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tlc nand的弊端 为什么TLC闪存SSD遭嫌?关于NAND闪存的二三事
发布时间 : 2025-05-02
作者 : 小编
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为什么TLC闪存SSD遭嫌?关于NAND闪存的二三事

虽然内存和SSD还是涨个不停,但是我们的生活还得继续,该买的时候还是躲不过的

以前不少人觉得,知道主控就是可以大概知道SSD的性能。其实这是错误的,影响SSD跑分以及使用体验的主要是三者---主控,闪存,算法,这三者可以说是SSD木桶三块最重要的木板。当然了,我觉得重要的还有两块,一块叫做价格,另外一块叫做口碑。

其实,从上古时期就有品牌,一样的SF2281主控,根据不一样的闪存进行定位划分。主控相当于主教练。光他不行,还得队员,老板给力。瓜迪奥拉带巴萨是欧冠冠军,带拜仁是欧冠四强,带曼城估计是英超四强左右。

闪存对于SSD来说,不仅仅是速度,关键还有寿命。

首先,闪存分三大类--SLC,MLC,TLC

上图为Intel SSD 311,5颗SLC闪存组成20GB容量。这个是SNB架构时代专为智能响应打造的SSD

SLC,Single-Level Cell 单层单元,即1bit/cell。SLC的特点是成本高、容量小、速度快。PE可以达到10万次。上古时代的SSD,U盘会用。现在基本上很少碰到(后续有特例,敬请继续阅读)

上图为英睿达MX100 256GB固态硬盘,采用镁光16nm MLC颗粒

MLC = Multi-Level Cell,即2bit/cell,速度一般寿命一般,价格一般,约3000---10000次擦写寿命。后期很多MLC已经剩下3000PE左右。

上图为三星840EVO,19nm TLC闪存。三星的SSD,从主控,缓存,SSD都全三星,仅有他具备这一招的条件。intel,东芝,镁光(英睿达),闪迪(工厂是和东芝合资)主控只能是第三方的

TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell,也有Flash厂家叫8LC,速度慢寿命短,价格便宜,约500-1000次擦写寿命

基本上来说,现在SLC已经绝迹,MLC产品甚少,TLC是最推。个人建议,64G-128G左右容量的SSD,尽量买MLC的,哪怕二线品牌;256以上买TLC可以忍,但是不建议二线,最好还是售后比较方便的

去年,单位买SSD,我先后推荐了数块intel 535当时,不少地方已经说535缺货,推荐换540.但是535是MLC闪存,540是TLC,最终我还是坚持535

并不是为intel贴金,一方面是intel品控口碑不错,大家比较认;第二方面,单位的东西,跑分不管,关键是售后。

早期SSK的U盘,同一个型号有TLC和MLC两种,不少人收到TLC版本要求退货

首先推荐一个国产软件,ChipGenius芯片精灵。基本上所有闪存产品都可以检测。U盘,SSD都可以检测。我是国产软件狂热推荐者,大家有啥好玩的国产软件,都请推荐给我玩玩:)

国内的软件开发者不容易,请大家尽量支持一下吧

一般,看U盘就是用这个软件看的。这是上古的金士顿2.0 U盘,主控一芯,闪存是镁光MLC

现在常见的U盘主控为银灿,群联,闪存TLC已经越来越多了

并不是特意去黑TLC,而是我更加倾向于寿命和速度更强的MLC

补充一下,PE擦写次数。

Flash P/E:表示Flash闪存的可擦写次数。原意是可以编程(即写入)/擦出的循环的次数,也就是耐用度,单位是次数。通常,34nm SLC的可擦写次数是10万次,而34nm MLC的可擦写次数是5000次,相差20倍;25nm SLC的可擦写次数是6万次,而25nm MLC的可擦写次数为3000次,相差也是20倍。

固态硬盘的寿命,分为Flash寿命和实际寿命。Flash寿命主要取决于Flash闪存的理论寿命、主控和每日写入两等因素,实际寿命则可能因为任何元器件的破坏而结束。

TLC主要问题在于PE次数少。

打个比方,SLC闪存的20G SSD,PE是100000次,理论上写入寿命是20X100000,两百万GB的写入寿命,换算就是1800TB的写入量,一部1080P电影达到10GB,够你浪20万次,估计你早已经是豆瓣网资深宗师

