伪SLC闪存:优点和缺点

来源:网界网 | 2024-01-25 11:43:48

伪SLC的使用是一种日益增长的趋势,因为它使用多比特体系结构来提供单比特存储,提供了一种同时受益于两个世界的设备。

企业存储市场充斥着各种形状和大小的闪存驱动器,但组织可能仍然缺乏特定用途所需的存储。当试图填补每个存储单元容纳一个数据位的单级单元闪存和每个单元压缩多个位的芯片(如三级单元(TLC)闪存)之间的空白时,这一点尤其正确。

带有SLC闪存的固态硬盘比多比特的同类产品具有更好的性能、耐用性和可靠性。相比之下,多比特存储以比SLC存储更低的每GB成本提供更高的密度。在两者之间做出选择往往意味着牺牲一套利益来换取另一套利益。这就是伪SLC的用武之地。

什么是伪SLC?

在某些情况下(如工业环境),组织可能需要提供SLC功能的存储,但它们无法轻松适应高昂的价格标签或容量限制。他们唯一的选择是让SLC无论成本如何都能工作,不管性能和寿命问题都选择多比特驱动器,或者转向伪SLC。

伪SLC试图在SLC和多位驱动器之间提供一个中间地带。它从多比特驱动器开始,例如标准的TLC驱动器,但每个单元只存储一个比特,而不是通常的两个、三个或四个比特。通过这种方式,该驱动器可以处理比SLC闪存更大的容量,并且每GB的成本更低。它还提供了比典型的多位驱动器更好的性能、耐用性和可靠性。

伪SLC并不是一个新概念。早在闪存兴起之前,它就首次与平面多电平单元(MLC)驱动器一起引入。然而,3D技术的出现,与TLC和四电平单元(QLC)结构相结合,极大地推动了伪SLC的概念。伪SLC可以在任何多位闪存上实现,而无需改变单元架构或制造工艺。相反,这些变化在控制器的固件中,该固件被编程为适应单个位单元。

Psuedo SLC的优点和缺点

考虑伪SLC的管理员应该仔细评估利弊,考虑他们将如何实现驱动器。伪SLC提供三个主要优点:

它提供了比多比特驱动器更高的性能,因为它不会产生每个单元多个比特所带来的读/写开销。单元中的位越多,读取/写入数据所需的时间就越长。

伪SLC闪存每个单元仅包含一个比特,因此单元不会像多比特单元那样快速损坏,也不太容易出现比特错误,从而提高了耐用性和可靠性。

TLC和QLC闪存驱动器的密度比以往任何时候都高,尤其是随着3D NAND的出现。伪SLC可以利用这种密度,以比常规SLC驱动器更低的每GB成本提供更大的容量。

这项技术面临挑战

伪SLC的容量比标准SLC大,但不如多比特驱动器大。例如,它将TLC驱动器的可用容量减少了66.6%,这意味着伪SLC驱动器的每GB成本更高。

尽管伪SLC驱动器可以提供出色的性能、续航能力和可靠性,但这些基准测试仍然不如SLC。伪SLC驱动器不是用与本机SLC驱动器相同的单元和设备体系结构构建的。因此,伪SLC驱动器可能会受到与多位驱动器相同的一些问题的影响。例如,多比特单元更小,挤得更近,这会加速单元侵蚀和误码率。使用伪SLC,只有控制器和固件会发生变化,而不是单元本身。即使只存储一个比特,它们仍然坚持多比特体系结构。

热门用途

伪SLC很少用于常规企业应用程序。然而,它可以很好地适用于其他地方,尤其是作为SLC的替代品。在某些情况下,它可能比价格更高、数据量很少的SLC驱动器或不满足性能、耐用性和可靠性要求的多位驱动器更好。

事实上,这些要求可能意味着一个组织只有两个可行的选择:SLC或伪SLC。成本和容量通常是推动从SLC向伪SLC转变的因素,尤其是当决策者认为他们可以在性能、耐久性和可靠性方面进行权衡时。

例如,管理员可以在工业环境、医疗设备或车辆(如飞机、船舶、汽车或卡车)中使用伪SLC闪光灯。他们也可以将其用于较小的固态硬盘、网络或图形卡、SD存储卡或物联网设备。

一些供应商提供包括伪SLC分区的多位SSD,以提高写入性能或支持写入密集型应用程序。通常,管理员可以重新配置这些分区以适应特定的工作负载。

哪些供应商提供伪SLC?

越来越多的供应商提供包含伪SLC功能的存储组件,包括以下内容:

ATP Electronics销售一系列带有集成伪SLC的嵌入式固态硬盘。这些驱动器包括先进的控制器固件技术,可提供可定制的设置,以支持不同行业的使用。

Hyperstone为一系列设备提供闪存控制器。控制器支持伪SLC模式,为制造商提供更大的设计灵活性。

Sabrent已将伪SLC缓存集成到其所有闪存驱动器中,以支持消费者、生产消费者和企业工作负载。缓存很大,可以帮助吸收突然的工作负载突发。

Silicon Power销售工业伪SLC闪存SSD,该SSD配有纠错代码引擎,其中包括低密度奇偶校验功能,以最大限度地提高续航能力。

Smart Modular Technologies提供基于MLC或TLC闪存的伪SLC驱动器。Smart Modular在闪存控制器固件中实现供应商特定的命令和算法,以近似本地SLC行为。

Toradex销售一系列嵌入式多媒体卡(eMMC),可以设置为增强模式,从而实现伪SLC功能。增强模式可用于平面MLC eMMC和3D TLC eMMC。

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