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三年老帖被挖坟 2018年再看TLC闪存

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Essence 发表于 2018-7-19 17:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:4525|回复数:51
近日,浴室3年前的老帖《MLC和TLC闪存差的只是P/E么?不要被绕进去哦》又一次被网友顶了起来。时过境迁,过去作为“少数派”的TLC闪存现今已成为几乎唯一的选择,原帖中的内容是否依然成立?对于TLC取代MLC,以及明年QLC的问世,我们是否又该持悲观态度呢?

现在应该已经没有人在纠结选不选TLC——因为你没的选。除了极个别几款MLC闪存型号之外,TLC是绝对的主流。而在这其中,3D闪存的份额正快速增长,原因还是和过去2D TLC替代MLC一样,3D闪存的成本已经降低了,同时三星和东芝也还在建立新厂扩增产能。

如何看待3D TLC?

3D TLC是成本的选择,也是容量的选择。从第一代32层堆叠到第二代64层堆叠,美光的3D TLC存储密度暴增90%,性能也比初代产品大有改观。可以说3D堆叠为闪存发展提供了崭新的道路,尤其是进入64层堆叠时代之后,3D TLC表现的更加成熟了。


TLC的写入速度比MLC低,3D TLC大约需要512G的容量级才能确保超出SATA3.0带宽,显现为不掉速,而MLC闪存只需一半左右(256GB)容量就能实现同样效果。伴随3D TLC发展的还有PCIe NVMe SSD,接口带宽提升之后,用户可能会对写入性能有更多的想法,所以有很多固态硬盘采用了全盘SLC的策略,最大化持续写入速度。

当然从算法和优化程度来说,不同方案下全盘SLC Cache的表现差距还是很大的。有可能你碰到了一款优化很烂的盘,这个方案可能会给你留下3D TLC是垃圾的印象。


但如果选到优秀的硬件方案,主控硬件规格没有大幅缩水、固件优化到位,那么用户获得的又将是截然不同的高端体验。固态硬盘是一个整体工程,不应让部分山寨硬件方案影响到你对当代3D闪存技术的评价。

TLC的耐久度现在怎么样了?

从2D TLC演变到今天的64层堆叠3D TLC,TLC闪存的耐久度表现进步了多少?这个问题我也很关心,所以PCEVA近期有对3D闪存SSD做耐久度测试的计划。当然,和以前一样,PCEVA的耐久度测试不会一路写到挂盘,而是会穿插高温加速模拟数据保存期测试,无法通过长期断电数据完整性测试的SSD会直接被宣布终结。这样的测试成绩肯定不如当初很多媒体测三星的结果漂亮(不断电写到出错挂盘为止),但是成绩更真实更有价值。

一块SSD的耐久度表现跟很多因素有关,闪存自身特性是很重要的一部分,主控的纠错处理也是重要的影响因素。相比3年前BCH纠错算法+Read Retry重读,现在LDPC纠错算法的能力更强。

TLC寿命末期还会掉速吗?

3年前的帖子中,浴室讲了很多TLC闪存的弊端,其中很重要的一点就是TLC会早于MLC进入寿命末期,即便有强力纠错算法能为其延寿,但会损失读写性能。

虽然PCEVA针对3D闪存SSD的耐久度测试还没有开始,但可以肯定的告诉大家,3D闪存+LDPC纠错依然会在闪存寿命末期面临类似的问题。但对于用户的影响有多大要取决于多种因素的影响:

1.3D闪存的寿命是否延长到正常使用周期内不会掉速的水平?
2.LDPC纠错算法的优化程度,尤其是软解码的算法水平会很大程度上影响延迟表现优劣
3.固件闲时巡读算法的设计会影响老文件读取速度保持的效果

TLC现在是什么水平?

3年前有一个非常经典的图表告诉大家闪存发展的“不可持续性”。这张图表用每个逻辑单元的电子数量降低幅度表达了NAND闪存发展的瓶颈。电子数量太少,以至于无法正确保存和表达数据,闪存降成本扩容量的发展之路就走到头了。那么现在的3D闪存到底走到哪个阶段了?



自从进入3D时代之后,各家闪存原厂就不再披露具体的制程信息,三星也只在第一代3D TLC时透露回退到40nm制程,这个数字自然是一直在变化的。根据TechInsights的报告,当前64层堆叠3D闪存中,美光和三星使用了20nm工艺,东芝使用了19nm工艺。闪存原厂不披露具体工艺数值,一方面可能是因为这个数字的确不容易继续推进降低了,另一方面它已经不代表工艺的先进程度,3D闪存的结构相比2D平面时代已经发生了革命性的变化,堆叠层数才是新的先进性指标。

如果按照上面的图表,20nm的数值也是位于红线下方的。但是,一方面这个图表中所介绍的电子数量是过去2D结构下的数值,不能直接套用到3D闪存当中,另一方面随着LDPC纠错技术的进步,硬解码能够高效实现的纠错能力已经在一定程度上超过了过去BCH+Read Retry才能达到的水平。所以过去的危机标准未必适合现在。

东芝、美光和三星已经先后宣布了3D QLC闪存的计划,东芝更是表示3D QLC耐久度将保持和TLC一致的水平,当然这其中的技术挑战很大。但QLC问世在即,至少说明3D TLC当前已经是非常成熟的阶段了。


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zhu890103 发表于 2018-7-19 17:14 | 显示全部楼层
光刻机又该预定到2222年了
las563180065 发表于 2018-7-19 17:19 | 显示全部楼层
感觉我是要跳过TLC直接进入QLC的时代了
StormBolt 发表于 2018-7-19 17:38 | 显示全部楼层
概括来说就是闪存不行,主控来补?那久置数据完整性仍然不行?
McLaren 发表于 2018-7-19 17:41 | 显示全部楼层
至少1T起步才会买QLC
XXHJACK 发表于 2018-7-19 17:54 | 显示全部楼层
那个只是基于那个时代纠错能力不强发表的。现在整个环境都不一样了,没有可比性了。
来自苹果客户端来自苹果客户端
Essence  楼主| 发表于 2018-7-19 18:18 | 显示全部楼层
StormBolt 发表于 2018-7-19 17:38
概括来说就是闪存不行,主控来补?那久置数据完整性仍然不行?

