精华内容
下载资源
问答
  • Mircon B37R 3D TLC NAND specification 200页的那种,包含ONFI 指令集的那种
  • 最近在使用ED3的TLC Flash,在这里对该类型的Flash TLC编程规则做一个记录方便日后查看   个人认为ED3的TLC编程规则相对于OBP来讲会简单许多,因为ED3的编程规则非常有规律,很容易掌握。ED3的每个WL页数量是...
      
    

    最近在使用ED3TLC Flash,在这里对该类型的Flash TLC编程规则做一个记录方便日后查看

     

    个人认为ED3TLC编程规则相对于OBP来讲会简单许多,因为ED3的编程规则非常有规律,很容易掌握。ED3的每个WL页数量是固定的,因此每个WL的编程规则基本上也都是固定的。

     

    ED3在对行地址的定义上与OBP有着很大的区别:在TLC模式下,ED3的行地址代表的是WL地址。操作的页是WL中的哪个页,是通过命令前的Pre Cmd来确定的。

     


    这里表示的是TLC读操作,在读命令00h之前,通过发送01h/02h/03h来选择具体要操作的页。

     

    ED3 TLC编程也遵循一个WL需要编程3次的规则,一次WL编程的命令序列如下

     

    3个特殊命令,使用的规则如下

     


    第一个命令 09h/0Dh/(分别代表该WL是第几次编程:第一次编程发09h、第二次编程发0Dh、第三次编程不发

    第二个命令01h/02h/03h 对应的就是上面所描述的选择当前WL当中的哪个页

    最后面确认编程的命令,只有在当前操作的页是这个WL的第三个页的时候,才使用10h,其他俩个页都使用1Ah

     

    PS:关于2)的说明,目前来看78h命令主要用于多lunnand flash,单lun的可以不用在意

     

    ED3 在进行TLC编程的时候也需要遵循一个Order顺序,在每次编程的时候,都需要对这一个WL上的三个页都进行编程操作



    下面根据这个Order顺序举一个TLC编程的栗子

     

    假设当前操作的是Block_0,那么首个WL行地址即为00 00 00,第二个WL行地址为01 00 00 (该地址表示方式及后面的地址表示方式都根据实际操作时使用的小端数据模式)

     

    首先根据Order顺序,对WL0进行首次编程,本次编程命令序列为

    09h - 01h- 80h -  00 00 00 00 00  - Data  - 1Ah

    09h - 02h- 80h -  00 00 00 00 00  - Data  - 1Ah

    09h - 03h- 80h -  00 00 00 00 00  - Data  - 10h

     

    下面开始Order1编程,此时需要编程WL1,命令序列为

    09h - 01h- 80h -  00 00 01 00 00  - Data  - 1Ah

    09h - 02h- 80h -  00 00 01 00 00  - Data  - 1Ah

    09h - 03h- 80h -  00 00 01 00 00  - Data  - 10h

     

    根据Order顺序,下一个要编程的WL回到了WL0,那么这次是第二次对WL0进行编程,命令序列为

    0Dh - 01h- 80h -  00 00 00 00 00  - Data  - 1Ah

    0Dh - 02h- 80h -  00 00 00 00 00  - Data  - 1Ah

    0Dh - 03h- 80h -  00 00 00 00 00  - Data  - 10h

     

    再下一个是Order3,对WL2进行首次编程,命令序列为

    09h - 01h- 80h -  00 00 02 00 00  - Data  - 1Ah

    09h - 02h- 80h -  00 00 02 00 00  - Data  - 1Ah

    09h - 03h- 80h -  00 00 02 00 00  - Data  - 10h

     

    Order4命令序列

    0Dh - 01h- 80h -  00 00 01 00 00  - Data  - 1Ah

    0Dh - 02h- 80h -  00 00 01 00 00  - Data  - 1Ah

    0Dh - 03h- 80h -  00 00 01 00 00  - Data  - 10h

     

    Order5命令序列,此时对WL0进行最后一次编程

    01h - 80h-  00 00 00 00 00  - Data  - 1Ah

    02h - 80h-  00 00 00 00 00  - Data  - 1Ah

    03h - 80h-  00 00 00 00 00  - Data  - 10h

     

    到此为止,WL0的三个页都已经编程完毕,数据可以被正常的读出了。根据这样的规律,就可以将整个Block的页都进行编程。

     

    注:以上截图皆来自 1ynm 128Gb TLC Datasheet_Ver1.61_160609series

    展开全文
  • 三星OBP Nand Flash的TLC编程规则

    千次阅读 2016-04-07 20:56:31
    OBP Nand Flash即为三星与其他一些flash厂商共用的TLC协议,其TLC部分的编程规则与常规ONFI协议和东芝的ED3协议有着明显的区别,在这里根据K9ADGD8U0D的Datasheet,说一下OBP的TLC编程规则。 下表为该Nand Flash的...

