SSD های TLC در مقابل QLC: مبادله بزرگ ذخیره سازی

در چشم‌انداز در حال تکامل سریع درایوهای حالت جامد (SSD)، دو فناوری غالب 3D NAND به عنوان ستون فقرات ذخیره‌سازی مصرف‌کننده و سازمانی ظاهر شده‌اند: TLC (سلول سه‌لایه) و QLC (سلول چهار لایه). این راه‌حل‌های ذخیره‌سازی، که بسیار دورتر از یک مقایسه ساده «بهتر یا بدتر» هستند، نشان‌دهنده یک مصالحه عمدی بین عملکرد، دوام، ظرفیت و هزینه هستند - که هر کدام برای نیازها و موارد استفاده متمایز کاربر طراحی شده‌اند. از آنجایی که قیمت SSDها همچنان در حال کاهش است و تقاضای ذخیره‌سازی در حال افزایش است، درک تفاوت‌های اصلی بین TLC و QLC برای تصمیم‌گیری آگاهانه در خرید ضروری شده است.

در قلب واگرایی آنها، تعداد بیت‌های ذخیره شده در هر سلول حافظه نهفته است:TLC 3 بیت در هر سلول ذخیره می‌کند، در حالی کهQLC 4 بیت را بسته‌بندی می‌کند. این تفاوت اساسی، هر جنبه‌ای از عملکرد و ابزار آنها را شکل می‌دهد. برای QLC، قرار دادن یک بیت اضافی در هر سلول به معنایافزایش 33 درصدی در تراکم ذخیره‌سازی در مقایسه با TLC است. یک تراشه QLC می‌تواند به ظرفیت 2 ترابیت (ترابیت) برسد که دو برابر تراشه‌های TLC است و به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد تا SSDهایی با ظرفیت‌های بزرگتر - مانند 4 ترابایت یا 8 ترابایت - با هزینه بسیار کمتر تولید کنند. داده‌های صنعت نشان می‌دهد که هزینه‌های تولید QLC20٪ تا 30٪ کمتر از TLC است، شکافی که مستقیماً به نفع مصرف‌کنندگانی است که به دنبال حداکثر ذخیره‌سازی با قیمتی مناسب هستند.

با این حال، این افزایش تراکم با مصالحه همراه است. سلول‌های QLC نیاز به تمایز بین 16 حالت ولتاژ (در مقابل 8 برای TLC) دارند که فشار بیشتری را بر کنترل‌کننده SSD برای تصحیح خطا و مدیریت داده وارد می‌کند. این پیچیدگی، به ویژه زمانی که حافظه پنهان SLC درایو - که برای افزایش موقت سرعت استفاده می‌شود - تمام می‌شود، به وضوح در عملکرد نوشتن آشکار می‌شود.SSDهای TLC سرعت نوشتن پایدار 500 مگابایت بر ثانیه تا 2000 مگابایت بر ثانیه را حفظ می‌کنند پس از تخلیه حافظه پنهان، انتقال روان فایل‌های بزرگ مانند ویدیوهای 4K یا نصب بازی را تضمین می‌کند. در مقابل،SSDهای QLC افت سرعت چشمگیری را به 100 مگابایت بر ثانیه تا 300 مگابایت بر ثانیه نشان می‌دهند (و گاهی اوقات برای مدل‌های سطح پایه کمتر) پس از پر شدن حافظه پنهان، که منجر به زمان انتظار طولانی برای کارهای سنگین داده می‌شود.

دوام یکی دیگر از عوامل تمایز کلیدی است.سلول‌های TLC معمولاً تعداد چرخه برنامه/پاک کردن (PE) نظری 1500 تا 3000 را ارائه می‌دهند، در حالی کهQLC از 300 تا 1000 چرخه متغیر است. ترکیب این شکاف، افزایش نوشتن QLC (2-4 برابر در مقایسه با 1-2 برابر TLC) است که سایش سلول را با نیاز به نوشتن فلش واقعی بیشتر برای ذخیره همان مقدار داده تسریع می‌کند. برای استفاده عملی، یک SSD 1 ترابایتی TLC می‌تواند تقریباً 1500 ترابایت نوشته را مدیریت کند - که برای 50 گیگابایت نوشته روزانه در بیش از 82 سال کافی است - که بسیار بیشتر از طول عمر معمول 5-10 ساله سخت‌افزار مصرف‌کننده است. یک SSD 1 ترابایتی QLC، در مقایسه، در حدود 500 ترابایت نوشته (27 سال با 50 گیگابایت در روز) به پایان می‌رسد، اگرچه این شکاف در سناریوهای «ذخیره‌سازی سرد» که داده‌ها یک بار نوشته می‌شوند و به ندرت اصلاح می‌شوند، به شدت کاهش می‌یابد.

در استفاده روزانه، شکاف عملکرد بین TLC و QLC برای کارهای سنگین خواندن کمتر قابل توجه است. هر دو فناوری سرعت خواندن تقریباً یکسانی را ارائه می‌دهند، زیرا خواندن داده‌ها ولتاژ سلول را تغییر نمی‌دهد - تماشای ویدیوها، بارگذاری فایل‌های بازی یا مرور عکس‌ها در هر دو یکپارچه است. این تفاوت در عملیات خواندن/نوشتن تصادفی آشکار می‌شود، که بر کارهای روزمره مانند راه‌اندازی سیستم عامل، باز کردن برنامه‌ها یا چندوظیفه‌ای غالب است. ساختار سلولی پایدارتر TLC و سربار کنترل‌کننده کمتر منجر به سرعت تصادفی 4K سریع‌تر، تأخیر کمتر و حداقل کاهش عملکرد در طول زمان می‌شود. QLC عملکرد TLC را در درایوهای جدید مطابقت می‌دهد، اما پس از 6-12 ماه استفاده، تمایل به کاهش سرعت بیشتری دارد، با تاخیرهای گاه به گاه هنگام باز کردن اسناد بزرگ یا جابجایی بین برنامه‌ها.

پذیرش بازار این مصالحه را منعکس می‌کند.TLC استاندارد طلایی برای درایوهای اولیه باقی می‌ماند- چه به عنوان یک سیستم، درایو بازی یا ابزار گردش کار حرفه‌ای - به لطف عملکرد و دوام متعادل آن. این انتخاب برتر برای 90٪ از کاربران، از جمله گیمرها، سازندگان محتوا و کارمندان اداری است که قابلیت اطمینان و عملکرد روان را بر ظرفیت حداکثر اولویت می‌دهند.در همین حال، QLC جایگاهی را در ذخیره‌سازی باظرفیت بزرگ و مقرون به صرفه

نتیجه