NAND Flash SLC၊ MLC၊ TLC၊ QLC ၏ မတူညီသောအဆင့် SSD Chips များ၏ ကွာခြားချက်ကို နားလည်ပါ

NAND Flash ၏အမည်အပြည့်အစုံမှာ Flash Memory ဖြစ်ပြီး၊ မတည်ငြိမ်သောမှတ်ဉာဏ်ကိရိယာ (Non-volatile Memory Device) မှပိုင်ဆိုင်သည်။၎င်းသည် Floating Gate Transistor ဒီဇိုင်းကို အခြေခံထားပြီး အခကြေးငွေများကို Floating Gate မှတဆင့် စုပ်ယူပါသည်။Floating Gate သည် လျှပ်စစ်ဖြင့် သီးခြားခွဲထားသောကြောင့် ဂိတ်ပေါက်သို့ရောက်ရှိသော အီလက်ထရွန်များသည် ဗို့အားကိုဖယ်ရှားပြီးနောက်တွင်ပင် ပိတ်မိနေပါသည်။ဤသည်မှာ flash non-volatility အတွက် ကျိုးကြောင်းဆီလျော်မှုဖြစ်သည်။ဒေတာများကို ထိုကဲ့သို့သော စက်များတွင် သိမ်းဆည်းထားပြီး ပါဝါပိတ်ထားသော်လည်း ဆုံးရှုံးမည်မဟုတ်ပါ။
မတူညီသော နာနိုနည်းပညာအရ၊ NAND Flash သည် SLC မှ MLC သို့ ကူးပြောင်းပြီးနောက် TLC သို့ ကူးပြောင်းခြင်းကို တွေ့ကြုံခဲ့ပြီး QLC သို့ ရွေ့လျားနေသည်။NAND Flash ကို eMMC/eMCP၊ U disk၊ SSD၊ မော်တော်ကား၊ Internet of Things နှင့် အခြားနယ်ပယ်များတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုထားပြီး ၎င်း၏စွမ်းရည်နှင့် မြန်ဆန်သောစာရေးနှုန်းကြောင့် ဖြစ်သည်။

SLC (အင်္ဂလိပ်နာမည်အပြည့်အစုံ (Single-Level Cell – SLC) သည် အဆင့်တစ်ခုတည်း သိုလှောင်မှုဖြစ်သည်။
SLC နည်းပညာ၏ထူးခြားချက်မှာ Floating gate နှင့် source ကြားရှိ အောက်ဆိုဒ်ဖလင်သည် ပိုမိုပါးလွှာသည်။ဒေတာရေးသားသည့်အခါတွင်၊ သိုလှောင်ထားသော အားသွင်းအားသည် Floating Gate ၏အားသွင်းအားဗို့အားကိုအသုံးပြုကာ အရင်းအမြစ်ကိုဖြတ်သန်းခြင်းဖြင့် ဖယ်ရှားနိုင်သည်။ဆိုလိုသည်မှာ 0 နှင့် 1 ၏ ဗို့အားပြောင်းလဲမှု နှစ်ခုကသာ အချက်အလက်ယူနစ် 1 ခုကို သိမ်းဆည်းနိုင်သည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ 1 bit/cell သည် လျင်မြန်သောအမြန်နှုန်း၊ ကြာရှည်စွာအသက်နှင့် ခိုင်ခံ့သောစွမ်းဆောင်ရည်ဖြင့် လက္ခဏာရပ်များဖြစ်သည်။အားနည်းချက်ကတော့ စွမ်းဆောင်ရည်နိမ့်ပြီး ကုန်ကျစရိတ်လည်း မြင့်ပါတယ်။

