MLC NAND _生活百科

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MLC NANDMLC 全称为Multi-Level Cell，多层单元快闪记忆体，MLC通过使用大量的电压等级，每一个单元储存两位数据，数据密度比较高。
【MLC NAND】一般厂家宣称可以保证得擦除次数是3，000次。这一点与SLC的100，000的擦除次数有不小的差异。
基本介绍中文名：MLC NAND
外文名：Multi-Level Cel
擦除次数：3，500次
结构：多层单元快闪记忆体
差异：与SLC得100，000的擦除次数
MLC晶片特点1、传输速率：由于MLC晶片技术所限，目前市面上的MP3如果採用了高速USB接口，同样的Mp3出现传输速度相差比较大的，比如Rockchip主控晶片写入速度可以超过3MB/s，如果有的品牌产品只有1M多，不超过2MB，就有可能採用MLC晶片。2、晶片编号：三星MLC晶片採用的晶片编号为：K9G****** K9L***** 。现代MLC晶片採用的晶片编号为：HYUU*** 。与SLC对比总而言之，MLC在架构上优于SLC架构。首先是存取次数。MLC架构理论上只能承受约1万次的数据写入，而SLC架构可承受约10万次，是MLC的10倍。这其中也存在一个误区，网上很多媒体都有写MLC和SLC知识普及的文章，笔者一一拜读过，可以说内容不够严谨，多数都是你抄我我抄你，相互抄来抄去，连错误之处也都完全相同，对网友很不负责。就拿存取次数来说吧，这个1万次指的是数据写入次数，而非数据写入加读取的总次数。数据读取次数的多寡对快闪记忆体寿命有一定影响，但绝非像写入那样严重，这个寿命值正随着MLC技术的不断发展和完善而改变着。MLC技术并非一家厂商垄断，像东芝（Toshiba）已生产了好几代MLC架构NAND快闪记忆体，包括前不久宣布和美国SanDisk公司共同开发的採用最先进56nm工艺的16Gb（2gigabyte）和8Gb（1gigabyte）MLC NAND快闪记忆体，16Gb是单晶片的业内最大容量。东芝在MLC快闪记忆体设计方面拥有经验与技术，去年东芝利用90nm工艺与三星的73nm产品竞争。东芝90nm MLC快闪记忆体的位密度达29 Mbits/ mm2，超过了三星的73nm快闪记忆体（位密度为25.8 Mbits/mm2）。对于给定的存储密度，东芝快闪记忆体的裸片面积也比三星的要小。例如东芝的4-Gbit 90nm NAND裸片面积是138 mm2，而三星的4-Gbit 73nm NAND裸片面积是156 mm2，这使东芝在成本方面更具竞争力。三星方面现在正奋起直追，与东芝之间的竞争异常激烈。再加上IMFT、海力士等厂商的参与，MLC技术发展势头迅猛，今天MLC NAND Flash写寿命还只有1万次，明天也许就会是2万次、3万次甚至达到与SLC同等级别的10万次，这是完全有可能的。拿MLC NAND Flash的写寿命我们一起来算笔帐，假如近期笔者购买了一款2GB容量MP3播放器，快闪记忆体是东芝产的MLC架构NAND Flash，理论上只能承受约1万次数据写入。笔者是个疯狂的音乐爱好者，每天都要更新一遍快闪记忆体里的歌曲档案，这样下来一年要执行365次数据写入，1万次可够折腾至少27年的，去除7年零头作为数据读取对快闪记忆体寿命的损耗，这款MP3播放器如果其它部件不出问题笔者就可以正常使用至少20年。20年对于一款电子产品有着怎样的意义？就算笔者恋旧，也不可能20年就用一款MP3播放器吧。况且就算是SLC架构，快闪记忆体里的数据保存期限最多也只有10年，1万次的数据写入寿命其实一点儿也不少。其次是读取和写入速度。这里仍存在认识上的误区，所有快闪记忆体晶片读取、写入或擦除数据都是在快闪记忆体控制晶片下完成的，快闪记忆体控制晶片的速度决定了快闪记忆体里数据的读取、擦除或是重新写入的速度。可能你会拿现成的例子来辩驳，为什幺在同样的控制晶片、同样的外围电路下SLC速度比MLC快。首先就MLC架构目前与之搭配的控制技术来讲这点笔者并不否认，但如果认清其中的原因你就不会再说SLC在速度方面存在优势了。