    OBP Nand Flash即为三星与其他一些flash厂商共用的TLC协议,其TLC部分的编程规则与常规ONFI协议和东芝的ED3协议有着明显的区别,在这里根据K9ADGD8U0D的Datasheet,说一下OBP的TLC编程规则。

    下表为该Nand Flash的Datasheet当中的指令表


    SLC操作与普通SLC和MLC操作没太大区别,就只用在开头的命令前面加一个DA表示SLC模式即可。而在所有需要TLC操作的读写命令之前,都要加一个0xDF表示进入TLC模式。

    在OBP TLC模式中,与普通模式编程最大的区别首先就是编程顺序,TLC Page分为分组地址(Grouped Page Address)和编程地址(Program Order Address)。



    分组地址指的就是3字节行地址中的页地址,而编程地址则指示了在编程操作中需要遵循的编程顺序。下面就根据Datasheet上所列出的栗子来说明一下


    常规编程的时候,一般的命令都是先发一个0x80,后面接5个字节的行列地址,然后发送数据,最后以0x10结尾,等待RB拉高后,一个Page的数据就被编程进去了。但是在OBP规则中,通常一个Page需要被编程三次(不是所有Page都需要)之后,才能够确保数据的稳定性,保证正确的把数据读出。但是把一个页编程三次并不是指简单的重复对一个页发送三次80 10命令就可以了,这时候就需要按照上图中的编程地址顺序来逐一编程。


    上图是Datasheet中所列举的栗子,但是有些地方没有说明,在这里详细的说明一下。

    一开始,进入第一次页编程(1st Page Data Setup), 此时的行地址一定是属于Group Page Address图中Group A中的某一个页的行地址,结尾的编程命令不是0x10而是0xC0,Add所代表的地址如下图所示


    现在我们假设是在Plane0当中进行编程,那么此时Add所代表的命令自然就是0x11啦。接下来就进入了第二次页编程(2nd Page Data Setup),命令与第一次类似,这里面的行地址代表Group Page Address图中Group B中的跟第一次编程中的页同一个Word Line的页的行地址,然后发送0xC0 和0x12,。第三次编程与前两次一样,行地址属于图中Group C中的第一次编程中的页同一个Word Line的页的行地址。最后是Program Confirm Part,0x8B后面所代表的地址不是刚刚任何一个页的行地址,而是指Program Order Address中的Order Address。


    当初我看完这个的时候是一脸懵逼的,所以还是根据一个比较具体的实例来说明比较容易理解。


    就拿一个Block中的第一个Page开始。假设是第0个Block,那么第一个页的行地址自然是0x000000,先看Group Page Address,是属于Group A。好,那么开始编程,按照GroupA的规则,发命令0x80,发两个字节列地址0x00,0x00 再发3个字节行地址0x00,0x00,0x00,发0xC0,和1st Data input的命令 0x11,然后就准备发Confirm Part命令了。

    等等,上面不是说要编程了三个页之后才要发Confirm Part吗?在OBP中,不是每一个Word Line当中都有三个页,因此刚刚上面所说的是一般情况下的编程规则,在OBP当中,前几个World Line和最后几个Word Line都稍微有一点特殊,需要特殊处理一下。

    继续回到刚刚的Confirm Part命令,发送命令0x8B 然后是Order Address,此时根据Group Page Address当中Page 0对应的位置查看Program Order Address对应的值,一看,也是0,好吧,那么Order Address就是0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 五个0,最后发送0x10,第一个Word Line就编程结束了,此时Page 0的数据可以正确读出。

    继续第二个Word Line编程,根据Order Address当中的0x01的位置,对应到Group Page Address,可以看出这个页是Page 1。发送命令0x80,列地址0x00,0x00,行地址0x01,0x00,0x00,发送命令0xC0,然后是地址0x11。然后跳过了第二次编程,直接开始第三次编程,因为参照Group Page Address,第二个Word Line是没有Group B的页,就如同第一个Word Line中只有Group A的页一样。但是根据Group Page Address,此时编程的页还是Page 2,因此行地址是0x02,0x00,0x00,0xC0后面跟的是0x13。接下来又到了Confirm Part了,此时的Order Address就是0x01。那么Confirm Part的地址就是0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,最后0x10编程结束。但是注意,由于这个Word拥有两个Page,但是此时该Word line只编程了一次,因此数据还不能正确读出。


    好,到了第三个Word Line了。为啥是第三个Word Line,不应该还是第二个Word Line吗。No No No,在OBP TLC编程当中,编程的顺序要按照Order Address,所以,此时看Order Address的表,0x02所表示的Page在第三个Word Line,所以此时是编程第三个Word Line中Group A的Page,根据Group Page Address可以看到就是Page 3!开始发送命令0x80,,然后是5字节地址0x00,0x00,0x03,0x00,0x00,发完数据然后0xC0,0x11,下面是Group C的Page,0x80,0x00,0x00,0x04,0x00,0x00,0xC0,0x13,最后的Confirm Part,发送命令0x8B,Order地址0x00,0x00,0x02,0x00,0x00,最后发送0x10。


