存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí):最后一代閃存?QLC與MLC、TLC、SLC
Micron公司最近推出了***款QLC閃存產(chǎn)品,為NAND閃存市場(chǎng)又增添一位成員。而英特爾公司也計(jì)劃在2018年下半年推出其首款QLC閃存產(chǎn)品。
QLC或者說(shuō)四層單元是***一代閃存產(chǎn)品,***代的產(chǎn)品是SLC(單層單元或者說(shuō)每單元存儲(chǔ)1 bit數(shù)據(jù)),隨后是MLC(每單元存儲(chǔ)2 bit數(shù)據(jù))以及TLC(每單元3 bit數(shù)據(jù))。
那么,QLC是什么?它對(duì)閃存存儲(chǔ)市場(chǎng)意味著什么?
顧名思義,QLC允許每個(gè)閃存單元存儲(chǔ)4個(gè)0或者1,這意味著每個(gè)單元有16種不同組合,即0000,001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,1000,1001,1010,1011,1100,1101,1110和1111。
而單層單元只能存儲(chǔ)2個(gè)– 0 或1 –,MLC和TLC只能存儲(chǔ)4個(gè)或8個(gè),顯然,QLC將存儲(chǔ)密度提高了2倍,這一點(diǎn)不容置疑。
但它有一個(gè)缺點(diǎn)。雖然與現(xiàn)有閃存產(chǎn)品相比,QLC可將更多數(shù)據(jù)封裝到更小的區(qū)域,但它在寫入時(shí)更容易耗損。
事實(shí)是,對(duì)于QLC,我們正在研究真正無(wú)法多次被寫入和重寫的媒介。
這是因?yàn)殚W存存儲(chǔ)是基于讀取不同材料層之間的電壓流動(dòng),這種實(shí)際電壓流動(dòng)的機(jī)制可在量子物理層面解釋。
總而言之,QLC需要在非常狹小的空間(會(huì)受到磨損影響)進(jìn)行其切換和測(cè)量,使得讀取電壓不太確定。其實(shí)在任何閃存寫入,實(shí)際上都會(huì)消耗寫入和重寫數(shù)據(jù)的能力,尤其是對(duì)于QLC。
目前Micron公司還沒(méi)有提供5210 QLC的性能數(shù)據(jù),僅提供了與其5200 TLC Eco驅(qū)動(dòng)器相比的數(shù)據(jù)比率。
例如,隨機(jī)讀取次數(shù)為95000 IOPS的0.8倍至1倍,而順序?qū)懭胄阅軐⒖蛇_(dá)520 MBps的0.6倍至0.8倍。
對(duì)于隨機(jī)寫入,性能僅為22000 IOPS的0.25倍。這大約是6500 IOPS,仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)旋轉(zhuǎn)磁盤硬盤的水平—每個(gè)硬盤可能為僅為200 IOPS。
不過(guò),IOPS并不是QLC驅(qū)動(dòng)器的致命弱點(diǎn),它的耐用性才是主要限制因素。
在數(shù)據(jù)寫入預(yù)計(jì)壽命方面,1.92 TB Micron TLC 5200 Eco的耐用性是3.5 PB;5210 QLC只能達(dá)到0.05倍至0.1倍。
這就是說(shuō),在其生命周期內(nèi),你可向該1.92 TB驅(qū)動(dòng)器寫入175 TB到350 TB數(shù)據(jù)。這大致相當(dāng)于大約180次用數(shù)據(jù)填充和重新填充它。
鑒于其局限性,QLC只會(huì)有相當(dāng)有限的用例。
這些用例將會(huì)與Micron公司描述的類似,即大規(guī)模(可能是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模)操作,這種操作需要快速讀取,且數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)寫入量,因此,數(shù)據(jù)很少可能被重寫。
這種用例確實(shí)有市場(chǎng),而該市場(chǎng)目前正在暫時(shí)依靠硬盤驅(qū)動(dòng)器來(lái)支持。
現(xiàn)在的問(wèn)題是,考慮到QLC的局限性如此明顯,是否可將其從NAND閃存家族中移除?或者QLC是作為***一代閃存?