MLC闪存的120GB SSD,PE是5000次,理论上写入寿命是120X5000,六十万GB,约等于586TB写入量。一部1080P电影容量10GB,六万部电影,估计你已经可以点评各位老师的演技了

TLC闪存的480GB SSD,PE是500次,理论上写入寿命是480X500,二十四万GB,约等于234TB的写入量。一部1080P电影容量10GB,两万四千部电影,足够你把华语电影看了大半

当然,这个只是理论值。实际上写入寿命并不是PE可以完全说明的。上面的理论计算,其实是想说,当SSD容量增大,可以弥补PE次数不足的问题。

这个就是为什么我买16GB SSK TLC闪存USB3.0 U盘坚持要换,480GB TLC闪存 SSD可以忍

如果,你不是我这种疯狂的下载狂(我日常是笔记本,笔记本三块SSD,合计容量256X3。可惜是看过过千电影,却没有写出一篇能看的影评).纯系统和单机游戏的话,120GB正常使用,绝对无忧。如果是LOL一类电竞游戏,一次更新按照4GB计算,也不会有太大压力。

相对而言,更加应该关心的是口碑。部分三线品牌,甚至某些曾经的一线品牌出现过白片,黑片事件。其实,说到底,还是成本的问题

我们再次绕到很扯的理论去。我尽量用我翻译的语言说说

如上图,这就是晶圆,一般有6英寸、8英寸及12英寸规格不等,晶片就是基于这个晶圆生产出来的。晶圆上一个小块,一个小块,就是晶片晶圆体,也名Die,经过封装之后就成为一个闪存颗粒。

晶圆生产出来之然,首先经过切割,切割成一个一个的晶片Die,然后测试,将完好的,稳定的,足容量的Die取下,封装成为日常所见的NAND Flash闪存芯片。

像切割玻璃块一样,总是会剩下一些边边角角的“角料”,没法使用的。如上图,那被抠走的一部分,就是黑色部分,是合格Die,留下来那些Die,要不是不稳定,要不容量不足,要不部分损坏,要不完全损坏的,原厂考虑到质量保证,会宣布这种die死亡,严格定义为废品全部报废处理。

原片,品质,合格率都过关,经过原厂严格检测,封装才出厂,都打着原厂LOGO。

Intel、美光、三星、海力士、东芝、闪迪, 其中Intel与美光有合资厂,东芝与闪迪也有合资厂,三星与海力士则是单干,SSD所采用的闪存是不是原厂芯片 ,看看是否有原厂LOGO就知道。

什么是黑片

黑片不是原厂封装的,是下游厂商自己封装,所以外观看起来就很粗糙,而且往往不打标。 很多廉价的MP3、U盘,即采用黑片制作,现在也流向SSD市场。

在原厂中,黑片是规定要淘汰掉,不能流入SSD市场。但是,利益的驱使,让这些黑片从不同渠道流入市场,这种当垃圾处理掉的废品,价格会非常低,工厂里都是按照吨计算。

这些黑片会流向哪里呢?一些山寨SSD厂商,拿到这些SSD拆开一看,连个闪存的编码都没有。搜索一下淘宝,很多这种黑心厂商,SSD卖价格非常便宜,实则绝大部分闪存用得都是黑片。这种SSD不建议大家购买,使用一段时间,各种问题,掉速比较严重,稳定性差,反正出问题都是大问题,足够烦人。

那什么又是白片:

那麼“白片”又是什麼呢? 其实 白片就是封装后的原片中再检测到有瑕疵的颗粒,然后淘汰下来的垃圾。 原厂的NAND中是不能有白片的。 但晶圆厂为了回收一部分制造成本,也会将未打标的颗粒白片给下游渠道,然后这些渠道再将白片上打上其他标识。

说到这里,大家应该知道,为什么有一些品牌SSD闪存芯片上打上自家的LOGO,而非原厂LOGO。像上面图看到,SSD所采用的闪存打上的自家LOGO,说明是采用的是白片。

当然,也并非所有的厂商,打上自家LOGO都是白片,比如金士顿。在颗粒来源方面,金士顿除了直接向上游厂商采购晶圆成品,也通过力成科技(PTI)等正规封测厂对采购来的整块晶圆进行切割封装及测试,并打上Kingston自己的Logo,意味着这并不是白片。

