2008年8月27日 星期三

NAND Flash SLC、MLC技術解析

許多人對Flash Memory的SLC和MLC區分不清。就拿目前熱銷的MP3隨身聽來説,是買SLC還是MLC Flash Memory Chip的呢?在這裏先告訴大家,如果你對容量要求不高,但是對機器質量、數據的安全性、機器壽命等方面要求較高,那麽SLC Flash Memory Chip的首選。但是大容量的SLC晶片成本要比MLC晶片高很多,所以目前2G以上的大容量,低價格的MP3多是採用MLC晶片。大容量、低價格的MLC晶片自然是受大家的青睞,但是其固有的缺點,也不得不讓我們考慮一番。

什麽是SLC?
SLC英文全稱(Single Level Cell——SLC)即單層式儲存 。主要由三星(samsung)、海力士(Hynix)、美光(Micron)、東芝(toshiba)等使用。

SLC技術特點是在浮置閘極與源極之中的氧化薄膜更薄,在寫入數據時通過對浮置閘極的電荷加電壓,然後透過源極,即可將所儲存的電荷消除,通過這様的方式,便可儲存1個信息單元,這種技術能提供快速的程序編程與讀取,不過此技術受限于Silicon efficiency的問題,必須要由較先進的流程强化技術(Process enhancements),才能向上提升SLC制程技術。

什麽是MLC?
MLC英文全稱(Multi Level Cell——MLC)即多層式儲存。主要由東芝、Renesas、三星使用。
英特爾(Intel)在1997年9月最先開發成功MLC,其作用是將兩個單位的信息存入一個Floating Gate(Flash Memory存儲單元中存放電荷的部分),然後利用不同電位(Level)的電荷,通過内存儲存的電壓控制精准讀寫。MLC通過使用大量的電壓等級,每一個單元儲存兩位數據,數據密度比較大。SLC架構是0和1兩個值,而MLC架構可以一次儲存4個以上的值,因此,MLC架構可以有比較好的儲存密度。

SLC比較MLC的優勢:
目前市場主要以SLC和MLC儲存為主,我們多了解下SLC和MLC儲存。SLC架構是0和1兩個值,而MLC架構可以一次儲存4個以上的值,因此MLC架構的儲存密度較高,並且可以利用老舊的生産程備來提高産品的容量,無須額外投資生産設備,擁有成本與良率的優勢。
與SLC相比較,MLC生産成本較低,容量大。如果經過改進,MLC的讀寫性能應該還可以進一步提升。

SLC比較MLC的缺點:
MLC架構有許多缺點,首先是使用夀命較短,SLC架構可以存取10萬次,而MLC架構只能承受约1萬次的存取。
其次就是存取速度慢,在目前技術條件下,MLC晶片理論速度只能達到2MB左右。SLC架構比MLC架構要快速三倍以上。
再者,MLC能耗比SLC高,在相同使用條件下比SLC要多15%左右的電流消耗。
雖然與SLC相比,MLC缺點很多,但在單顆晶片容量方面,目前MLC還是占了絶對的優勢。由于MLC架構和成本都具有絶對優勢,能滿足未來2GB、4GB、8GB甚至更大容量的市場需求。 

SLC與MLC的識別:
一、看傳輸速度
比如有兩款採用Rockchip晶片的産品,測試時寫入速度有2、3倍優勢的應該是SLC,而速度上稍慢的則是MLC。即使同様採用了USB2.0高速接口的MP3,也不能改變MLC寫入慢的缺點。
二、看FLASH型號
一般來説,以K9G或K9L為開頭型號的三星Flash Memory則是MLC,以HYUU或HYUV為開頭型號的現代Flash Memory應是MLC。具體晶片編號以三星和現代為例:三星MLC晶片編號為:K9G****** K9L*****。現代MLC晶片編號為:HYUU**** HYUV***

簡單總結:
如果説MLC是一種新興的Flash Memory技術,那麽它的“新”就表現在:成本低!
雖然MLC的各項指標都落後於SLC Flash Memory。但是MLC在架構上取勝SLC,MLC肯定是今後的發展方向,而對于MLC傳輸速度和讀寫次數的問題已經有了相當多的解决方法,例如採用三星主控晶片,wear leveling技術,4bit ECC校驗技術,都可以在採用MLC晶片的時候同様獲得很好的使用效果,其性能和使用SLC晶片的没有什麽差別,而會節省相當多的成本.

項目

Samsung(SLC

Toshiba(MLC

使用壽命

存取壽命長

可存取1萬次

寫入速度

9MB/s 以上

1.5MB/s 以上

工作電壓

3.3V/1.8V

3.3V

封裝技術

可配合其他技術 設計一體成型

塑膠組裝



資料來源:
http://aax1985.spaces.eepw.com.cn/articles/article/item/24831
http://blog.yam.com/registry/article/15636037
http://av.beareyes.com.cn/2/lib/200702/07/20070207400.htm
http://210.71.214.3/UserFiles/File/940913-indus.pdf

3 則留言:

BoBo 提到...

清晰易懂!讚!

Fanke Wong 提到...

完全明白!! 讚!!

IvanKe 提到...

您好~~
您寫的很清楚,很易懂!很讚~~

不過我想要看了您的文章之後,
重新消化後,再自己寫~然後貼在我自己的網誌上面耶!
這樣子可以嗎?
謝謝~~