SLC技术被开发的年头远早于MLC技术，与之相匹配的控制晶片技术上已经非常成熟，笔者评测过的SLC产品数据写入速度最快能达到9664KB/s（ KISS KS900），读取速度最快能达到13138KB/s（ mobiBLU DAH-1700），而同样在高速USB2.0接口协定下写入速度最慢的还不足1500KB/s，读取速度最慢的也没有超过2000KB/s 。都是SLC快闪记忆体晶片，都是高速USB2.0接口协定，为什幺差别会如此大。笔者请教了一位业内资深设计师，得到的答案是快闪记忆体控制晶片效能低，且与快闪记忆体之间的兼容性不好，这类产品不仅速度慢而且在数据操作时出错的机率也大。这个问题在MLC快闪记忆体刚投入市场时同样也困扰着MLC技术的发展，好在去年12月我们终于看到了曙光。这就是擎泰科技（Skymedi Corporation）为我们带来的新一代高速USB2.0控制晶片SK6281及SD 2.0/MMC 4.2的combo快闪记忆卡控制晶片SK6621，在MLC NAND快闪记忆体的支持与速度效能上皆有良好表现。其所支持的MLC晶片已经达到了Class4的传输速度。MLC NAND Flash自身技术的原因，只有控制晶片效能够强时才能支持和弥补其速度上的缺点，支持MLC製程的控制晶片需要较严格的标準，以充分发挥NAND快闪记忆体晶片的性能。擎泰科技所推出的系列控制晶片经过长时间可靠性测试及针对不同装置兼容性进行的比对较正，已能支持目前市场主流的MLC快闪记忆体，如英特尔JS29F16G08CAMB1、JS29F08G08AAMB1，三星K9G4G08U0A、K9G8G08U0M、K9LAG08U0M、K9HBG08U1M，东芝TC58NVG2D4CTG00、TC58NVG3D4CTG00、TH58NVG4D4CTG00，美光（Micron）、海力士（Hynix）等等。此外，藉由良好的韧体设计，可大幅提升性能，达到最高的存取速度，例如：SK6621支持MLC可到Class4水準，其所支持SLC皆可支持到Class6的传输速度。SK6281还达到了Vista ReadyBoost速度的需求（Enhanced for Windows ReadyBoost），且支持单颗MLC时可达22MB/s的读取速度及6MB/s的写入速度，综合下来并不比SLC慢多少。你手上的MP3播放器USB传输速度慢并不全是因为快闪记忆体晶片採用了MLC架构，它与控制晶片的关係要更加密切一些。第三是功耗。SLC架构由于每Cell仅存放1bit数据，故只有高和低2种电平状态，使用1.8V的电压就可以驱动。而MLC架构每Cell需要存放多个bit，即电平至少要被分为4档（存放2bit），所以需要有3.3V及以上的电压才能驱动。最近传来好讯息，英特尔新推出的65纳米MLC写入速度较以前产品提升了二倍，而工作电压仅为1.8V，并且凭藉低功耗和深层关机模式，其电池使用时间也得到了延长。第四是出错率。在一次读写中SLC只有0或1两种状态，这种技术能提供快速的程式编程与读取，简单点说每Cell就像我们日常生活中使用的开关一样，只有开和关两种状态，非常稳定，就算其中一个Cell损坏，对整体的性能也不会有影响。在一次读写中MLC有四种状态（以每Cell存取2bit为例），这就意味着MLC存储时要更精确地控制每个存储单元的充电电压，读写时就需要更长的充电时间来保证数据的可靠性。它已经不再是简单的开关电路，而是要控制四种不同的状态，这在产品的出错率方面和稳定性方面有较大要求，而且一旦出现错误，就会导致2倍及以上的数据损坏，所以MLC对製造工艺和控制晶片有着更高的要求。目前一些MP3主控制晶片已经採用了硬体4bit ECC校验，这样就可以使MLC的出错率和对机器性能的影响减小到最低。第五是製造成本。为什幺硬碟容量在成倍增大的同时生产成本却能保持不变，简单点说就是在同样面积的碟片上存储更多的数据，也就是所谓的存储密度增大了。MLC技术与之非常类似，原来每Cell仅存放1bit数据，而现在每Cell能存放2bit甚至更多数据，这些都是在存储体体积不增大的前提下实现的，所以相同容量大小的MLC NAND Flash製造成本要远低于SLC NAND Flash 。综上所述，MLC技术是今后NAND Flash的发展趋势，就像CPU单核心、双核心、四核心一样，MLC技术通过每Cell存储更多的bit来实现容量上的成倍跨越，直至更先进的架构问世。而SLC短期内仍然会是市场的佼佼者，但随着MLC技术的不断发展和完善，SLC必将退出历史的舞台。