伪SLC闪存:优点和缺点

日期: 2024-02-04 作者:Robert Sheldon翻译:邹铮 来源:TechTarget中国 英文

越来越多的企业开始使用伪 SLC,因为它使用多位架构来提供单位存储,从而融合两个领域的优势。

企业存储市场充斥着各种形状和大小的闪存驱动器,但企业可能仍然缺乏特定用途所需的存储。当试图填补单级单元闪存(每个存储单元包含一个数据位)和每个单元挤入多个位的芯片(例如三级单元 (TLC) 闪存)之间的市场时,尤其如此。

与多位闪存相比,配备 SLC 闪存的 SSD 具有更好的性能、耐用性和可靠性。相比之下,多位存储提供更高的密度,且每 GB 成本比 SLC 存储更低。在两者之间做出选择通常意味着牺牲一组好处来换取另一组好处。这就是伪SLC的用武之地。

什么是伪SLC?

在某些情况下,例如工业环境,企业可能需要提供 SLC 功能的存储,但他们无法轻松适应高昂的价格标签或容量限制。他们唯一的选择是让 SLC 不计成本地工作,不顾性能和寿命问题而选择多位驱动器,或者转向伪 SLC。

伪 SLC 试图在 SLC 和多位驱动器之间提供中间地带。它从多位驱动器(例如标准 TLC 驱动器)开始,但每个单元仅存储一位,而不是通常的两位、三位或四位。这样一来,该驱动器可以处理比 SLC 闪存更大的容量,并且每 GB 的成本更低。它还提供比典型的多位驱动器更好的性能、耐用性和可靠性。

伪SLC并不是一个新概念。它最初是在平面多层单元 (MLC) 驱动器中引入,早在闪存发展之前。然而,3D 技术的出现,结合 TLC 和四层单元 (QLC) 结构,极大地推动了伪 SLC 概念的发展。伪SLC可以在任何多位闪存上实现,而无需更改单元架构或制造工艺。相反,这些更改位于控制器的固件中,该固件经过编程以适应单位单元。

Psuedo-SLC的优缺点

考虑伪 SLC 的管理员应仔细评估利弊,同时考虑它们将如何部署该驱动器。伪 SLC 提供三个主要优势:

1. 它提供比多位驱动器更高的性能,因为它不会产生每个单元多个位带来的读/写开销。单元格中的位数越多,读取/写入数据所需的时间就越长。

2. 伪 SLC 闪存每个单元仅包含一个位,因此单元不会像多位单元那样快速损坏,并且不易出现位错误,从而提高耐用性和可靠性。

3. TLC 和 QLC 闪存驱动器的密度比以往任何时候都高,尤其是随着3D NAND的出现。伪 SLC 可以利用这种密度,以比常规 SLC 驱动器更低的每 GB 成本提供更大的容量。

该技术也存在挑战。

伪 SLC 的容量比标准 SLC 大,但不如多位驱动器。例如,它将 TLC 驱动器的可用容量减少了 66.6%,这意味着伪 SLC 驱动器的每 GB 成本更高。

尽管伪 SLC 驱动器可以提供出色的性能、耐用性和可靠性,但这些基准测试仍然不如 SLC 强大。伪 SLC 驱动器不是使用与本机 SLC 驱动器相同的单元和设备架构构建。因此,伪 SLC 驱动器可能容易受到多位驱动器附带的一些相同问题的影响。例如,多比特单元更小,挤得更近,这会加速单元侵蚀和误码率。使用伪 SLC 时,只有控制器和固件会发生变化,而单元本身不会发生变化。它们仍然遵循多位架构,即使它们只存储一位。

主要用途

伪 SLC 很少用于常规企业应用程序。然而,它可能非常适合其他地方,尤其是作为 SLC 的替代品。在某些情况下,它可能优于价格更高、数据量少的 SLC 驱动器或不符合性能、耐用性和可靠性要求的多位驱动器。

事实上,这些要求可能意味着企业只有两个可行的选择:SLC 或伪 SLC。成本和容量通常是推动从 SLC 转向伪 SLC 的原因,特别是如果决策者认为他们可以在性能、耐用性和可靠性方面进行权衡。

例如,管理员可以在工业环境、医疗设备或车辆(例如飞机、轮船、汽车或卡车)中使用伪 SLC 闪存。他们还可以将它用于较小的 SSD、网络或显卡、SD 存储卡或物联网设备。

有些供应商提供包含伪 SLC 分区的多位 SSD,以提高写入性能或支持写入密集型应用程序。通常,管理员可以重新配置这些分区以适应特定的工作负载。

哪些供应商提供伪 SLC?

现在越来越多的供应商提供包含伪 SLC 功能的存储组件,其中包括:

· ATP Electronics 销售一系列集成伪 SLC 的嵌入式 SSD。这些驱动器包括先进的控制器固件技术,可提供可自定义的设置,以支持不同行业的使用。

· Hyperstone 为各种设备提供闪存控制器。这些控制器支持伪SLC模式,为制造商提供更大的设计灵活性。

· Sabrent 已将伪 SLC 缓存集成到其所有闪存驱动器中,以支持消费者、专业消费者和企业工作负载。缓存很大,可以帮助吸收突然的工作负载突增。

· Silicon Power 销售的工业伪 SLC 闪存 SSD 带有纠错代码引擎,其中包括低密度奇偶校验功能,可最大限度地提高耐用性。

· Smart Modular Technologies 提供基于 MLC 或 TLC 闪存的伪 SLC 驱动器。Smart Modular 在闪存控制器固件中实现特定于供应商的命令和算法,以近似原生 SLC 行为。

· Toradex 销售一系列嵌入式多媒体卡 (eMMC),这些卡可以设置为增强模式,从而实现伪 SLC 功能。增强模式可用于平面 MLC eMMC 和 3D TLC eMMC。

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