    下面再次根据Order Address,看向0x03所代表的Page。呦呵,又跑回第二个Word Line去了,那么此时就重复刚刚的第二个Word Line的编程,命令0x80,地址0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,命令0xC0跟地址0x11,。后面0x80, 地址0x00,0x00,0x02,0x00,0x00,命令0xC0跟地址0x13。但是这个是,Confirm Part中的地址不一样了,发送完0x8B后,Order地址为0x00,0x00,0x03,0x00,0x00,最后发0x10。这个真的是最后的命令,此时编程完代表这个Word line已经编程结束,Page 1和Page 2的数据已经可以正常读出了。

    这几个编程做完可以发现,OBP中TLC的编程顺序是一个斜线的顺序,后面的编程按照刚刚的规律操作即可全部完成,在Datasheet中只有一段话稍微说明了一下



    Nand Flash的基础概念在这里就不说了,已经有了很多资料,或者可以参考文献《Inside NAND Flash Memories》

    展开全文
  • slc mlc tlc nand

    2012-03-15 09:27:57
    SLC(Single-Level Cell)即1bit/cell,速度快寿命长,价格昂贵(约MLC 3倍以上的价格),约10万次擦写寿命;...TLC(Trinary-Level Cell)即3bit/cell,有的Flash厂家也叫8LC,速度慢,寿命短,价格便宜,
     
    

    SLC(Single-Level Cell)即1bit/cell,速度快寿命长,价格昂贵(约MLC 3倍以上的价格),约10万次擦写寿命;

    MLC(Multi-Level Cell)即2bit/cell,速度一般寿命一般,价格一般,约5000---10000次擦写寿命;
    TLC(Trinary-Level Cell)即3bit/cell,有的Flash厂家也叫8LC,速度慢,寿命短,价格便宜,约500次擦写寿命,目前还没有厂家能做到1000次。

            TLC芯片是X3(3-bit-per-cell)技术架构,是SMLC和MLC技术的延伸。最早期NAND Flash技术架构是SLC(Single-Level Cell),原理是在1个存储器储存单元(cell)中存放1位元(bit)的数据,直到MLC(Multi-Level Cell)技术接棒后,架构演进为1个存储器储存单元存放2位元。 
    2009年TLC架构正式问世,代表1个存储器储存单元可存放3位元,成本进一步大幅降低。
            如同上一波SLC技术转MLC技术趋势般,这次也是由NAND Flash大厂东芝(Toshiba)引发战火,之后三星电子(Samsung Electronics)也赶紧加入战局,使得整个TLC技术大量被量产且应用在终端产品上。TLC芯片虽然储存容量变大,成本低廉许多,但因为效能也大打折扣,因此仅能用在低阶的NAND Flash相关产品上,象是低速快闪记忆卡、小型记忆卡microSD或随身碟等。象是内嵌世纪液体应用、智能型手机(Smartphone)、固态硬碟(SSD)等技术门槛高,对于NAND Flash效能讲求高速且不出错等应用产品,则一定要使用SLC或MLC芯片。
            2010年NAND Flash市场的主要成长驱动力是来自于智能型手机和平板计算机,都必须要使用SLC或MLC芯片,因此这两种芯片都处于缺货状态,而TLC芯片却是持续供过于求,且将整个产业的平均价格往下拉,使得市调机构iSuppli在统计2010年第2季全球NAND Flash产值时,出现罕见的市场规模缩小情况发生,从2010年第1季43亿美元下降至41亿美元,减少6.5%。
            U盘、MP3中使用的闪存芯片:    
            目前,安德旺科技生产的指纹U盘产品中采用的闪存芯片都是三星MLC中的原装A级芯片。读写速度:采用H2testw v1.4测试,三星MLC写入速度: 4.28-5.59 MByte/s,读取速度: 12.2-12.9 MByte/s。三星SLC写入速度: 8.5MByte/s,读取速度: 14.3MByte/s。
            需要说明的闪存的寿命指的是写入(擦写)的次数,不是读出的次数,因为读取对芯片的寿命影响不大。下面是SLC、MLC、TLC三代闪存的寿命差异:
            SLC 利用正、负两种电荷  一个浮动栅存储1个bit的信息,约10万次擦写寿命。
            MLC 利用不同电位的电荷,一个浮动栅存储2个bit的信息,约5K-1W次擦写寿命,SLC-MLC【容量大了一倍,寿命缩短为1/10】。
            TLC 利用不同电位的电荷,一个浮动栅存储3个bit的信息,约500-1000次擦写寿命,MLC-TLC【容量大了1/2倍,寿命缩短为1/20】。
            闪存产品寿命越来越短,现在市场上已经有TLC闪存做的产品了。

            鉴于SLC和MLC或TLC闪存寿命差异太大,而许多人对闪存的SLC和MLC区分不清。就拿目前热销的MP3随身听来说,是买SLC还是MLC闪存芯片的呢?在这里先告诉大家,如果你对容量要求不高,但是对机器质量、数据的安全性、机器寿命等方面要求较高,那么SLC闪存芯片的首选。但是大容量的SLC闪存芯片成本要比MLC闪存芯片高很多,所以目前2G以上的大容量,低价格的MP3多是采用MLC闪存芯片。大容量、低价格的MLC闪存自然是受大家的青睐,但是其固有的缺点,也不得不让我们考虑一番。