MLC (အင်္ဂလိပ်နာမည်အပြည့်အစုံ Multi-Level Cell – MLC) သည် အလွှာပေါင်းစုံ သိုလှောင်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။
Intel (Intel) သည် စက်တင်ဘာလ 1997 ခုနှစ်တွင် MLC ကို ပထမဆုံး အောင်မြင်စွာ တီထွင်ခဲ့သည်။ ၎င်း၏ လုပ်ဆောင်ချက်မှာ Floating Gate တွင် အချက်အလက် နှစ်ခုကို သိမ်းဆည်းရန် (အားသွင်းသည့် flash memory cell တွင် သိမ်းဆည်းသည့် အပိုင်း)၊ ထို့နောက် မတူညီသော အလားအလာများကို အသုံးပြုခြင်း (Level)၊ ) မန်မိုရီတွင်သိမ်းဆည်းထားသော ဗို့အားထိန်းချုပ်မှုမှတစ်ဆင့် တိကျသောစာဖတ်ခြင်းနှင့်စာရေးခြင်း။
ဆိုလိုသည်မှာ၊ 2bit/cell၊ ဆဲလ်ယူနစ်တစ်ခုစီသည် 2bit အချက်အလက်များကို သိမ်းဆည်းထားရန်၊ ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော ဗို့အားထိန်းချုပ်မှု လိုအပ်သည်၊ 00၊ 01၊ 10၊ 11 တွင် ပြောင်းလဲမှုလေးခု ရှိသည်၊ ယေဘုယျအားဖြင့် ပျမ်းမျှ၊ သက်တမ်းသည် ပျမ်းမျှဖြစ်ပြီး၊ စျေးနှုန်းသည် ပျမ်းမျှ၊ အကြိမ်ပေါင်း 3000—10000 ကြိမ် ဖျက်ခြင်းနှင့် စာရေးခြင်း သက်တမ်း။MLC သည် ဗို့အားအဆင့် အများအပြားကို အသုံးပြု၍ အလုပ်လုပ်သည်၊ ဆဲလ်တစ်ခုစီသည် ဒေတာနှစ်ဘစ်ကို သိမ်းဆည်းထားပြီး ဒေတာသိပ်သည်းဆသည် အတော်လေးကြီးမားပြီး တစ်ကြိမ်လျှင် တန်ဖိုး 4 ခုထက်ပို၍ သိမ်းဆည်းနိုင်သည်။ထို့ကြောင့်၊ MLC ဗိသုကာသည် သိုလှောင်မှုသိပ်သည်းဆ ပိုကောင်းနိုင်သည်။

TLC (အင်္ဂလိပ်နာမည်အပြည့်အစုံ Trinary-Level Cell) သည် သုံးဆင့်သိုလှောင်မှုဖြစ်သည်။
TLC သည် ဆဲလ်တစ်ခုလျှင် 3bit ဖြစ်သည်။ဆဲလ်ယူနစ်တစ်ခုစီသည် MLC ထက် ဒေတာ 1/2 ပိုမိုသိမ်းဆည်းနိုင်သည့် 3bit အချက်အလက်များကို သိမ်းဆည်းထားသည်။000 မှ 001 မှ 3bit/cell ဗို့အားပြောင်းလဲမှု 8 မျိုးရှိသည်။8LC ဟုခေါ်သော Flash ထုတ်လုပ်သူများလည်းရှိသည်။လိုအပ်သောဝင်ရောက်ချိန်သည် ပိုရှည်သောကြောင့် လွှဲပြောင်းမှုအမြန်နှုန်းမှာ ပိုနှေးပါသည်။
TLC ၏အားသာချက်မှာစျေးနှုန်းချိုသာသည်၊ ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်သည် megabyte တစ်ခုလျှင်အနိမ့်ဆုံးဖြစ်ပြီးစျေးနှုန်းချိုသာသော်လည်းအသက်သည်တိုတောင်းသည်၊ 1000-3000 နှင့်ပြန်လည်ရေးသားခြင်းသက်တမ်းခန့်သာရှိသော်လည်း၊ ပြင်းထန်စွာစမ်းသပ်ထားသော TLC အမှုန်များသည် SSD လုပ်နိုင်သည် ပုံမှန်အားဖြင့် 5 နှစ်ထက်ပို၍ အသုံးပြုနိုင်သည်။