空闲时候巡读,适时重写就可以保障数据完整性,OCZ TR150和浦科特M7V的耐久度测试里都有体现,那还是2D TLC时代。
StormBolt 发表于 2018-7-19 18:40 | 显示全部楼层
Essence 发表于 2018-7-19 18:18
空闲时候巡读,适时重写就可以保障数据完整性,OCZ TR150和浦科特M7V的耐久度测试里都有体现,那还是2D T ...

这个知道的,那要是不开机就和传统tlc一样咯
hgy9 发表于 2018-7-19 18:42 | 显示全部楼层
前段时间撸了块镁光1100 2T,复制了800G+高清,写入速度在270-280M之间,速度还行
Essence  楼主| 发表于 2018-7-19 19:08 | 显示全部楼层
StormBolt 发表于 2018-7-19 18:40
这个知道的,那要是不开机就和传统tlc一样咯

正常的闪存寿命标定方式为寿命用尽后可断电保持数据一年,而在此之前的数据断电保存期只会更长。家庭使用SSD做离线存档硬盘的机会还是不多,数年不开机即便HDD也不能100%保障安全。

这个问题也不是TLC独有,MLC在寿命末期也是一样的有断电保存期的限制。不同之处或许就是写入PE次数不同,而现在3D TLC的PE次数应该能够赶上后期的2D MLC了。

tsammammb 发表于 2018-7-19 20:29 | 显示全部楼层
堆叠层数对寿命的影响如何体现?之前一直以为是越少越好
记得IMFT第一代3D NAND用的工艺宣传时说是32nm,实际ark规格上写的却是16nm
string 发表于 2018-7-19 22:43 | 显示全部楼层
tsammammb 发表于 2018-7-19 20:29
堆叠层数对寿命的影响如何体现?之前一直以为是越少越好
记得IMFT第一代3D NAND用的工艺宣传时说 ...

越简单越可靠,这个没毛病。但是你不会想着用回SLC的。
至于宣传和实际的nm可能比较复杂,英特尔说自己的14nm比别家的10nm更紧凑呢,所以到底谁在撒谎
jeffrey913 发表于 2018-7-20 00:12 | 显示全部楼层
反正自己用的520/750/S3700/SM961都是MLC,推荐同事都是860EVO之类
不为别的,毕竟对普通人来说价格跟品牌才是最关心的东西
Y6-0785 发表于 2018-7-20 00:49 | 显示全部楼层
jeffrey913 发表于 2018-7-20 00:12
反正自己用的520/750/S3700/SM961都是MLC,推荐同事都是860EVO之类
不为别的,毕竟对普通人来说价格跟品牌才 ...

品牌知名度越高越好,免得有些人以为镁光、浦科特这种专业品牌是杂牌,万一坏了来算账。我基本上都推荐Q200EX,品牌没得说,价格不贵,固件可靠,还有MLC心理加成。


沙漠之鹰L3 发表于 2018-7-20 01:08 | 显示全部楼层
如果测试TLC的话,愿意提供一些资金,买一两款SSD直接送到PCEVA需要的测试地点。容量恐怕只有128G。
相对的,想让pceva测试一下这些SSD的稳定性和寿命。

不为别的,就是想怼一怼某些人的嘴。SSD这东西好货不便宜,然而依旧有人被各种空盘跑分很高的低价SSD骗了之后说我推荐的配置坑,SSD坑。
石头 发表于 2018-7-20 07:35 | 显示全部楼层
沙漠之鹰L3 发表于 2018-7-20 01:08
如果测试TLC的话,愿意提供一些资金,买一两款SSD直接送到PCEVA需要的测试地点。容量恐怕只有128G。
相对的 ...

你是说那些垃圾盘?不太好测,都限速,写入比别人慢很多,浪费时间

你就这么看好了:只要性能偏低,大幅低于同类方案的正常表现,又没有节能这类合理理由,那就是颗粒品质太差故意降速了。不要让他们拿as的跑分说事,as跑的是cpu跟内存。。。。
doymll 发表于 2018-7-20 08:53 | 显示全部楼层
这样说来.选择大容量起步的.如480G.  nvme协议之类的.才能保证TLC QLC此类的读写.对吗.以及大品牌.
石头 发表于 2018-7-20 09:07 | 显示全部楼层
doymll 发表于 2018-7-20 08:53
这样说来.选择大容量起步的.如480G.  nvme协议之类的.才能保证TLC QLC此类的读写.对吗.以及大品牌. ...

重点看标称值。。。。现在很多垃圾品牌都不敢标标称值,还美其名曰让用户自己体验,其实是颗粒来源不稳定根本没法确定标称值。。。。结合我16楼说的,你就懂了吧

guangyunjian 发表于 2018-7-20 09:08 | 显示全部楼层
还记得东芝称其QLC NAND拥有多达1000次左右的P/E编程擦写循环
wanfeng304 发表于 2018-7-20 10:32 | 显示全部楼层
看到500g浦科特m9和三星970evo厂商标称寿命是300t左右,再稍微打个折扣,普通家用都容易用完。
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