    SLC
            SLC英文全称(Single Level Cell——SLC)即单层式储存 。主要由三星、海力士、美光、东芝等使用。

      SLC技术特点是在浮置闸极与源极之中的氧化薄膜更薄,在写入数据时通过对浮置闸极的电荷加电压,然后透过源极,即可将所储存的电荷消除,通过这样的方式,便可储存1个信息单元,这种技术能提供快速的程序编程与读取,不过此技术受限于Silicon efficiency的问题,必须要由较先进的流程强化技术(Process enhancements),才能向上提升SLC制程技术。

    MLC

           MLC英文全称(Multi Level Cell——MLC)即多层式储存。主要由东芝、Renesas、三星使用。

      英特尔(Intel)在1997年9月最先开发成功MLC,其作用是将两个单位的信息存入一个Floating

    Gate(闪存存储单元中存放电荷的部分),然后利用不同电位(Level)的电荷,通过内存储存的电压控制精准读写。MLC通过使用大量的电压等级,每个单元储存两位数据,数据密度比较大。SLC架构是0和1两个值,而MLC架构可以一次储存4个以上的值,因此,MLC架构可以有比较好的储存密度。

    与SLC比较MLC的优势
            签于目前市场主要以SLC和MLC储存为主,我们多了解下SLC和MLC储存。SLC架构是0和1两个值,而MLC架构可以一次储存4个以上的值,因此MLC架构的储存密度较高,并且可以利用老旧的生产程备来提高产品的容量,无须额外投资生产设备,拥有成本与良率的优势。

    与SLC相比较,MLC生产成本较低,容量大。如果经过改进,MLC的读写性能应该还可以进一步提升。

    与SLC比较MLC的缺点
            MLC架构有许多缺点,首先是使用寿命较短,SLC架构可以写入10万次,而MLC架构只能承受约1万次的写入。
    其次就是存取速度慢,在目前技术条件下,MLC芯片理论速度只能达到6MB左右。SLC架构比MLC架构要快速三倍以上。
    再者,MLC能耗比SLC高,在相同使用条件下比SLC要多15%左右的电流消耗。

            虽然与SLC相比,MLC缺点很多,但在单颗芯片容量方面,目前MLC还是占了绝对的优势。由于MLC架构和成本都具有绝对优势,能满足2GB、4GB、8GB甚至更大容量的市场需求。

     


    展开全文
  • 全面了解TLC NAND技术以及市场现状

    千次阅读 2014-04-14 16:35:14
    全面了解TLC NAND技术以及市场现状 BEAREYES.COM 北京 [ 翻译 ] 作者:小熊在线-Davy07 日期:2012年02月28日.     固态硬盘以及闪存简介:  在过去的...

    全面了解TLC NAND技术以及市场现状

    BEAREYES.COM 北京 [ 翻译 ] 作者:小熊在线-Davy07 日期:2012年02月28日.

       

    固态硬盘以及闪存简介:

        在过去的有关固态硬盘的评测中,Anand网站都提及固态硬盘对系统性能提升最为明显。既然如此,我们为什么还要使用普通硬盘呢?很明显价格才是真正的原因。和普通硬盘相比,固态硬盘的价格还是高居不下(特别是泰国洪水之前)。因此,对很多人而言,选择固态硬盘并不算是十分明智的选择。

        花费700美元买一块512GB容量的固态硬盘听起来够疯狂的,因为一块相同容量的普通硬盘的价格50美元都不到!64GB和128GB这些小容量的固态硬盘可以分别以100美元和200美元买来,但是除了固态硬盘你最好还得再配块普通硬盘,否则这么小容量的固态硬盘根本存贮不了多少东西。如果你的电脑是台式机,那么固态硬盘+普通硬盘的组合并不是什么大问题。但是大多数笔记本电脑却只有容纳一块2.5英寸的硬盘(除非你选择把光驱的也改造成硬盘。)。固态硬盘的价格已经开始下降,但是如果按照这样的下降速度,恐怕要想在沃尔玛买到一块配置一块容量可观的固态硬盘的399美元的电脑,您还得等上几个年头!

        大多数情况下,固态硬盘是通过NAND核心(die)缩小来实现成本下降的。这个过程和CPU制作工艺相同:采用更小的生产工艺,比如从34纳米到25纳米制程。在闪存生产过程中,这意味着你可以增加每个核心的密度。与此同时,相同的容量下核心会更小,着意味着每一块晶圆能够生产更多NAND核心。缩小核心可以有效的降低成本,但是进程更新换代需要时间,并且这也需要价格不菲的成本。当新制程成熟后供求平衡后,价格就开始下降了!

