محركات أقراص SSD من نوع TLC مقابل QLC: المفاضلة الكبيرة في التخزين – الأداء والسعة وما يهمك

في المشهد سريع التطور لمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD)، ظهرت تقنيتان مهيمنتان من تقنيات NAND ثلاثية الأبعاد باعتبارها العمود الفقري لتخزين المستهلك والمؤسسات: TLC (خلية ثلاثية المستوى) وQLC (خلية رباعية المستوى). وبعيدًا عن كونها مقارنة بسيطة بين "الأفضل أو الأسوأ"، تمثل حلول التخزين هذه مقايضة متعمدة بين الأداء والمتانة والسعة والتكلفة - كل منها مصمم خصيصًا لتلبية احتياجات المستخدم وحالات الاستخدام المميزة. مع استمرار انخفاض أسعار SSD وارتفاع طلبات التخزين، أصبح فهم الاختلافات الأساسية بين TLC وQLC أمرًا ضروريًا لاتخاذ قرارات شراء مستنيرة.

في قلب الاختلاف بينهما يكمن عدد البتات المخزنة في كل خلية ذاكرة:يقوم TLC بتخزين 3 بتات لكل خلية، بينماحزم QLC 4 بت. يشكل هذا الاختلاف الأساسي كل جانب من جوانب أدائها وفائدتها. بالنسبة لـ QLC، فإن حشر جزء إضافي في كل خلية يُترجم إلى أزيادة بنسبة 33% في كثافة التخزينمقارنة بـ TLC. يمكن أن تصل سعة قالب QLC واحد إلى 2 تيرابايت (تيرابايت)، أي ضعف سعة العديد من قوالب TLC، مما يمكّن الشركات المصنعة من إنتاج محركات أقراص SSD بسعات أكبر - مثل 4 تيرابايت أو 8 تيرابايت - بتكلفة أقل بكثير. تظهر بيانات الصناعة أن تكاليف التصنيع لشركة QLC هي20% إلى 30% أقل من TLC، وهي فجوة تفيد بشكل مباشر المستهلكين الذين يبحثون عن أقصى قدر من التخزين بسعر مناسب للميزانية.

ومع ذلك، فإن زيادة الكثافة هذه تأتي مع مقايضات. تتطلب خلايا QLC التمييز بين 16 حالة جهد (مقابل 8 حالات لـ TLC)، مما يضع ضغطًا أكبر على وحدة تحكم SSD لتصحيح الأخطاء وإدارة البيانات. يتجلى هذا التعقيد بشكل أكثر وضوحًا في أداء الكتابة، خاصة عند استنفاد ذاكرة التخزين المؤقت SLC لمحرك الأقراص - المستخدمة لزيادة السرعات بشكل مؤقت.تحافظ محركات أقراص TLC SSD على سرعات كتابة ثابتة ومستقرة تتراوح من 500 ميجابايت/ثانية إلى 2000 ميجابايت/ثانيةبعد استنفاد ذاكرة التخزين المؤقت، مما يضمن النقل السلس للملفات الكبيرة مثل مقاطع الفيديو بدقة 4K أو عمليات تثبيت الألعاب. في المقابل،تشهد محركات أقراص QLC SSD انخفاضًا كبيرًا في السرعة من 100 ميجابايت / ثانية إلى 300 ميجابايت / ثانية(وأحيانًا أقل بالنسبة للنماذج ذات مستوى الدخول) بمجرد امتلاء ذاكرة التخزين المؤقت، مما يؤدي إلى أوقات انتظار طويلة للمهام ذات البيانات الثقيلة.

