一文解析SLC、MLC和TLC三者的區(qū)別

SLC、MLC和TLC

OFweek電子工程網(wǎng)訊：X3(3-bit-per-cell)架構(gòu)的TLC芯片技術(shù)是MLC和TLC技術(shù)的延伸，最早期NAND Flash技術(shù)架構(gòu)是SLC(Single-Level Cell)，原理是在1個(gè)存儲(chǔ)器儲(chǔ)存單元(cell)中存放1位元(bit)的資料，直到MLC(Multi-Level Cell)技術(shù)接棒后，架構(gòu)演進(jìn)為1個(gè)存儲(chǔ)器儲(chǔ)存單元存放2位元。

2009年TLC架構(gòu)正式問世，代表1個(gè)存儲(chǔ)器儲(chǔ)存單元可存放3位元，成本進(jìn)一步大幅降低。

如同上一波SLC技術(shù)轉(zhuǎn)MLC技術(shù)趨勢(shì)般，這次也是由NAND Flash大廠東芝(Toshiba)引發(fā)戰(zhàn)火，之后三星電子(Samsung Electronics)也趕緊加入戰(zhàn)局，使得整個(gè)TLC技術(shù)大量被量產(chǎn)且應(yīng)用在終端產(chǎn)品上。

TLC芯片雖然儲(chǔ)存容量變大，成本低廉許多，但因?yàn)樾芤泊蟠蛘劭郏虼藘H能用在低階的NAND Flash相關(guān)產(chǎn)品上，象是低速快閃記憶卡、小型記憶卡microSD或隨身碟等。

象是內(nèi)嵌世紀(jì)液體應(yīng)用、智能型手機(jī)(Smartphone)、固態(tài)硬碟(SSD)等技術(shù)門檻高，對(duì)于NAND Flash效能講求高速且不出錯(cuò)等應(yīng)用產(chǎn)品，則一定要使用SLC或MLC芯片。

2010年NAND Flash市場(chǎng)的主要成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力是來自于智能型手機(jī)和平板計(jì)算機(jī)，都必須要使用SLC或MLC芯片，因此這兩種芯片都處于缺貨狀態(tài)，而TLC芯片卻是持續(xù)供過于求，且將整個(gè)產(chǎn)業(yè)的平均價(jià)格往下拉，使得市調(diào)機(jī)構(gòu)iSuppli在統(tǒng)計(jì)2010年第2季全球NAND Flash產(chǎn)值時(shí)，出現(xiàn)罕見的市場(chǎng)規(guī)?？s小情況發(fā)生，從2010年第1季43億美元下降至41億美元，減少6.5%。

U盤MP3中使用的SLC、MLC、TLC閃存芯片的區(qū)別：

SLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，速度快壽命長(zhǎng)，價(jià)格超貴(約MLC 3倍以上的價(jià)格)，約10萬次擦寫壽命

MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，速度一般壽命一般，價(jià)格一般，約3000---10000次擦寫壽命

TLC = Trinary-Level Cell，即3bit/cell，也有Flash廠家叫8LC，速度慢壽命短，價(jià)格便宜，約500次擦寫壽命，目前還沒有廠家能做到1000次。

需要說明的閃存的壽命指的是寫入(擦寫)的次數(shù)，不是讀出的次數(shù)，因?yàn)樽x取對(duì)芯片的壽命影響不大。

下面是SLC、MLC、TLC三代閃存的壽命差異

SLC 利用正、負(fù)兩種電荷 一個(gè)浮動(dòng)?xùn)糯鎯?chǔ)1個(gè)bit的信息，約10萬次擦寫壽命。

MLC 利用不同電位的電荷，一個(gè)浮動(dòng)?xùn)糯鎯?chǔ)2個(gè)bit的信息，約一萬次擦寫壽命，SLC-MLC【容量大了一倍，壽命縮短為1/10】。

TLC 利用不同電位的電荷，一個(gè)浮動(dòng)?xùn)糯鎯?chǔ)3個(gè)bit的信息，約500-1000次擦寫壽命，MLC-TLC【容量大了1/2倍，壽命縮短為1/20】。

閃存產(chǎn)品壽命越來越短，現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)有TLC閃存做的產(chǎn)品了。