        正是由于核心缩小对于降低固态硬盘价格的影响相对缓慢,任何想把大容量固态硬盘变成主流产品的厂商都必须从别的方面想办法。而“三层存储单元”(Triple Level Cell,下文简称TLC)闪存正是厂商们想出来降低固态硬盘成本的方法之一。

        TLC不是通过缩小核心来增加密度/容量,而是通过增加存储单元的存储数量。在我们网站一篇名为“固态硬盘文章选集”的文章里,ANAND讲述了单层存储单元(SLC)和多层存储单元(MLC)的工作原理,其实TLC的工作原理和它们几乎相同,只不过是某些产品细节方面多走了一步而已。一般说来,当有电流通过存储单元并且持续增加电压,当达到某一数值的时候,存储单元变从“关闭”的状态变成“开”的状态。这就是SLC闪存工作原理,没个存储单元存储一比特数据。MLC闪存使用的每个存储单元采用2比特数据。这种情况下,存储单元不是只有两种电压状态(0和1),而是有四种((00, 01, 10, 11))。TLC则是采用了每个存储单元存储3比特数据,从而有8种电压状态(000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, and 111)。我们将会在下一页文章里详细介绍电压状态以及工作原理。

        尽管这三种技术工作原理相同,但是有一点最重要的区别。让我们来看一下当存储单元数据量发生变化时NAND array将会发生怎样的变化。上面这张图表是一个NAND array,160亿个晶体管。(每个晶体管作为一个存储单元,16Gb的存储量。)这个NAND阵列可以使用这三种技术。实际上晶体管数量相同,但是使用SLC技术,最终产品是16Gb的容量。而使用MLC技术最终产品容量为32Gb,使用TLC技术的产品容量为48Gb。

        除此之外,TLC还有和其他两项技术不同的地方。硬盘容量一般都是2的N次方。(2,4,8,16以此类推。)但是48却不是2的N次方。为了能够找到一个是2的N次方的数值,最初的NAND阵列的容量也必须缩小。在我们的这个例子里,32Gb容量的三层存储单元固态硬盘的NAND阵列必须为10.67Gb。但是由于采用TLC的核心和MLC核心容量一样,每片核心的容量不变。但是实际的核心体积要更小,原因就是最初的16Gb的NAND阵列已经被缩减到10.7Gb,这就意味着每片晶圆可以容纳更多的核心,因此降低了成本。

        TLC理论上的价格优势虽然不比SLC对MLC的价格优势那么明显,但是仍旧是不小的比例,大约是30%的成本降低。与采用SLC技术的固态硬盘相比,MLC固态硬盘的容量是其两倍。但是采用TLC技术的固态硬盘的容量仅仅比采用MLC技术的硬盘容量多50%。因此采用TLC技术的硬盘和采用MLC技术的硬盘的价格也是成比例的。TLC核心比MLC核心小33%,而OCZ提供的产品价格上来看,TCL产品的价格也要比MLC产品的价格便宜33%。理论上,SLC产品价格算下来应该是1.8美元/GB,但是由于采用2x纳米制程的SLC核心数量有限,价格仍然要比MLC和TLC闪存高出不少。

        综上所述,这三种产品的关系更加不明朗了。TLC NAND闪存的价格并不比MLC NAND闪存的价格便宜到哪去,这也许能够解释为什么在消费者固态硬盘市场采用这种技术的厂商并不多见。同时,缺少主控芯片的支持以及市场前景并不被看好,也是TLC闪存价格偏高的一个直接原因。


    TLC的软肋:比MLC还要差

        完美的理论世界里,增加存储单元的数据量听起来是增加硬盘容量从而降低生产成本的最容易的方案。那么,为什么不直接让没个存储单元能容纳1000比特的数据量呢?很遗憾的是,存储单元存储更多的数据是有很多缺陷的。

        从根本上将,与SLC闪存相比,TLC存在着和MLC闪存一样的问题,而且是比MLC的问题更为严重。TLC要检测到8个电压状态,随即读取速度将会更耗时:TLC闪存将耗时100µs。SLC闪存随机读取仅用其四分之一的时间。而MLC闪存也只用其一半的时间就完成了任务。编程时间也不占优势,可惜的是,目前我们尚未有关TLC闪存编程时间的数据。

        除了性能表现处于劣势之外,TLC闪存耐用性也很差。我们目前尚不清楚TLC闪存的准确的写入/擦除次数,但是我们估计的数值应该在1000次左右。海力士发布了48纳米TCL闪存的产品手册,写入/擦除次数是2500次。对于MLC闪存而言,采用3X纳米制程之后,写入/擦除次数也缩小至原来次数的一半。而采用2X纳米制程的闪存写入/擦除次数就会变的更少了,按照我们这样的计算方法,采用2X纳米制程TLC闪存的写入/擦除次数仅为750次左右了。而之前,X-blit Labs网站报道TLC闪存写入/擦除次数为1000次,听起来是很靠谱的。但是有一点值得注意,闪存的耐用性随着厂商以及生产工艺的成熟与否等因素的不同也会产生不同的数值。例如:第一款25纳米NAND闪存的写入/擦除次数仅为1000次左右,而如今主流厂商的写入/擦除次数都能达到3000次左右了。

        但是为什么采用更大容量的NAND闪存的耐用性就更差呢?原因和硅的物理属性有关。想明白真正原因,我们需要重新看一下我们钟爱的 N-channel MOSFET。(N型金氧半场效应晶体管)

