花开正当时，十四款120/128GB SSD横向评测

2012-5-24 18:34  |  作者：thesea   |  关键字：SSD横评

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3.3.2 闪存的三六九等：SLC、MLC以及TLC



NAND的分类

　　即便同为NAND闪存也有三六九等之分，上面这张金字塔排列就显示了六种不同的NAND闪存，从下到上性能、可靠性依次升高，但是价格也水涨船高。


超极速SSD是参测SSD中唯一一款使用SLC闪存的，在性能测试中表现非常突出

　　金字塔顶端的是SLC，可靠性、寿命、性能还有价格都是最高的，使用SLC闪存的要么针对不计成本的企业级市场，要么就是做几款产品展示形象的。

　　第二级的是Clear NAND，它的特殊之处在于内建ECC纠错支持，这样SSD主控就不需要ECC处理了，负担就少多了，Clear NAND主要是美光在做。

　　再往下就是MLC的天下了，但是MLC也有很大区别。最好的是Enterprise Synch MLC（企业级同步MLC），可靠性和寿命针对企业级市场做了优化。之后就是Synch/Toggle MLC（同步/反复MLC），其中Toggle MLC多为东芝出品，当然Toggle阵营中也有企业级闪存，与企业级同步MLC对应。

　　SSD中应用比较多的其实还有Asynch MLC（异步MLC），价格便宜量又足，性能也不算差，重点就是消费级市场。

　　金字塔最底端的是TLC，它也很特殊，从前两年就开始嚷嚷相应的TLC SSD，去年11月份OCZ就宣布将在今年推出TLC产品，不过到现在也什么动静，关键的问题就在TLC可靠性太差，性能也低，除了容量提升之外很难有说服人的理由。

　　SLC、MLC以及TLC到底有什么区别呢？

　　继续前面的问题，施加电压会导致浮栅极电位变化，那么施加不同的电压就会有更多的电位变化，NAND闪存单元就可以容纳不同的信号组合，这也就是SLC、MLC以及TLC的区别。

　　这几种闪存的物理结构是相同的，SLC（single-level-cell）是最简单的一种，加电就是1，断电就是0。

　　MLC (multi-level-cell）就是每个cell单元中有多个信号，通过控制不同的电压来实现的，常见的是2个电信号的，它的信号组合有11，01，00，10四种，也就是可储存的容量提升了。

　　TLC（Triple-level-cell）实际上也是MLC中的一种，不过常说的MLC几乎就是特指2个信号位的。TLC每个Cell单元中可荣内的信号更多，有000，001，010，011，111，110，100，101这8种，容量会更大。


MLC会带来容量的增加（图片来源anandtech）

　　提升容量、降低成本是MLC及TLC最大的优点，但是负面影响也很严重。

　　1.MLC性能下降

　　MLC需要更精确的电压控制，program过程所需时间更多，因此写入性能也会大幅下降，理论上只有SLC的1/4；读取，特别是随机读取性能也会受影响，因为需要花更多的时间从四种电信号状态中区分所需数据，读取性能只有SLC的1/3。


SLC与MLC性能对比

　　2.MLC可靠性下降

　　SLC闪存一次P/E循环只需要击穿一次氧化层，而MLC需要不同的电压多次击穿氧化层，物理损害比SLC要严重得多，MLC的写入次数指数级下降，比如SLC的理论寿命是1万-10万次，而MLC的写入寿命上限就只有1万次，而且随着工艺的进步，这个数值还在下降，25nm MLC普遍只有3000-5000次。

　　3.MLC需要更高的纠错

　　由于电压分的更细，MLC在读取数据的过程中需要提高敏感度，不然就容易出现读错数据的可能，也就是说MLC出错的几率增大了，纠错要求也必须随之提高，反应在SSD上就是需要更强的ECC机制。

　　除了上面提到的几点缺陷之外，MLC的漏电流、电压边界位移（voltage margin shifting）现象也增加了，MLC的功耗和发热也更高，这些都是MLC带来的问题，虽然相比前面几个并不算严重。

　　说了这么多MLC的“坏话”，其实也没必要，因为SLC的成本和售价不是谁都能接受的，而MLC带来的好处是极具诱惑力的，它带来的问题可以通过技术手段缓解，至少SSD的主流还是MLC，而且针对企业级应用的MLC在可靠性和寿命上一样有保障。


