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多层单元

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多层单元（英语：multi-level cell，缩写MLC）是一种存储多个位元信息的存储器元件。

MLC NAND闪存是一种在每个单元（cell）上使用多个层次的闪存技术，从而允许相同数量的晶体管存储更多位元。在单层单元（SLC）NAND闪存技术中，每个单元只能处于两种状态中的一种，即每个单元存储一个位元。很多MLC NAND闪存在每个单元中存储四个可能的状态，因此可以用每个单元存储两个位元。这减少了区分状态的余量，从而增加了发生错误的可能性。面向低错误率而设计的多层单元有时称之为企业级MLC（eMLC）。

三层单元（Triple-level cells，缩写TLC）是MLC存储器的一种子类型，并随着MLC存储器的演变而有着较混乱的命名法。记忆体阶层表现为如下顺序：

  1. SLC - （最快，极高成本）
  2. MLC - （中上，高成本）
  3. TLC - （中等，低成本）
  4. QLC - （最慢，极低成本）

概述

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MLC闪存的主要好处是较高的数据密度带来的较低单元存储成本，而存储器读取软件可以补偿更大的比特误码率。[1]更高的错误率需要前向错误更正（FEC）来纠正多个位元错误。例如，SandForce SF-2500闪存控制器可以纠正每个512字节扇区中最多55位元，从而使不可恢复读错误的发生率低于每读写1017位元时一个扇区。[2]最常被使用的算法是BCH码。[3]与SLC闪存相比，MLC NAND的其他缺点是较低的写入速度、较低的编程擦除周期数和更高的功耗。

有少数存储器设备走向另一个方向，为每个位元使用两个单元，从而得到更低的误码率。[4] Intel 8087使用每个单元两个位元的技术，并是首个在1980年于市场上使用多层ROM单元的设备。[5]一些固态磁盘使用MLC NAND中的部分晶粒模拟为单位元的SLC NAND，从而提供更高的写入速度。[6][7][8]

三层单元

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三星集团宣布了每个单元（cell）存储三位元信息的一种NAND闪存，具有共8种电压状态。这也称之为三层单元（Triple Level Cell，缩写TLC），首次应用于840系列SSD。[9]三星将这项技术称之为3位元MLC。基于NAND存储器的SanDisk X4闪存存储卡在每个晶体管中使用16个离散电荷电平（状态）在每个单元存储四位元。[10][11]MLC的缺点在TLC上同样存在并更为突出，但TLC也受益于更高的存储密度和更低的成本。[12]

单层单元

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闪存将数据存储在浮栅晶体管（英语：floating-gate transistors）制成的各存储单元中。在传统上，每个单元有两种可能的状态，因此每个单元中存储一个位元数据的称之为单层单元，或者SLC闪存。SLC存储器具有高写入速度、低功耗、更长电池耐久的优点。但是，因为SLC存储器比MLC存储器在每个单元中存储的数据更少，它存储每兆字节的成本更高。由于更快的传输速度和更长使用寿命，SLC闪存技术更常被用于制造高性能存储卡。2016年2月的一项研究表示，SLC与MLC的可靠性在实践中几乎没有差异。[13]

参见

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参考资料

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  1. ^ Micron's MLC NAND Flash Webinar. [2017-01-25]. （原始内容存档于2007-07-22）. 
  2. ^ SandForce SF-2600/SF-2500 Product Info （页面存档备份，存于互联网档案馆） 2013-10-22
  3. ^ A Tour of the Basics of Embedded NAND Flash Options （页面存档备份，存于互联网档案馆） EE Times 2013-08-27
  4. ^ "Automotive EEPROMs use two cells per bit for ruggedness, reliability" （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Graham Prophet 2008-10-02
  5. ^ "Four-state cell called density key" article by J. Robert Lineback.
  6. ^ Geoff Gasior.
  7. ^ Allyn Malventano.
  8. ^ Samsung.
  9. ^ Samsung SSD 840 Series - 3BIT/MLC NAND Flash. [2017-01-25]. （原始内容存档于2013-04-10）. 
  10. ^ SanDisk Ships World’s First Flash Memory Cards with 64 Gigabit X4 (4-Bits-Per-Cell) NAND Flash Technology. [2017-01-25]. （原始内容存档于2015-02-27）. 
  11. ^ NAND Flash - The New Era of 4 bit per cell and Beyond （页面存档备份，存于互联网档案馆） EE Times 2009-05-05
  12. ^ Samsung SSD 840: Testing the Endurance of TLC NAND. AnandTech. 2012-11-16 [2014-04-05]. （原始内容存档于2014-04-03）. 
  13. ^ Bianca Schroeder and Arif Merchant. Flash Reliability in Production: The Expected and the Unexpected. Usenix. February 22, 2016 [November 3, 2016]. （原始内容存档于2017-01-08）. 

外部链接

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