NAND ફ્લેશ SLC, MLC, TLC, QLC ના SSD ચિપ્સના વિવિધ ગ્રેડ વચ્ચેનો તફાવત સમજો

NAND Flash નું પૂરું નામ Flash Memory છે, જે નોન-વોલેટાઈલ મેમરી ડિવાઈસ (નોન-વોલેટાઈલ મેમરી ડિવાઈસ) સાથે સંબંધિત છે.તે ફ્લોટિંગ ગેટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર ડિઝાઇન પર આધારિત છે અને ફ્લોટિંગ ગેટ દ્વારા ચાર્જ લેવામાં આવે છે.ફ્લોટિંગ ગેટ ઇલેક્ટ્રિકલી આઇસોલેટેડ હોવાથી, વોલ્ટેજ દૂર થયા પછી પણ ગેટ સુધી પહોંચતા ઇલેક્ટ્રોન ફસાઈ જાય છે.ફ્લેશ નોન-વોલેટિલિટી માટે આ તર્ક છે.ડેટા આવા ઉપકરણોમાં સંગ્રહિત થાય છે અને પાવર બંધ હોય તો પણ તે ખોવાશે નહીં.
વિવિધ નેનો ટેકનોલોજી અનુસાર, NAND Flash એ SLC થી MLC અને પછી TLC માં સંક્રમણનો અનુભવ કર્યો છે અને QLC તરફ આગળ વધી રહી છે.NAND ફ્લેશનો ઉપયોગ તેની મોટી ક્ષમતા અને ઝડપી લખવાની ઝડપને કારણે eMMC/eMCP, U ડિસ્ક, SSD, ઓટોમોબાઈલ, ઈન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થાય છે.

SLC (અંગ્રેજી પૂરું નામ (સિંગલ-લેવલ સેલ - SLC) એ સિંગલ-લેવલ સ્ટોરેજ છે
SLC ટેક્નોલોજીની વિશેષતા એ છે કે ફ્લોટિંગ ગેટ અને સ્ત્રોત વચ્ચેની ઓક્સાઇડ ફિલ્મ પાતળી હોય છે.ડેટા લખતી વખતે, ફ્લોટિંગ ગેટના ચાર્જ પર વોલ્ટેજ લાગુ કરીને અને પછી સ્ત્રોતમાંથી પસાર કરીને સંગ્રહિત ચાર્જને દૂર કરી શકાય છે., એટલે કે, 0 અને 1 ના માત્ર બે વોલ્ટેજ ફેરફારો 1 માહિતી એકમ, એટલે કે, 1 બીટ/સેલ સ્ટોર કરી શકે છે, જે ઝડપી ગતિ, લાંબુ જીવન અને મજબૂત કામગીરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.ગેરલાભ એ છે કે ક્ષમતા ઓછી છે અને ખર્ચ વધારે છે.

એમએલસી (અંગ્રેજી આખું નામ મલ્ટિ-લેવલ સેલ – એમએલસી) એ બહુ-સ્તરનો સંગ્રહ છે
Intel (Intel) એ સપ્ટેમ્બર 1997માં સૌપ્રથમ સફળતાપૂર્વક MLC વિકસાવ્યું હતું. તેનું કાર્ય ફ્લોટિંગ ગેટ (ફ્લેશ મેમરી સેલમાં જ્યાં ચાર્જ સંગ્રહિત થાય છે તે ભાગ) માં માહિતીના બે એકમોને સંગ્રહિત કરવાનું છે અને પછી વિવિધ પોટેન્શિયલ (સ્તર) ના ચાર્જનો ઉપયોગ કરે છે. ), મેમરીમાં સંગ્રહિત વોલ્ટેજ નિયંત્રણ દ્વારા ચોક્કસ વાંચન અને લેખન.
એટલે કે, 2bit/સેલ, દરેક સેલ યુનિટ 2bit માહિતી સંગ્રહિત કરે છે, વધુ જટિલ વોલ્ટેજ નિયંત્રણની જરૂર છે, 00, 01, 10, 11 ના ચાર ફેરફારો છે, ઝડપ સામાન્ય રીતે સરેરાશ છે, જીવન સરેરાશ છે, કિંમત સરેરાશ છે, લગભગ 3000—10000 વખત ભૂંસી નાખવા અને લખવાનું જીવન.MLC મોટી સંખ્યામાં વોલ્ટેજ ગ્રેડનો ઉપયોગ કરીને કામ કરે છે, દરેક સેલ ડેટાના બે બિટ્સ સ્ટોર કરે છે, અને ડેટાની ઘનતા પ્રમાણમાં મોટી છે, અને એક સમયે 4 કરતાં વધુ મૂલ્યો સ્ટોર કરી શકે છે.તેથી, MLC આર્કિટેક્ચરમાં સારી સ્ટોરેજ ડેન્સિટી હોઈ શકે છે.

