältigen. Besonders in Kombination mit Overprovisioning, das einige zusätzliche Speicherzellen enthält, die der SSD-Controller gegen ältere, abgenutzte Zellen austauschen kann.

TLC ist auch langsamer beim Lesen und Schreiben. Lesegeschwindigkeiten sind kein Problem, selbst mit modernen Hochgeschwindigkeitsspeichermechanismen können sie immer noch die Bandbreite sättigen. Schreibgeschwindigkeiten sind jedoch ein Problem, und diese wurden größtenteils durch die Verwendung eines SLC-Cache gemildert. Wie wir hier behandelt haben, beinhaltet das SLC-Caching die Behandlung eines Teils des TLC als SLC, auf das viel schneller geschrieben werden kann. Die Daten werden dann so schnell wie möglich zum TLC ausgelagert, um Speicherplatz freizugeben. Bei High-End-TLC-SSDs ist dieser Cache normalerweise ein Drittel des verbleibenden Speicherplatzes, der auf einem leeren 2-TB-Laufwerk bis zu 600 GB betragen kann.

Hinweis: Das Samsung 980 Pro, für das wir oben Statistiken bereitgestellt haben, verwendet TLC-Flash.

QLC

QLC steht für Quad-Level-Cell. Erwartungsgemäß speichert es vier Datenbits pro Zelle und bietet damit die vierfache Speicherdichte von SLC und die doppelte Dichte von MLC. Es folgt den gleichen Trends wie der Rest des Marktes, ist langsamer beim Schreiben, Lesen und hat eine geringere Lebensdauer als TLC-Flash.

Es gibt eine relativ kleine Anzahl von QLC-SSDs auf dem Markt. Sie bieten zwar günstigere Preise bei ähnlichen Kapazitäten und Modelle mit größerer Kapazität, sind aber nicht viel billiger als TLC. Sie haben auch noch strengere Geschwindigkeitseinbußen, wenn der SLC-Cache erschöpft ist. Die Technologie wird weiter ausgereift sein und im Laufe der Zeit TLC als Standardspeichermethode ersetzen.

Obwohl nicht direkt mit der 980 Pro vergleichbar, verwendet die Samsung 870 QVO QLC und wird mit einer 3-jährigen Garantie oder 360 TBW pro Terabyte geliefert. Es ist mit Kapazitäten von 1, 2, 4 und 8 TB erhältlich, anstatt mit 2 TB. Bei High-End-Laufwerken, die möglichst genau vergleichbar sind, lässt sich die Abnahme der Langlebigkeit recht gut erkennen. Mit mehr Pegeln pro Zelle erhalten Sie eine niedrigere TBW- und TDW-Bewertung. Dementsprechend kann die Gewährleistungsfrist verkürzt werden, um die DRPD-Einstufung auf marktüblichen Werten zu halten.

SPS

Wie Sie vielleicht erraten können, steht PLC für Penta-Level Cell. Es speichert fünf Datenbits pro Zelle. Derzeit gibt es keine kommerziell erhältlichen PLC-SSDs, da sich diese Technologie noch in der Entwicklung befindet. Es wird die gleichen Vor- und Nachteile bieten. Erhöhte Speicherdichte und reduzierter Preis auf Kosten einer reduzierten Lebensdauer und Geschwindigkeit. Speicherhersteller sprechen auch über Möglichkeiten jenseits der SPS, einschließlich der Speicherung von sieben Ebenen pro Zelle. Es wird wahrscheinlich einige Zeit dauern, bis diese auf den Markt kommen, da andere Technologien in der Zwischenzeit verbessert oder erfunden werden müssen.

Abschluss

SLC, MLC, TLC, QLC und PLC sind im Wesentlichen alle dasselbe physikalische Ding. Jede Speicherzelle ist ein einzelner Transistor. Während sich die Technologie im Laufe der Zeit weiterentwickelt hat, haben sich diese etwas geändert, die grundlegende Rohfunktionalität und Methode hinter jedem von ihnen ist identisch. Der Hauptunterschied besteht darin, wie sie kontrolliert werden. In der realen Welt ist es einfach genug, die Situation auf weniger Ebenen pro Zelle zu vereinfachen, die schneller, aber teurer sind. Solange Sie sich der unterschiedlichen Ebenen der Produkte, die Sie sich ansehen, und der Gesamtlage des Marktes bewusst sind, können Sie eine fundierte Entscheidung treffen.

TLC ist derzeit der richtige Weg, es sei denn, Sie benötigen wirklich eine 8-TB-SSD. Wenn Sie Geschwindigkeit als Schlüsselfaktor betrachten, suchen Sie daher nach größeren Laufwerken mit großen SLC-Caches. Oft wird der SLC-Cache zwar erwähnt, seine Kapazität aber nicht beworben. Es ist wichtig, vertrauenswürdige und detaillierte Bewertungen zu finden, die dies überprüfen, wenn Sie eine hohe Leistung anstreben.