المتانة هي عامل تمييز رئيسي آخر.تقدم خلايا TLC عادةً عددًا نظريًا لدورة البرنامج/المسح (PE) يتراوح من 1500 إلى 3000، بينمايتراوح QLC من 300 إلى 1000 دورة. ومما يزيد من تفاقم هذه الفجوة تضخيم الكتابة الأعلى لـ QLC (2-4x مقارنة بـ 1-2x لـ TLC)، مما يؤدي إلى تسريع تآكل الخلايا من خلال طلب المزيد من عمليات الكتابة الفعلية للفلاش لتخزين نفس الكمية من البيانات. للاستخدام العملي، يمكن لمحرك أقراص TLC SSD بسعة 1 تيرابايت التعامل مع ما يقرب من 1500 تيرابايت من إجمالي عمليات الكتابة - وهو ما يكفي لـ 50 جيجابايت من عمليات الكتابة اليومية على مدار 82 عامًا - وهو ما يتجاوز بكثير العمر الافتراضي لأجهزة المستهلك الذي يتراوح من 5 إلى 10 سنوات. بالمقارنة، يتفوق محرك أقراص QLC SSD سعة 1 تيرابايت بحوالي 500 تيرابايت من إجمالي عمليات الكتابة (27 عامًا بمعدل 50 جيجابايت/يوم)، على الرغم من أن هذه الفجوة تضيق بشكل كبير في سيناريوهات "التخزين البارد" حيث تتم كتابة البيانات مرة واحدة ونادرًا ما يتم تعديلها.

في الاستخدام اليومي، تكون فجوة الأداء بين TLC وQLC أقل وضوحًا بالنسبة للمهام ذات القراءة الثقيلة. توفر كلتا التقنيتين سرعات قراءة متطابقة تقريبًا، حيث أن قراءة البيانات لا تغير جهد الخلية، حيث تبدو مشاهدة مقاطع الفيديو أو تحميل ملفات الألعاب أو تصفح الصور أمرًا سلسًا في أي منهما. يصبح الفرق واضحًا في عمليات القراءة/الكتابة العشوائية، التي تهيمن على المهام اليومية مثل تشغيل نظام التشغيل، أو فتح التطبيقات، أو تعدد المهام. يؤدي هيكل الخلية الأكثر استقرارًا لـ TLC وانخفاض حمل وحدة التحكم إلى سرعات عشوائية أسرع بدقة 4K، وزمن وصول أقل، والحد الأدنى من تدهور الأداء بمرور الوقت. يتطابق QLC مع أداء TLC في محركات الأقراص الجديدة ولكنه يميل إلى التباطؤ بشكل ملحوظ بعد 6 إلى 12 شهرًا من الاستخدام، مع حدوث تأخير عرضي عند فتح مستندات كبيرة أو التبديل بين التطبيقات.

ويعكس اعتماد السوق هذه المقايضات.يظل TLC هو المعيار الذهبي لمحركات الأقراص الأساسية—سواء كان نظامًا أو محرك ألعاب أو أداة سير عمل احترافية — بفضل أدائه المتوازن ومتانته. إنه الخيار الأفضل لـ 90% من المستخدمين، بما في ذلك اللاعبين ومنشئي المحتوى والعاملين في المكاتب، الذين يعطون الأولوية للموثوقية والأداء السلس على السعة القصوى.وفي الوقت نفسه، استحوذت شركة QLC على مكانة متميزة في مجال التخزين الصديق للميزانية: محركات أقراص SSD الخارجية، ومحركات النسخ الاحتياطي، ومستودعات "البيانات الباردة" لمقاطع الفيديو أو الصور أو مثبتات الألعاب المؤرشفة. سعره المنخفض لكل جيجابايت يجعله مثاليًا للمستخدمين الذين يحتاجون إلى تخزين كميات كبيرة من البيانات دون الحاجة إلى الكتابة بشكل متكرر.

مع تقدم تقنية 3D NAND - مع طبقات التراص الأعلى وخوارزميات التحكم المحسنة - تضيق فجوات الأداء والمتانة في QLC، بينما تستمر TLC في تقديم خيار آمن وموثوق. بالنسبة للمستهلكين، يتلخص القرار في الأولويات: الاستثمار في TLC للحصول على أداء طويل الأمد وشامل، أو اختيار QLC لزيادة سعة التخزين إلى الحد الأقصى دون إنفاق الكثير من المال. في النهاية، أفضل SSD ليس هو الذي يتمتع بالمواصفات الأكثر تقدمًا، ولكنه الذي يتوافق مع كيفية استخدام أجهزتك.