NAND 快閃記憶體技術比較分析

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NAND 快閃記憶體技術比較分析

• 此圖像闡述了四種主流 NAND 快閃記憶體技術的核心特性及其權衡關係，分別是 SLC、MLC、TLC 與 QLC。
• 左側正金字塔：儲存密度
  • 此圖表以「位元/儲存單位」為縱軸，顯示從上至下的儲存密度遞增關係。
  • SLC (Single-Level Cell)：每一個儲存單位能儲存 1 位元的資料。
  • MLC (Multi-Level Cell)：每一個儲存單位能儲存 2 位元的資料。
  • TLC (Triple-Level Cell)：每一個儲存單位能儲存 3 位元的資料。
  • QLC (Quad-Level Cell)：每一個儲存單位能儲存 4 位元的資料。
  • 結論：技術越往下發展，單位面積可儲存的資料量越大，這直接有助於降低單位儲存成本並提升總容量。
• 右側倒金字塔：耐久度
  • 此圖表以「寫入/抹除次數」(P/E Cycles) 為縱軸，呈現從上至下的耐久度遞減趨勢。
  • SLC Mode / SLC：擁有最高的耐久性，可承受約 5 萬至 10 萬次的抹寫循環。
  • MLC：耐久度次之，約為 3,000 次。
  • TLC：耐久度進一步降低，約在 1,000 次至 3,000 次之間。
  • QLC：耐久度最低，約為 1,000 次。
  • 結論：儲存密度的提升，其代價是犧牲了儲存單位的可抹寫壽命。
• 核心洞察：技術的權衡 (Trade-off)
  • 此圖像揭示了 NAND 快閃記憶體技術發展的核心權衡定律。
  • 若追求更高的儲存密度與更低的單位成本 (如 QLC)，則必須在耐久性、寫入效能及資料可靠性上做出妥協。
  • 反之，若要獲得極致的耐久度與效能 (如 SLC)，則必須接受較低的儲存密度與高昂的製造成本。
  • 此權衡關係是區分不同市場定位儲存產品 (例如企業級 SSD 與消費級 SSD) 的關鍵基礎。

✍️ Abstract

NAND 快閃記憶體技術權衡

• 簡介：SLC、MLC、TLC、QLC 四種 NAND 技術的核心特性比較。
• 一句話總結：企業級優先 SLC，主流用 TLC，容量大可考慮 QLC，耐久穩定跟性能是選擇關鍵
  • 企業級 NAND 重點在耐用跟穩定，選 SLC 最安心：寫入壽命最長，性能最高，雖然單位成本高但耐久度吸引企業用戶。
  • TLC 現在是性能和成本的平衡王，高性能企業級 SSD 多用它，適合大多數業務需求。
  • QLC 儲存密度高成本低，更多用在容量優先非頻繁寫入，企業用多做資料冷備份。

儲存密度：QLC 最佳

• SLC：1 位元/單位
• MLC：2 位元/單位
• TLC：3 位元/單位
• QLC：4 位元/單位
• 結論：密度越高，儲存成本越低，總容量越大。

耐久度：SLC 領先

• SLC：5-10 萬次抹寫循環
• MLC：約 3,000 次
• TLC：1,000-3,000 次
• QLC：約 1,000 次
• 結論：密度提升以犧牲抹寫壽命為代價。

關鍵洞察

• 高密度低成本 (QLC) 意味著犧牲耐久度、效能與可靠性。
• 高耐久度高效能 (SLC) 意味著高成本低密度。
• 此權衡決定了不同 SSD 產品的市場定位。