NAND Flash SLC, MLC, TLC, QLC හි විවිධ ශ්‍රේණිවල SSD චිප්ස් අතර වෙනස තේරුම් ගන්න

NAND Flash හි සම්පූර්ණ නම Flash Memory වේ, එය වාෂ්පශීලී නොවන මතක උපාංගයකට (Non-volatile Memory Device) අයත් වේ.එය පාවෙන ගේට් ට්‍රාන්සිස්ටර සැලසුමක් මත පදනම් වන අතර, පාවෙන ගේට්ටුව හරහා ආරෝපණ අගුළු දමා ඇත.පාවෙන ද්වාරය විද්‍යුත් වශයෙන් හුදකලා වී ඇති බැවින් වෝල්ටීයතාව ඉවත් කිරීමෙන් පසුවද ද්වාරය වෙත ළඟා වන ඉලෙක්ට්‍රෝන සිර වේ.ෆ්ලෑෂ් අස්ථාවරත්වය සඳහා තාර්කිකත්වය මෙයයි.එවැනි උපකරණවල දත්ත ගබඩා කර ඇති අතර විදුලිය විසන්ධි කළද නැති නොවේ.
විවිධ නැනෝ තාක්ෂණයට අනුව, NAND Flash SLC සිට MLC දක්වාත්, පසුව TLC දක්වාත් සංක්‍රමණය අත්විඳ ඇති අතර QLC වෙත ගමන් කරයි.NAND Flash එහි විශාල ධාරිතාව සහ වේගවත් ලිවීමේ වේගය නිසා eMMC/eMCP, U disk, SSD, මෝටර් රථ, Internet of Things සහ වෙනත් ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වේ.

SLC (ඉංග්‍රීසි සම්පූර්ණ නම (තනි මට්ටමේ සෛලය - SLC) යනු තනි මට්ටමේ ගබඩාවකි
SLC තාක්ෂණයේ ලක්ෂණය වන්නේ පාවෙන ද්වාරය සහ ප්‍රභවය අතර ඔක්සයිඩ් පටලය තුනී වීමයි.දත්ත ලිවීමේදී, පාවෙන ගේට්ටුවේ ආරෝපණයට වෝල්ටීයතාවයක් යෙදීමෙන් සහ පසුව මූලාශ්රය හරහා ගමන් කිරීමෙන් ගබඩා කර ඇති ආරෝපණය ඉවත් කළ හැකිය., එනම්, 0 සහ 1 වෝල්ටීයතා වෙනස්කම් දෙකක් පමණක් 1 තොරතුරු ඒකකයක් ගබඩා කළ හැකිය, එනම්, 1 bit/cell, වේගවත් වේගය, දිගු ආයු කාලය සහ ශක්තිමත් කාර්ය සාධනය මගින් සංලක්ෂිත වේ.අවාසිය නම් ධාරිතාව අඩු වීම සහ පිරිවැය වැඩි වීමයි.

MLC (ඉංග්‍රීසි සම්පූර්ණ නම Multi-Level Cell - MLC) යනු බහු ස්ථර ගබඩාවකි.
ඉන්ටෙල් (ඉන්ටෙල්) ප්‍රථම වරට 1997 සැප්තැම්බර් මාසයේදී MLC සාර්ථකව සංවර්ධනය කරන ලදී. එහි කාර්යය වන්නේ තොරතුරු ඒකක දෙකක් පාවෙන ගේට්ටුවක ගබඩා කිරීමයි (ෆ්ලෑෂ් මතක සෛලයේ ආරෝපණය ගබඩා කර ඇති කොටස), ඉන්පසු විවිධ විභවයන් (මට්ටම) ආරෝපණය කිරීම. ), මතකයේ ගබඩා කර ඇති වෝල්ටීයතා පාලනය හරහා නිවැරදි කියවීම සහ ලිවීම.
එනම්, 2bit/cell, සෑම සෛල ඒකකයක්ම 2bit තොරතුරු ගබඩා කරයි, වඩාත් සංකීර්ණ වෝල්ටීයතා පාලනයක් අවශ්ය වේ, 00, 01, 10, 11 වෙනස්කම් හතරක් ඇත, වේගය සාමාන්යයෙන් සාමාන්යය, ජීවිතය සාමාන්යය, මිල සාමාන්යය, ගැන 3000—10000 වාරයක් මකා ජීවිතය ලිවීම. MLC ක්‍රියා කරන්නේ වෝල්ටීයතා ශ්‍රේණි විශාල සංඛ්‍යාවක් භාවිතා කිරීමෙනි, සෑම සෛලයක්ම දත්ත බිටු දෙකක් ගබඩා කරයි, සහ දත්ත ඝනත්වය සාපේක්ෂව විශාල වන අතර වරකට අගයන් 4කට වඩා ගබඩා කළ හැක.එබැවින්, MLC ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පයට වඩා හොඳ ගබඩා ඝනත්වයක් තිබිය හැක.