黑片是在原料阶段就被淘汰的部分,白片则是成品后再检测不合格的瑕疵品。虽然有瑕疵,但不可完全浪费掉,在这里面又有一个产业链,也就是晶片行业的废品回收再利用。

从质量上说,黑片NAND是很糟糕的,因为原厂就已经给其判了死刑,只是下游厂将其缩减容量后卖出,也就是阉割,但质量还是很差,购买这种颗粒也等同於赌博。白片NAND的品质还是有一定保证,再经过筛选,那麼在性能与寿命的指标就比较接近原片了。

现在不少厂商选择白片,一来,原厂没有那么大产能供应;二来,价格优势,选择有保障的白片NAND,虽然售出的SSD返修率偏高,凭藉价格优势,有一定的销量。

说白了,原片是最保障的,白片要看品牌自己的良心,黑片就甭说良心了

2010年,某品牌SSD因为黑片事件,几乎挂了。后来卖身到东瀛

2014年左右,某品牌出现送测以及KOL评测的产品和实际销售的不一样。之后出现洗地,强行把各大网站上面拆解部分强行删除(部分编辑不知道是良心还是疏忽,前后文字眼还保留了拆解,内部结构)

至于品牌推荐?因为工作关系,以及亲友,用过,买过的品牌非常多,intel,ocz,威刚,东芝,浦科特,,建兴,金士顿,台电,创见,三星均有接触。整体来说质量满意,两个SSD暴毙,一个出现不认盘,两个出现不规则蓝屏,黑屏。与我的基数比较,这些只能说是个案

个人建议是,不需要过分看跑分。某些TLC闪存SSD的跑分优化技术非常出色,但是写入到达一部分以后就暴降;不要过分迷信大品牌,某些品牌技术力量不错,就是偶然间又出现各种奇葩事件;不要过于追求低价,淘宝上面卖的一些三线品牌,价格美如画,但是内部是什么就不敢说了。

闪存还有同步模式和异步模式。简单来说,前者快,对品控要求高,价格也贵一点;后者是速度,价格都低。实际上同步与异步闪存都是同一生产线上下来的,颗粒品质的优劣才产生了这样的区别。比如英特尔29F64G08AAME1颗粒属于异步闪存,而英特尔29F32B08JCME2则支持同步/异步模式,又如镁光的29F64G08CBAAA是异步闪存,而29F64G08CBAAB颗粒支持同步/异步模式。

有条件,尽量选择同步MLC芯片的SSD。不要把重要资料放在SSD和U盘,尤其前者,数据恢复的难度是一般diy不具备的

开车最重要的是速度,车技,漂移,我倒是觉得,只要安全就好了

短命纯系谣言?TLC闪存SSD耐久测试报告

为期5个月的TLC SSD耐久测试正式告一段落,六块SSD测试数据写入量均已达到400TB,折合擦除次数也已经达到2000PE,已经超过了标准TLC NAND闪存的一倍,测试六块SSD无一挂掉,测试一路上的忐忑心理也终于平静了下来,毕竟测试的每一块SSD要做到无时无刻的监控,确实是一场浩大的工程。当然TLC SSD测试除了耐久性能,耐久写入后期的读写性能也是至关重要的点,下面就跟随笔者一起来梳理测试六款SSD的详细表现。

在这里还是再回顾下六块测试SSD的型号:三星850 EVO 250GB、影驰战将240GB、OCZ Trion 150 240GB、金泰克T-ONE 240GB、东芝Q300 240GB、建兴智速240GB,除了三星850 EVO容量为250GB,其余产品容量均为240GB。在这里说明下:实际写入量一致的情况下,三星850 EVO 250GB SSD磨损要略低于其余五款产品。

首先来分析的是实际平均写入速率,毕竟SSD的实际应用就是各种复杂情况下读写数据,这些状态下数据写入并不会像测试SSD Benchmark那样数据很漂亮,这次的耐久测试,笔者就有深刻的体会,在同样写入相同数据的情况下,一些SSD几乎只耗费了另外一些SSD一半的时间就完成了阶段性写入工作,而剩下的时候就只能暂停等待其它SSD数据写入完成。