上一页：3.3.1 闪存为什么会有写入次数限制？
  1. 1. 14款热门SSD评测——超能网SSD大横评
  2. 32.7.6 性能测试数据汇总及分析
  3. 2.1 前言：HDD寻春苦未至，SSD花开正当时
  4. 33.8.1 GC效率测试：SF主控
  5. 3.2.1 降价之风愈演愈烈，SSD飞入寻常百姓家
  6. 34.8.2 GC效率测试：其他主控
  7. 4.2.2 市售热门SSD型号盘点
  8. 35.8.3 TRIM性能测试
  9. 5.3.1 速度不是唯一，SSD真正的优势在哪？
  10. 36.9.1 SSD功耗测试方法
  11. 6.3.2 主控芯片：SSD的大脑
  12. 37.9.2 功耗测试成绩
  13. 7.3.2.1 Marvell主控
  14. 38.10.1 120/128GB SSD选购参考意见
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  16. 39.10.2 有关SSD近期发展趋势及感想
  17. 9.3.2.3 其他SSD主控
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  51. 26.6.2 如何看懂SSD的性能数据
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  53. 27.7.1 AS SSD Benchmark测试
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  55. 28.7.2 CrystalDiskMark测试
  56. 59.12.1 Crucial M4固件刷新教程
  57. 29.7.3 PCMark 7测试
  58. 60.12.2 忆正FTM Plus固件刷新教程
  59. 30.7.4 FastCopy测试
  60. 61.12.3 OCZ SSD固件刷新教程
  61. 31.7.5 Photoshop CS5文件载入与保存测试
  62. 62.12.4 浦科特M3P固件刷新教程

已有140位网友发表评论

  • 游客  2016-02-03 23:25

    建兴睿速T9 就是Marvell 88SS9187主控！怎么市面上没有呢？我都在用了！

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    160#

  • Tech学前班 2016-01-23 11:12

    而且我认为 存储设备哪有什么默认的 OP空间 一说，完全就是单位转化造成的数值的差异，U盘、机械硬盘、SSD、TF卡、SD卡 等等 要是都有人为的OP空间，想想一下 这个世界上所有的OP空间加起来是多么巨大的浪费？对于把利益放在第一位的厂商来说，这完全就是不可能发生的事情！

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    159#

  • Tech学前班 2016-01-23 11:06

    3.6.1中 OP空间 那段我觉得有错 “256GB容量SSD的宣称字节数是256,000,000,000，而闪存的真实容量是256x1024x1024x1024=274,877,906,944字节，如果按厂商的方式换算就是275GB左右了” 这句话中 256乘以1024 应该就错了吧。
    3.6.2中 SSD可用容量 这句话 “也就人是说从晶圆厂的1024转到SSD厂商的1000，然后再从这个1000的比列转回到操作系统的1024，容量还会再减少一次。”我觉得是错的。现在的储存设备不论是厂商还是晶圆厂都是 按照 1kb=1000字节 来计算的吧。
    拿例子中 256GB 硬盘来计算 实际可用容量是 256,000,000,000/1024/1024/1024=238.42GB
    OP=(256-238.42)/238.42=7.37% 这样才对啊

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    158#

  • 游客  2014-03-28 06:39

    能不能做一个新版SSD的测评？

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    157#

  • 游客  2014-03-27 16:21

    孔压下

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    156#

  • 游客  2013-10-30 18:23

    使用免费的分区助手的“分区对齐”功能也能实现对没有4KB对齐的分区进行对齐。

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    155#

  • ngcw1986大学生 2013-09-07 15:19

    为啥点了收藏却什么也没发生呢？

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    154#

  • 游客  2013-08-31 21:21

    这个小编实在是太太太太厉害了！！！

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    153#

  • 游客  2013-08-15 18:08

    之前在其它资料上面看到TRIM GC 等性能，就是一知半解的，这篇文章里面讲解的，我居然看懂了！感谢分享！

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    152#

  • philip管理员 2013-08-08 16:41

    网友 [lancon] 的原贴：1楼
    教科书般的评测，让人又长知识，又长见识！不用再去无头绪的乱找，无系统地学习SSD的相关知识，尽在这个评测中！看了这篇文章，我就马上注册了超能网，并将网址托托地放到了收藏夹里！~~ 再次感谢作者的辛劳和付出！
    要常来！

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    151#

  • lancon 2013-07-12 22:16

    教科书般的评测，让人又长知识，又长见识！不用再去无头绪的乱找，无系统地学习SSD的相关知识，尽在这个评测中！看了这篇文章，我就马上注册了超能网，并将网址托托地放到了收藏夹里！~~ 再次感谢作者的辛劳和付出！

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    150#

  • 游客  2013-06-21 20:00

    Goooooooooood Job!

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    149#

  • 游客  2013-05-04 17:32

    这小编是有多蛋疼啊！可以出书了！怒赞……

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    148#

  • 游客  2013-04-19 00:51

    很牛B的文章啊，我看了几个小时的散文，最后才看到这一本固态全书

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    147#

  • 游客  2013-04-18 15:28

    小编是塞博坦星球来的吧

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    146#

  • 游客  2013-02-18 14:55

    SSD知识普及文献！！！值得收藏！

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    145#

  • 游客  2013-02-18 10:18

    评测很有用处 感谢小编 很详细

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    144#

  • 游客  2012-12-31 21:04

    网友 [Guest] 的原贴：1楼
    能否把三星840和840Pro加入？
    有空的话我会考虑的，顺便把新测试的数据也导入去

    支持(3)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    143#

  • 游客  2012-12-29 23:57

    能否把三星840和840Pro加入？

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    142#

  • 游客  2012-12-29 13:35

    SSD果然威力很猛！

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    141#

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