TLC (ඉංග්‍රීසි සම්පූර්ණ නම ත්‍රිත්ව මට්ටමේ සෛලය) යනු තට්ටු තුනක ගබඩාවකි
TLC යනු සෛලයකට බිට් 3කි.සෑම සෛල ඒකකයක්ම 3bit තොරතුරු ගබඩා කරයි, MLC වලට වඩා 1/2 දත්ත ගබඩා කළ හැක.000 සිට 001 දක්වා වෝල්ටීයතා වෙනස්වීම් වර්ග 8 ක් ඇත, එනම් 3bit/cell.8LC කියලා ෆ්ලෑෂ් නිෂ්පාදකයෝත් ඉන්නවා.අවශ්‍ය ප්‍රවේශ කාලය දිගු බැවින් හුවමාරු වේගය අඩු වේ.
TLC හි වාසිය නම් මිල ලාබයි, මෙගාබයිට් එකක නිෂ්පාදන පිරිවැය අවමයි, සහ මිල අඩුයි, නමුත් ආයු කාලය කෙටියි, 1000-3000 ක් පමණ ජීවිතය මකා දැමීම සහ නැවත ලිවීම, නමුත් දැඩි ලෙස පරීක්‍ෂා කරන ලද TLC අංශු SSD මඟින් කළ හැකිය. සාමාන්යයෙන් වසර 5 කට වඩා වැඩි කාලයක් භාවිතා කළ යුතුය.

QLC (ඉංග්‍රීසි සම්පූර්ණ නම සිව්-මට්ටමේ සෛලය) සිව්-ස්ථර ගබඩා ඒකකය
QLC 4bit MLC ලෙසද හැඳින්විය හැක, ස්ථර හතරක ගබඩා ඒකකයක්, එනම් 4bits/cell.වෝල්ටීයතාවයේ වෙනස්කම් 16 ක් ඇත, නමුත් ධාරිතාව 33% කින් වැඩි කළ හැකිය, එනම් TLC සමඟ සසඳන විට ලිවීමේ කාර්ය සාධනය සහ මකා දැමීමේ ආයු කාලය තවදුරටත් අඩු වනු ඇත.නිශ්චිත කාර්ය සාධන පරීක්ෂණයේදී, මැග්නීසියම් අත්හදා බැලීම් සිදු කර ඇත.කියවීමේ වේගය අනුව, SATA අතුරුමුහුණත් දෙකම 540MB/S දක්වා ළඟා විය හැකිය.QLC ලිවීමේ වේගයෙහි නරක ලෙස ක්‍රියා කරයි, මන්ද එහි P/E ක්‍රමලේඛන කාලය MLC සහ TLC වලට වඩා වැඩි බැවින් වේගය මන්දගාමී වන අතර අඛණ්ඩ ලිවීමේ වේගය 520MB/s සිට 360MB/s දක්වා වේ, අහඹු කාර්ය සාධනය IOPS 9500 සිට 5000 දක්වා පහත වැටුණි. IOPS, අඩකට ආසන්න පාඩුවක්.

PS: එක් එක් සෛල ඒකකයේ වැඩි දත්ත ගබඩා කර ඇති තරමට, ඒකක ප්‍රදේශයකට ධාරිතාව වැඩි වේ, නමුත් ඒ සමඟම, එය විවිධ වෝල්ටීයතා තත්වයන් වැඩි වීමට හේතු වන අතර එය පාලනය කිරීමට වඩා අපහසු වේ, එබැවින් NAND Flash චිපයේ ස්ථායිතාව නරක අතට හැරෙන අතර, සේවා කාලය කෙටි වේ, එක් එක් එහි වාසි සහ අවාසි ඇත.

(NAND Flash ජීවිතය කියවීම සහ ලිවීම යොමු කිරීම සඳහා පමණි)
NAND ෆ්ලෑෂ් මතක වර්ග හතරේ ක්‍රියාකාරීත්වය වෙනස් බව දැකීම අපහසු නැත.SLC හි ඒකක ධාරිතාවක් සඳහා වන පිරිවැය අනෙකුත් NAND ෆ්ලෑෂ් මතක අංශුවලට වඩා වැඩි ය, නමුත් එහි දත්ත රඳවා ගැනීමේ කාලය වැඩි වන අතර කියවීමේ වේගය වේගවත් වේ;QLC සතුව විශාල ධාරිතාවක් සහ අඩු පිරිවැයක් ඇත, නමුත් එහි අඩු විශ්වසනීයත්වය සහ කල්පැවැත්ම හේතුවෙන් අඩුපාඩු සහ අනෙකුත් අඩුපාඩු තව දුරටත් සංවර්ධනය කළ යුතුය.