鑒于SLC和MLC或TLC閃存壽命差異太大，強(qiáng)烈要求數(shù)碼產(chǎn)品的生產(chǎn)商在其使用閃存的產(chǎn)品上標(biāo)明是SLC和MLC或TLC閃存產(chǎn)品。

許多人對(duì)閃存的SLC和MLC區(qū)分不清。就拿MP3隨身聽來說，是買SLC還是MLC閃存芯片的呢?在這里先告訴大家，如果你對(duì)容量要求不高，但是對(duì)機(jī)器質(zhì)量、數(shù)據(jù)的安全性、機(jī)器壽命等方面要求較高，那么SLC閃存芯片的首選。但是大容量的SLC閃存芯片成本要比MLC閃存芯片高很多，所以目前2G以上的大容量，低價(jià)格的MP3多是采用MLC閃存芯片。大容量、低價(jià)格的MLC閃存自然是受大家的青睞，但是其固有的缺點(diǎn)，也不得不讓我們考慮一番。

什么是SLC?

SLC英文全稱(Single Level Cell——SLC)即單層式儲(chǔ)存 。主要由三星、海力士、美光、東芝等使用。

SLC技術(shù)特點(diǎn)是在浮置閘極與源極之中的氧化薄膜更薄，在寫入數(shù)據(jù)時(shí)通過對(duì)浮置閘極的電荷加電壓，然后透過源極，即可將所儲(chǔ)存的電荷消除，通過這樣的方式，便可儲(chǔ)存1個(gè)信息單元，這種技術(shù)能提供快速的程序編程與讀取，不過此技術(shù)受限于Silicon efficiency的問題，必須要由較先進(jìn)的流程強(qiáng)化技術(shù)(Process enhancements)，才能向上提升SLC制程技術(shù)。

什么是MLC?

MLC英文全稱(Multi Level Cell——MLC)即多層式儲(chǔ)存。主要由東芝、Renesas、三星使用。

英特爾(Intel)在1997年9月最先開發(fā)成功MLC，其作用是將兩個(gè)單位的信息存入一個(gè)Floating Gate(閃存存儲(chǔ)單元中存放電荷的部分)，然后利用不同電位(Level)的電荷，通過內(nèi)存儲(chǔ)存的電壓控制精準(zhǔn)讀寫。MLC通過使用大量的電壓等級(jí)，每個(gè)單元儲(chǔ)存兩位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)密度比較大。SLC架構(gòu)是0和1兩個(gè)值，而MLC架構(gòu)可以一次儲(chǔ)存4個(gè)以上的值，因此，MLC架構(gòu)可以有比較好的儲(chǔ)存密度。

與SLC比較MLC的優(yōu)勢(shì)：

簽于目前市場(chǎng)主要以SLC和MLC儲(chǔ)存為主，我們多了解下SLC和MLC儲(chǔ)存。SLC架構(gòu)是0和1兩個(gè)值，而MLC架構(gòu)可以一次儲(chǔ)存4個(gè)以上的值，因此MLC架構(gòu)的儲(chǔ)存密度較高，并且可以利用老舊的生產(chǎn)程備來提高產(chǎn)品的容量，無須額外投資生產(chǎn)設(shè)備，擁有成本與良率的優(yōu)勢(shì)。

與SLC相比較，MLC生產(chǎn)成本較低，容量大。如果經(jīng)過改進(jìn)，MLC的讀寫性能應(yīng)該還可以進(jìn)一步提升。

與SLC比較MLC的缺點(diǎn)：

MLC架構(gòu)有許多缺點(diǎn)，首先是使用壽命較短，SLC架構(gòu)可以寫入10萬次，而MLC架構(gòu)只能承受約1萬次的寫入。

其次就是存取速度慢，在目前技術(shù)條件下，MLC芯片理論速度只能達(dá)到6MB左右。SLC架構(gòu)比MLC架構(gòu)要快速三倍以上。

再者，MLC能耗比SLC高，在相同使用條件下比SLC要多15%左右的電流消耗。

雖然與SLC相比，MLC缺點(diǎn)很多，但在單顆芯片容量方面，目前MLC還是占了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。由于MLC架構(gòu)和成本都具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，能滿足2GB、4GB、8GB甚至更大容量的市場(chǎng)需求。