QLC (အင်္ဂလိပ် အမည် အပြည့်အစုံ Quadruple-Level Cell) လေးလွှာ သိုလှောင်မှု ယူနစ်
QLC ကို 4bits/cell၊ လေးလွှာသိုလှောင်မှုယူနစ်၊ 4bits/cell ဟုလည်းခေါ်နိုင်သည်။ဗို့အားပြောင်းလဲမှု 16 ခုရှိသော်လည်း စွမ်းရည်သည် 33% တိုးလာနိုင်ပြီး ဆိုလိုသည်မှာ TLC နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက စာရေးခြင်းစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ဖျက်ခြင်းသက်တမ်းသည် ပိုမိုလျော့ကျသွားမည်ဖြစ်သည်။တိကျသောစွမ်းဆောင်ရည်စမ်းသပ်မှုတွင်၊ မဂ္ဂနီဆီယမ်သည် စမ်းသပ်မှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ဖတ်ရှုနှုန်းအရ၊ SATA အင်တာဖေ့စ်နှစ်ခုစလုံးသည် 540MB/S အထိ ရောက်ရှိနိုင်သည်။QLC သည် စာရေးအမြန်နှုန်းတွင် ပိုဆိုးသည်၊ ၎င်း၏ P/E ပရိုဂရမ်းမင်းအချိန်သည် MLC နှင့် TLC ထက် ပိုရှည်သောကြောင့်၊ မြန်နှုန်းမှာ နှေးကွေးပြီး စဉ်ဆက်မပြတ်ရေးနိုင်မှုမြန်နှုန်းမှာ 520MB/s မှ 360MB/s၊ ကျပန်းစွမ်းဆောင်ရည်သည် 9500 IOPS မှ 5000 သို့ ကျဆင်းသွားသည် IOPS ထက်ဝက်နီးပါး ဆုံးရှုံးမှု၊
(၁) နှစ်အောက်

PS- Cell ယူနစ်တစ်ခုစီတွင် ဒေတာများ သိမ်းဆည်းလေ၊ ယူနစ်တစ်ခုစီ၏ ဧရိယာ စွမ်းရည် မြင့်မားလေ၊ သို့သော် တစ်ချိန်တည်းတွင်၊ ၎င်းသည် ထိန်းချုပ်ရန် ပိုခက်ခဲသည့်အတွက် မတူညီသော ဗို့အားအခြေအနေများ တိုးလာကာ NAND Flash ချစ်ပ်၏ တည်ငြိမ်မှု ပိုဆိုးလာသည်နှင့် ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်း တိုတောင်းလာသည်၊ တစ်ခုစီတွင် ၎င်း၏ အားသာချက်များနှင့် အားနည်းချက်များရှိသည်။

တစ်ယူနစ် သိုလှောင်နိုင်မှု ယူနစ် Erase/Write Life
SLC 1bit/ဆဲလ် အကြိမ် 100,000
MLC 1bit/ဆဲလ် ၃၀၀၀-၁၀၀၀၀/ကြိမ်
TLC 1bit/ဆဲလ် အကြိမ် ၁၀၀၀
QLC 1bit/ဆဲလ် အကြိမ် 150-500

 

(NAND Flash သည် ဖတ်ရှုခြင်းနှင့် ရေးသားခြင်းဘဝသည် ကိုးကားရန်အတွက်သာဖြစ်သည်)
NAND flash memory အမျိုးအစားလေးမျိုး၏ စွမ်းဆောင်ရည် ကွဲပြားသည်ကို သိမြင်ရန်မှာ မခက်ခဲပါ။SLC ၏ တစ်ယူနစ်စွမ်းရည်နှုန်းသည် အခြား NAND flash memory particles အမျိုးအစားများထက် မြင့်မားသော်လည်း ၎င်း၏ဒေတာကို ထိန်းသိမ်းထားချိန်က ပိုရှည်ပြီး စာဖတ်နှုန်း ပိုမြန်ပါသည်။QLC သည် ပိုမိုကြီးမားသော စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော်လည်း ၎င်း၏ ယုံကြည်စိတ်ချရမှု နည်းပါးပြီး အသက်ရှည်ခြင်းကြောင့် ချို့ယွင်းချက်များ နှင့် အခြားသော ချို့ယွင်းချက်များ ဆက်လက်တည်ဆောက်ရန် လိုအပ်နေသေးသည်။

ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်၊ ဖတ်ရှုနိုင်မှု နှုန်းထားနှင့် ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်း ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် အမျိုးအစားလေးမျိုး၏ အဆင့်သတ်မှတ်ချက်မှာ-
SLC>MLC>TLC>QLC;
လက်ရှိ ပင်မဖြေရှင်းနည်းများမှာ MLC နှင့် TLC ဖြစ်သည်။SLC သည် မြန်နှုန်းမြင့်ရေးသားမှု၊ အမှားအယွင်းနည်းပါးမှုနှင့် ကြာရှည်ခံနိုင်မှုတို့ပါရှိသော စစ်ဘက်နှင့် လုပ်ငန်းဆိုင်ရာအသုံးချပရိုဂရမ်များအတွက် အဓိကရည်ရွယ်ပါသည်။MLC သည် သုံးစွဲသူအဆင့် အပလီကေးရှင်းများအတွက် အဓိကရည်ရွယ်ပြီး ၎င်း၏စွမ်းဆောင်ရည်သည် SLC ထက် 2 ဆပိုမိုမြင့်မားသည်၊ ကုန်ကျစရိတ်နည်းသည်၊ USB flash drive များ၊ မိုဘိုင်းဖုန်းများ၊ ဒစ်ဂျစ်တယ်ကင်မရာများနှင့် အခြား memory ကတ်များအတွက် သင့်လျော်ပြီး ယနေ့ခေတ်စားသုံးသူအဆင့် SSD တွင်လည်း တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုလျက်ရှိသည်။ .

NAND flash memory သည် မတူညီသော spatial တည်ဆောက်ပုံများအလိုက် 2D ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် 3D ဖွဲ့စည်းပုံကို အမျိုးအစား နှစ်မျိုးခွဲခြားနိုင်သည်။Floating gate transistor များကို 2D FLASH အတွက် အဓိကအသုံးပြုကြပြီး 3D flash သည် CT transistors နှင့် floating gate ကို အဓိကအသုံးပြုပါသည်။တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးတာဖြစ်ပြီး CT သည် insulator တစ်ခုဖြစ်ပြီး နှစ်ခုသည် သဘောသဘာဝနှင့် နိယာမ ကွဲပြားသည်။ကွာခြားချက်မှာ-

2D ဖွဲ့စည်းပုံ NAND Flash
မမ်မိုရီဆဲလ်များ၏ 2D ဖွဲ့စည်းပုံကို ချစ်ပ်၏ XY အစီအစဥ်တွင်သာ စီစဉ်ထားသောကြောင့် 2D flash နည်းပညာကို အသုံးပြုထားသော တူညီသော wafer တွင် ပိုမိုသိပ်သည်းဆရရှိရန် တစ်ခုတည်းသောနည်းလမ်းမှာ process node ကို ကျုံ့ရန်ဖြစ်သည်။
အားနည်းချက်မှာ NAND flash တွင် Error များသည် သေးငယ်သော node များအတွက် ပို၍ မကြာခဏ ဖြစ်တတ်ပါသည်။ထို့အပြင်၊ အသုံးပြုနိုင်သော အသေးငယ်ဆုံး လုပ်ငန်းစဉ် node အတွက် ကန့်သတ်ချက် ရှိပြီး သိုလှောင်မှု သိပ်သည်းဆ မမြင့်ပါ။

3D ဖွဲ့စည်းပုံ NAND Flash
သိုလှောင်မှုသိပ်သည်းဆကို တိုးမြှင့်ရန်အတွက် ထုတ်လုပ်သူများသည် 3D NAND သို့မဟုတ် V-NAND (ဒေါင်လိုက် NAND) နည်းပညာကို တီထွင်ခဲ့ပြီး ၎င်းသည် Z-plane အတွင်းရှိ မမ်မိုရီဆဲလ်များကို တူညီသော wafer ပေါ်တွင် စုပုံထားသည်။

(၃)နှစ်အောက်
3D NAND ဖလက်ရှ်တွင်၊ မမ်မိုရီဆဲလ်များကို 2D NAND တွင် အလျားလိုက်ကြိုးများထက် ဒေါင်လိုက်ကြိုးများအဖြစ် ချိတ်ဆက်ထားပြီး ဤနည်းဖြင့် တည်ဆောက်ခြင်းသည် တူညီသောချစ်ပ်ဧရိယာအတွက် မြင့်မားသောဘစ်သိပ်သည်းဆကို ရရှိစေရန် ကူညီပေးပါသည်။ပထမဆုံး 3D Flash ထုတ်ကုန်များတွင် အလွှာ ၂၄ ခုရှိသည်။

(၄)နှစ်အောက်


စာတိုက်အချိန်- မေ ၂၀-၂၀၂၂