完成400TB耐久写入量

基于此本次就以Anvil's Storage Utilities Endurance Test从200TB-400TB这一段作为标准来统计六款SSD的平均写入速率。由于Anvil's Storage Utilities Endurance Test平均速率统计的是全局写入时间,这些时间包括SSD的每轮数据写入、数据删除以及预设10秒钟的间隔时间,所以实际这些写入速率是要低于SSD的真实持久写入速率的。当然正是由于耐久测试设计到写入、删除以及闲置等状况,才更加贴合用户的实际使用习惯。

上面的表格是测试六款SSD的平均写入速率,其中三星850 EVO 250GB最快--132.76MB/s,从200TB-400TB写入耗时为426.57小时,也是最短的。而建兴智速240GB则是最慢--49.70MB/s,耗时为1144.13小时。其余的影驰战将240GB、OCZ Trion 150 240GB、金泰克T-ONE 240GB、东芝Q300 240GB四款产品平均写入速率分别为51.54MB/s、59.97MB/s、69.20MB/s和67.58MB/s。

TLC耐久写入后性能趋势

随着SSD的不断写入数据,SSD除了变得不稳定,另一个现象就是SSD的性能会不断下滑,本次测试使用CrystalDiskMark记录每个阶段的SSD性能变化趋势,另外为了避免SLC Cache的干预作用,本次测试还附加了30GB区块成绩的测试作为参考。

首先是标准1GB区块的测试成绩,最大读写性能方面,除了建兴智速240GB最大读取速率从560.7MB/s下降到548.8MB/s以外,其余五块SSD最大读取性能基本保持不变,当然即使是建兴智速240GB SSD也仅仅只是下降了2.1%,基本可以忽略不计。

写入性能自然是重点,除了最大写入性能的下滑,几款产品的性能差异也非常明显,光从账面数据来看三星850 EVO 250GB和OCZ Trion 150 240GB处于第一梯队,除了性能好,降速也非常微弱;第二梯队的影驰铁甲战将240GB、东芝Q300 240GB、建兴智速240GB初始最大写入性能基本相差不大,但随着耐久写入的推进,三款产品性能都出现了显著下滑,其中建兴智速240GB下降最为明显,从472.7MB/s下降至395.5MB/s,下降幅度为16.3%。第三梯队的金泰克T-ONE 240GB,初始性能最低但是挺稳定,随着耐久写入的推进,性能下降则非常微弱。

动真格!30GB区块测试验证耐久写入性能走势

由于TLC SSD普遍采用了SLC Cache加速,为了避免作弊嫌疑,下面的测试右加入了30GB超大区块的读写,最大程度削弱SLC Cache加速的作用。(备注:30GB超大区块读写开始并没有作为测试项目,为后来追加,所以就没有了SSD 0写入初始状态的成绩)

还是先来看看最大读取性能,32GB测试区块下,6块SSD性能相对1GB区块变化不大,只有建兴智速240GB SSD出现了一定的数据差异,从550MB/s降至500MB/s的水准。而在耐久写入后期,六款SSD的性能倒是表现非常平稳,性能下降都非常微弱。

最后还是来看看,32GB区块的最大写入性能,启用32GB区块后,不得不说很多SSD的性能都露馅了,正如潮退了,才知道谁在裸泳一样。

真实写入性能方面,不得不说六款产品差异非常明显,性能最高的三星850 EVO 250GB有520MB/s左右的最大写入性能,而性能最低的影驰战将240GB只有100MB/s的最大写入性能,差异非常明显。

耐久写入方面,六款SSD中三星850 EVO 250GB、金泰克T-ONE 240GB、东芝Q300 240GB和影驰战将240GB随耐久写入的推进,最大写入性能非常稳定,基本没有变化,倒是东芝Q300 240GB还出现了略微的上涨。

性能下降比较明显的是建兴智速240GB和OCZ Trion 150 240GB两款产品,其中建兴智速240GB从初始的299.5MB/s下降至239.1MB/s,下降幅度为20.2%;另外一款OCZ Trion 150 240GB也从182.5MB/s下降至129.4MB/s,下降幅度为29.1%。

全文小结:

上面的四张表格浓缩了六款TLC SSD耐久写入性能的变化趋势以及自身的实际性能表现,不得不说同是TLC SSD,性能差异非常迥异,而在持续耐久写入后的性能走势上也是千差万别。好了废话也不多说了,一切尽在上面的四张表格中!

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