        当你要写入数据,需要在控制栅极施加电压,而源极和漏极的电压都为0V。电压形成一个电场,这样电子就可以通过二氧化硅这层绝缘体从N通道进入到浮点栅极。这个过程通常也被成为“隧穿“。二氧化硅起到绝缘层的作用,在电场没有形成之前,电子是无法逃离或者进入浮点栅极的。想要删除存储单元,需要在P型半导体施加电压并且保持控制栅极的电压为0。电场形成后电子就可以通过二氧化硅层。这就是NAND闪存在重新写入新数据之前必须要删除原来数据的原因:你必须要先把原来的电子释放掉,然后才能重新进入电子。

        但是这又和SLC,MLC已经TLC有什么关系呢?实际的MOSFET在这三种技术中都是相同的。但是请看一下这张表格。

        SLC只需要两种状态,0和1。但是随着闪存单元容量的增加,你就需要更多的电压状态。MLC需要四种状态,而TLC需要八种状态。问题是二氧化硅绝缘层的厚度只有10纳米的厚度,它并不是永不磨损的金刚之躯。在每一次的”隧穿“之后,它都会有磨损。当二氧化硅最终破损后,原子键破裂。在”隧穿“过程中,电子可能会滞留在二氧化硅绝缘层,这就让这层的负电荷不断增加,使得控制栅极的电压受到影响。

        首先,擦除数据变慢,这是因为要想施加较高电压需要更长的时间才能得以实现(电压不断增高的过程,知道合适的电压峰值被发现才算完成。)并且高电压会对氧化物造成更大的压力,从而使得氧化物更容易被击穿。擦除数据非常耗时,而为了能够保持性能,必须要借助固态硬盘整个block停止工作来实现。但是,这是有副作用的。写入数据就要相对快的多,因为由于电子陷落存储单元内已经存在了一些电压了!

        这就能够看出SLC,MLC和TLC的差别了。每个存储单元包含数据的比特越少,单元内的电压空间就越大。换句话说,SLC能够容忍更多的电压状态的变化,因为它本身只有两种电压状态。但是在TLC闪存中,存储单元中有八种电压状态,这样硬盘的容错能力就十分有限了。

        让我假设一下,一块SLC NAND 闪存可以承受0V-14V的电压,而要想写入数据(写入1),电压的临界峰值要达到4V-5V之间。同理,电压需要达到9V-10V来实现(写入0)。在上述的情形中,两种电压状态之间存在4V的空间。而同样的情形,在MLC NAND闪存中,状态之间的电压空间仅为2V。而TLC闪存的电压空间仅剩0.67V了。

        当氧化层被击穿后,要想进行数据写入就需要更高的电压。SLC闪存只需要4V-6V的电压就能写入“0”。这仅仅意味着电压空间只是缩小了1V而已。这正是问题所在,SLC闪存拥有更大的电压空间,因此它能够容忍跟高的电压峰值变化,直到整个Block因为擦除数据过慢而停止工作。这就是SLC闪存拥有更高擦写次数的原因。用户可以删除或者写入数据的次数要更长。而TLC的电压容忍率最低,因此TLC闪存的擦写次数自然最低。


    市场状况和主控芯片支持

        让我们把情况说明白,TLC闪存一点都不算新鲜事物.海力士在2008年就生产出了采用48纳米制程容量为32Gb的TLC闪存核心。这些TLC闪存最初打算使用在优盘产品中,这样闪存的耐用性能在优盘中还算可以接受。绝大多数固态硬盘厂商在过去一年里都在准备生产TLC固态硬盘,但是目前为止我们尚未看到任何上市的产品。OCZ本打算在今年第一季度推出基于TLC闪存的固态硬盘,但是TLC闪存的价格并没有多大的竞争力。除非OZC能够在2比特MLC闪存中大幅降低成本,否则推出低性能的TLC固态硬盘并没有实际意义。

        但是仍然有很多因素可以促使厂商选择TLC NAND闪存,这样会进一步降低成本,这样的产品尤其在面向使用频率不太频繁,尤其是是读写工作里较大的消费级产品中还是会有市场的。英特尔意在推出低价的配置固态硬盘的超级本,而苹果则是准备把主流Mac电脑的存储标配定为固态硬盘,这两个大厂家的幕后推动无疑是各大厂商的最大动力。MLCNAND闪存的价格最终能够会落到这个区间并且满足所有需求,但是毫无疑问,TLC闪存会加速这个进程。

        TLC不需要主控和固件的支持。在消费级固态硬盘市场,只有OCZ很积极的宣布了其旗下的IndilinxEverest主控将会支持3比特数据的NAND闪存。

        对增加了一位数据量的存储单元,想设计主控芯片支持不像是更新产品目录表一样简单,也不是想当然的就能工作。因为主控芯片在使用TLC闪存的时候将会产生更频繁更严重的错误,纠错引擎(ECCengine)也要做相应的更新。