නිෂ්පාදන පිරිවැය, කියවීමේ සහ ලිවීමේ වේගය සහ සේවා කාලය යන දෘෂ්ටිකෝණයෙන්, කාණ්ඩ හතරේ ශ්‍රේණිගත කිරීම:
SLC>MLC>TLC>QLC;
වත්මන් ප්‍රධාන ධාරාවේ විසඳුම් වන්නේ MLC සහ TLC ය.ශ්‍රී ලංකා ක්‍රිකට් ආයතනය ප්‍රධාන වශයෙන් ඉලක්ක කර ඇත්තේ අධිවේග ලිවීම, අඩු දෝෂ අනුපාතය සහ දිගු කල්පැවැත්ම සහිත මිලිටරි සහ ව්‍යවසාය යෙදුම් සඳහා ය.MLC ප්‍රධාන වශයෙන් ඉලක්ක කර ඇත්තේ පාරිභෝගික ශ්‍රේණියේ යෙදුම් සඳහා වන අතර, එහි ධාරිතාව SLC ට වඩා 2 ගුණයකින් වැඩි ය, අඩු වියදම්, USB ෆ්ලෑෂ් ඩ්‍රයිව්, ජංගම දුරකථන, ඩිජිටල් කැමරා සහ අනෙකුත් මතක කාඩ්පත් සඳහා සුදුසු වන අතර අද පාරිභෝගික ශ්‍රේණියේ SSD හි ද බහුලව භාවිතා වේ. .

NAND ෆ්ලෑෂ් මතකය කාණ්ඩ දෙකකට බෙදිය හැකිය: විවිධ අවකාශීය ව්යුහයන් අනුව 2D ව්යුහය සහ 3D ව්යුහය.Floating gate ට්‍රාන්සිස්ටර ප්‍රධාන වශයෙන් 2D FLASH සඳහා භාවිතා කරන අතර 3D flash ප්‍රධාන වශයෙන් CT ට්‍රාන්සිස්ටර සහ පාවෙන ගේට්ටුව භාවිතා කරයි.අර්ධ සන්නායකයක් වේ, CT යනු පරිවාරකයකි, මේ දෙක ස්වභාවයෙන් හා මූලධර්මයෙන් වෙනස් වේ.වෙනස වන්නේ:

2D ව්යුහය NAND Flash
මතක සෛලවල 2D ව්‍යුහය සකසා ඇත්තේ චිපයේ XY තලය තුළ පමණි, එබැවින් 2D ෆ්ලෑෂ් තාක්ෂණය භාවිතයෙන් එකම වේෆරය තුළ ඉහළ ඝනත්වයක් ලබා ගත හැකි එකම ක්‍රමය ක්‍රියාවලි නෝඩය හැකිලීමයි.
අවාසිය නම් කුඩා නෝඩ් සඳහා NAND ෆ්ලෑෂ් හි දෝෂ නිතර නිතර සිදු වීමයි;ඊට අමතරව, භාවිතා කළ හැකි කුඩාම ක්‍රියාවලි නෝඩයට සීමාවක් ඇති අතර, ගබඩා ඝනත්වය වැඩි නොවේ.

ත්‍රිමාණ ව්‍යුහය NAND Flash
ගබඩා ඝනත්වය වැඩි කිරීම සඳහා නිෂ්පාදකයන් විසින් 3D NAND හෝ V-NAND (සිරස් NAND) තාක්ෂණය දියුණු කර ඇති අතර, Z-තලය තුළ මතක සෛල එකම වේෆරය මත ගොඩගසා ඇත.

3D NAND ෆ්ලෑෂ් වලදී, මතක සෛල 2D NAND හි තිරස් නූල් වලට වඩා සිරස් නූල් ලෙස සම්බන්ධ කර ඇති අතර, මේ ආකාරයෙන් ගොඩනැගීම එකම චිප් ප්‍රදේශය සඳහා ඉහළ බිටු ඝනත්වයක් ලබා ගැනීමට උපකාරී වේ.පළමු ත්‍රිමාණ ෆ්ලෑෂ් නිෂ්පාදන ස්ථර 24 කින් සමන්විත විය.