SLC、eSLC、MLC、eMLC的区别

白丁

SLC、eSLC、MLC、eMLC的区别 [复制链接]

作为SSD主要元件的NAND闪存，我们经常见到的有SLC和MLC两种，甚至还细分出eSLC和eMLC等等，现在我们谈一下他们之间的区别。
       SLC全称single-level cell，即单阶存储单元；MLC全称Multi-level cell，即多阶存储单元。因NAND闪存是一种电压元件，因此它以不同的电压范围来代表不同的数据，原理如下面图片所示：

  SLC就是在NAND闪存的每个存储单元里存储1bit的数据，存储的数据代表”0”还是”1”是由基于Vth电压阈值来判定，对于NAND闪存的写入（编程)，就是对其充电，使得它的电压超过上图的电压判定点A，存储单元就表示0-已编程，如果没有充电或者电压阈值低于那个A点，就表示1-已擦除。
       MLC则是每个存储单元里存储2bit的数据，存储的数据是”00”,”01”,”10”,”11”也是基于电压阈值的判定，当电压没到判定点B时，就代表”11”，当电压在B和C之间，则代表“10”，电压在C和D之间，则表示”01”，而电压达到D以上，则表示”00”。由上面的图片可以看到，MLC相比SLC电压之间的阈值被分成了4份，这样肯定会直接影响性能和稳定性，相对来说，主要受影响的有以下四点：
       1.相邻的存储单元间会互相干扰，造成电压不稳定而出现bit错误，MLC由于阈值相比SLC更接近，所以出错几率会更大。
        2.MLC读写性能降低，写入更达到50%的差距以上，因为需要更精确的充电处理。SLC只有”0”和”1”，，而MLC会有“00”,“01“,”10”,”11” 4个状态，在充电后还要去判断处于哪个状态，速度自然就慢了。
       3.如上所说，因为有额外的读写压力，所以功耗明显增大。
       4.同样因为有额外的读写压力，造成闪存的写入耐久度和数据保存期都受到影响。
       前面说过SLC和MLC的区别，那eSLC和eMLC又是怎么一回事呢？请先看下图：

  在NAND Flash工厂制造处理过程中，厂商把晶元上最好的那部分Flash晶片挑选出来并用企业级的标准来检测晶片的数据完整性和耐久度。检测完成后，这些晶片被取下来改变内部参数并进行之后的比标准MLC更苛刻的测试。当这些晶片通过测试后，就被定义为eMLC级别组，余下的就成为MLC级别组了。同理eSLC就是从SLC晶元上挑出来的优质晶片经过内参调整和企业级标准筛选的产物。

相对普通MLC来说，eMLC的不同之处主要体现在下面4个方面：
       1.标称P/E数，34nm镁光的eMLC是30,000次，而MLC则是5000次。
       2.eMLC擦写操作和编程操作所需要的时间相比MLC更长。（通过内参调整达到增加P/E的目的）
       3.当使用完厂商保证的P/E数后，eMLC的数据保存期一般在3个月，而MLC的数据保存期在1年。
       4.相对在的企业级应用下，使用eMLC的稳定性比MLC要高得多，也就是出错的概率更小。

上图为JEDEC协会对消费级和企业级SSD的标准要求。