        使用周期和纠错功能比较表:(标示NAND闪存生产工艺)尽管纠错功能不断提升,但是对存储单元耐用性影响不大。

        对于TLC NAND闪存而言,要尽量降低读写次数至关重要。由于本身的擦写次数有限,频繁的大量写入数据是TLC闪存不能承受的。对于大多数MLC固态硬盘而言,NAND闪存的耐用性并不是什么问题,但是对于TLC固态硬盘而言,耐用性却是其致命的软肋。


    总结:

        我们最后的总结有点复杂。一方面,消费者想要购买价格实惠的固态硬盘,毕竟与普通硬盘相比,固态硬盘的性能优势还是很明显的。即使使用了TLC闪存的固态硬盘,这种优势仍将存在。如果你能到苹果商店去体验一下MacBook Air 和Mac Pro,尽管MacBook Air的处理器的主频更低,但是它的运行速度却要比Mac Pro快,这当然要得益其使用了固态硬盘。固态硬盘可以让一台被认为是旧古董的电脑焕发生机。这也是我们认为每个人都应该采用固态硬盘的原因。但是除非容量价格比能够达到合理的比例,否则固态硬盘并不会成为主流产品。而说到这,TLC闪存的优势就开始显露出来:采用TLC闪存的固态硬盘的价格将会很平民,没准将来可以便宜到大众可以接受的水平。(例如,每GB1美元的价格。)

        而另一方面,我们担心成本的下降是以牺牲产品耐用性换来的。我们常常听人说,固态硬盘比普通硬盘更耐用。从读写次数来看,目前采用MLC NAND闪存的固态硬盘应该名副其实。但是也存在着很多固件问题,例如SF-2281固件导致蓝屏的问题以及英特尔320系列固态硬盘的8MB缺陷问题。这些问题都解决了,我们终于可以期待高性能、超耐用没问题的固态硬盘了。但是TLC闪存却需要新的逻辑控制器,而新的主控可能又会产生其他的固件问题。

        最初的固态硬盘性能表现一般,但是还是要比大多数的普通硬盘快,尤其是在寻道时间方面要远远优于普通硬盘。短短几年的时间里,固态硬盘的性能呈几何级的增长,即使是性能一般的固态硬盘,普通用户也几乎感觉不到它和最快固态硬盘的差距在哪。

        人们需要高性能、超耐用和低成本的固态硬盘。但是TLC NAND固态硬盘可能要降低一个标准:耐用性。我们这里使用的是“可能”,毕竟读写次数并不是固态硬盘存在的全部意义所在。目前固态硬盘产业中,就像NAND闪存一样,硬盘的耐用性算法也开始符合摩尔定律的标准。这就是说,每一次随着存储单元核心的缩小,为了能够达到去前代制程相同的读写时间,固态硬盘的耐用性都得以改善。同时生产工艺的成熟也会使得固态硬盘读写次数增加。采用20纳米工艺的IMFT MLC闪存能够达到3000-5000次的读写次数,这个数值和采用25纳米工艺的IMFT MLC闪存读写次数一样。

        好消息是,MLC闪存还在继续生产,但采用MLC闪存的固态硬盘的状况目前并不会有太多的改变。而TLC闪存却可以提供更多的选择。如果有人只是用电脑来查看一下邮件上网浏览一下网页,那么采用TLC闪存的固态硬盘就能轻松满足用户的这些基本需求。而对于大多数用户而言,采用TLC闪存的固态硬盘还是能够满足基本需求的。

        除此之外,固态硬盘市场也发生了很大的变化。如果购买到了目前最好的固态硬盘,最好的称谓也持续不了多少时间。比如说,能持续四年的时间,那么在段时间内,固态硬盘市场已经发生了很大的变化。四年前,我们花费大约6百美元能够买到一块容量为16GB的固态硬盘。等到一块典型的固态硬盘到了该更换的时候,你将会考虑速度更快容量更大的固态硬盘,而且很有可能会以更低的价格买到。在过去的4年半左右的时间里,我们使用了性能经常落后于普通硬盘的16GB的固态硬盘,然后我们用170美元的价格就能买到一块容量为120GB的固态硬盘,而这款固态硬盘的在随机读取方面要远远超越了普通硬盘。如果未来四年也能按照这个态势发展的话,那么四年后我们期待能够出现容量为1TB的固态硬盘,传输速率甚至能够使多条通道的PCIe饱和,而且价格会更低。但是我们还是希望这个进程不要太过猛烈,毕竟固态硬盘技术还有很大的改进空间。

        至于采用TLC技术的固态硬盘,目前我们还不清楚何时第一款这样的产品才能面世。只要我们能够获得测试的样品,我们一定会认真测试一下这款产品,比较一下采用TLC固态硬盘与采用其他两种技术的硬盘差别到底有多大。

    BEAREYES.COM 北京 日期:2012年02月28日

    展开全文
  • Nand flash 三种类型SLC,MLC,TLC

    万次阅读 多人点赞 2018-03-16 17:36:05
    转载自:http://diy.pconline.com.cn/750/7501340.html 从前,大家谈TLC色变;如今,TLC攻占SSD半壁江山。是的,这个世界就是这么奇妙。 虽然TLC早已占据主流地位,... 固态硬盘就是靠NAND Flash闪存芯片存储数据...
  • b17a_fortis_nand_model.zip

    2020-02-25 12:28:00
    镁光B17a fortis_nand TLC flash verilog model。 镁光NAND闪存的仿真verilog模型。
  • 目前,市场上将3D TLC NAND flash主要分为两代: 第一代为32-48 layer 3D TLC NAND flash; 第二代为64-72 layer 3D TLC NAND flash; 第一代3D TLC NAND已经比较成熟,凭借容量和单GB成本优势...
  • 关于TLC固态硬盘读写寿命的问题向来争议很大,但是无论你接受与否,TLC固态硬盘都已经全面普及。那么TLC固态硬盘的读写寿命真的那么不堪吗?下面笔者帮助大家分析一下,以三星最新推出的860PRO为例。三星860EVO首先...
  • NAND-Flash 的存储原理  固态硬盘最小单元的基本架构如下:  我们知道计算机中所有的信息储存最终都必须回归到 0与1,原则上,只要存储单元能提供两种或两种以上可供辨识的状态,便可以拿来纪录数据。 (1)写入...
  • NAND Flash底层原理,SLC MLC TLC比较 NAND-Flash 的存储原理  固态硬盘最小单元的基本架构如下:   我们知道计算机中所有的信息储存最终都必须回归到 0与1,原则上,只要存储单元能提供两种或两种以上可供...
  • 在SCM+MLC/TLC NAND混合SSD系统中,利用SCM低延迟的优势来提高SSD整体性能,但由于SCM价格较高,则利用TLC NAND低成本的优势来降低SSD整体价格,而MLC NAND则在SCM和TLC NAND充当中间介质。 SCM...
  • 转自:https://blog.csdn.net/fc34235/article/details/79584758... ... 从前,大家谈TLC色变;如今,TLC攻占SSD半壁江山。是的,这个世界就是这么奇妙。 ... 虽然TLC早已占据主流地位,但传言多了、百度多了,不少消费...
  • 版权声明:请注明转载自Christa_RJ https://blog.csdn.net/qq_39560607/article/details/81714145NAND-Flash 的存储原理 固态硬盘最小单元的基本架构如下:  我们知道计算机中所有的信息储...
  • NAND闪存SLC、MLC、TLC架构的区别

    千次阅读 2014-02-22 22:30:33
    了解NAND闪存三种架构芯片的区别,对于专业人士或需要购买SSD的非专业人士来讲,都有不小的益处。其区别如下:  SLC = Single-Level Cell ,即1bit/cell,其结构简单但是执行效率高,最大的特点就是速度快寿命长,...
  • 1.2012年左右的数据SLC、MLC、TLC闪存芯片的区别:SLC = Single-Level Cell ,即1bit/cell,速度快寿命长,价格超贵(约MLC 3倍以上的价格),约10万次擦写寿命MLC = Multi-Level Cell,即2bit/cell,速度一般寿命...
  • tlc

    2013-08-14 15:32:52
    TLC NAND闪存真的很挫么?三星840 SSD实战 2012-10-09 13:19:26 作者:上方文Q 编辑:上方文Q[爆料] 三星的两个新系列固态硬盘中,840 Pro继承了830的优良传统,各方面都几乎堪称完美,而定位主流市场...
  • TLC利用不同电位的电荷,一个浮动栅存储3个bit的信息,约500-1000次擦写寿命,MLC-TLC【容量大了1/2倍,寿命缩短为1/20】。 除了主控芯片和缓存芯片以外, PCB板 上其余的大部分位置都是NAND Flash 闪存芯片 了。...
  • 长江存储提到,公司已开始量产基于Xtacking®架构的64层256 Gb TLC 3D NAND Flash芯片,以满足固态硬盘、嵌入式存储等主流市场应用需求。这个消息一出,国产存储人奔走相告,让人看到了国产闪存芯片的黎明曙光。长江...
  • 固件冗余存储至NAND闪存中,主控使用固件算法中的控制程序,去执行自动信号处理,耗损平衡,错误校正码(ECC),坏块管理、垃圾回收算法、与主机设备(如电脑)通信,以及执行数据加密等任务。当SSD制造商发布一个固件...
  • TLC编程

    2019-09-30 14:42:15
    NAND Flash可以划分为SLC、MLC和TLC SLC:单阶存储单元,读写速率快,可擦写次数高 MLC和TLC:多阶存储单元,MLC每个存储单元中存储2 bit数据,可以表示四种数据;SLC每个存储单元中存储3 bit数据,可以表示8中...
  • NOR Flash 和 NAND Flash是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR Flash 技术,彻底改变了原先由EPROM(Electrically Programmable Read-Only-Memory电可编程序只读存储器)和EEPROM(电可擦...
  • SAMSUNG TLC K9ACGD8UXA

    2013-12-03 16:42:26
    SAMSUNG TLC NandFlash K9ACGD8UXA Datasheet

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 9
收藏数 173
精华内容 69
关键字:

nandtlc