TLC (અંગ્રેજી આખું નામ ટ્રિનરી-લેવલ સેલ) એ ત્રણ-સ્તરનું સ્ટોરેજ છે
TLC પ્રતિ સેલ 3bit છે.દરેક સેલ યુનિટ 3bit માહિતી સ્ટોર કરે છે, જે MLC કરતા 1/2 વધુ ડેટા સ્ટોર કરી શકે છે.000 થી 001 સુધી 8 પ્રકારના વોલ્ટેજ ફેરફારો છે, એટલે કે 3bit/cell.8LC નામના ફ્લેશ ઉત્પાદકો પણ છે.આવશ્યક ઍક્સેસ સમય લાંબો છે, તેથી ટ્રાન્સફરની ઝડપ ધીમી છે.
TLC નો ફાયદો એ છે કે કિંમત સસ્તી છે, મેગાબાઈટ દીઠ ઉત્પાદન ખર્ચ સૌથી નીચો છે, અને કિંમત સસ્તી છે, પરંતુ જીવન ટૂંકું છે, માત્ર 1000-3000 ભૂંસવા અને ફરીથી લખવાનું જીવન છે, પરંતુ ભારે પરીક્ષણ કરાયેલ TLC કણો SSD કરી શકે છે. સામાન્ય રીતે 5 વર્ષથી વધુ સમય માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

QLC (અંગ્રેજી આખું નામ ક્વાડ્રુપલ-લેવલ સેલ) ફોર-લેયર સ્ટોરેજ યુનિટ
QLC ને 4bit MLC પણ કહી શકાય, ચાર-સ્તરનું સંગ્રહ એકમ, એટલે કે 4bits/cell.વોલ્ટેજમાં 16 ફેરફારો છે, પરંતુ ક્ષમતામાં 33% વધારો થઈ શકે છે, એટલે કે, TLC ની તુલનામાં લેખન પ્રદર્શન અને ભૂંસી નાખવામાં વધુ ઘટાડો થશે.વિશિષ્ટ પ્રદર્શન પરીક્ષણમાં, મેગ્નેશિયમ પ્રયોગો કર્યા છે.રીડ સ્પીડના સંદર્ભમાં, બંને SATA ઈન્ટરફેસ 540MB/S સુધી પહોંચી શકે છે.QLC લખવાની ઝડપમાં ખરાબ પ્રદર્શન કરે છે, કારણ કે તેનો P/E પ્રોગ્રામિંગ સમય MLC અને TLC કરતા લાંબો છે, ઝડપ ધીમી છે, અને સતત લખવાની ઝડપ 520MB/s થી 360MB/s છે, રેન્ડમ પર્ફોર્મન્સ 9500 IOPS થી ઘટીને 5000 થઈ ગયું છે. IOPS, લગભગ અડધાનું નુકસાન.

તા. વધુ ખરાબ થાય છે, અને સેવા જીવન ટૂંકું બને છે, દરેક તેના પોતાના ફાયદા અને ગેરફાયદા સાથે.

(NAND Flash વાંચવા અને લખવાનું જીવન ફક્ત સંદર્ભ માટે છે)
તે જોવાનું મુશ્કેલ નથી કે NAND ફ્લેશ મેમરીના ચાર પ્રકારનું પ્રદર્શન અલગ છે.SLC ની એકમ ક્ષમતા દીઠ કિંમત અન્ય પ્રકારના NAND ફ્લેશ મેમરી કણો કરતા વધારે છે, પરંતુ તેનો ડેટા જાળવી રાખવાનો સમય લાંબો છે અને વાંચવાની ઝડપ ઝડપી છે;QLC મોટી ક્ષમતા અને ઓછી કિંમત ધરાવે છે, પરંતુ તેની ઓછી વિશ્વસનીયતા અને દીર્ધાયુષ્યને કારણે ખામીઓ અને અન્ય ખામીઓને હજુ વધુ વિકસિત કરવાની જરૂર છે.

ઉત્પાદન ખર્ચ, વાંચન અને લખવાની ઝડપ અને સેવા જીવનના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, ચાર શ્રેણીઓની રેન્કિંગ છે:
SLC>MLC>TLC>QLC;
વર્તમાન મુખ્ય પ્રવાહના ઉકેલો એમએલસી અને ટીએલસી છે.એસએલસી મુખ્યત્વે લશ્કરી અને એન્ટરપ્રાઇઝ એપ્લિકેશનને લક્ષ્યમાં રાખે છે, જેમાં હાઇ-સ્પીડ લેખન, ઓછી ભૂલ દર અને લાંબા સમય સુધી ટકાઉપણું હોય છે.MLC મુખ્યત્વે ઉપભોક્તા-ગ્રેડ એપ્લીકેશનો માટે છે, તેની ક્ષમતા SLC કરતા 2 ગણી વધારે છે, ઓછી કિંમતની છે, USB ફ્લેશ ડ્રાઇવ્સ, મોબાઇલ ફોન્સ, ડિજિટલ કેમેરા અને અન્ય મેમરી કાર્ડ માટે યોગ્ય છે, અને આજે ગ્રાહક-ગ્રેડ SSDમાં પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. .

NAND ફ્લેશ મેમરીને બે કેટેગરીમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: 2D માળખું અને 3D માળખું વિવિધ અવકાશી બંધારણો અનુસાર.ફ્લોટિંગ ગેટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે 2D ફ્લેશ માટે થાય છે, જ્યારે 3D ફ્લેશ મુખ્યત્વે CT ટ્રાન્ઝિસ્ટર અને ફ્લોટિંગ ગેટનો ઉપયોગ કરે છે.સેમિકન્ડક્ટર છે, CT એક ઇન્સ્યુલેટર છે, બે પ્રકૃતિ અને સિદ્ધાંતમાં અલગ છે.તફાવત છે:

2D માળખું NAND ફ્લેશ
મેમરી કોશિકાઓનું 2D માળખું માત્ર ચિપના XY પ્લેનમાં ગોઠવાયેલું છે, તેથી 2D ફ્લેશ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને સમાન વેફરમાં ઉચ્ચ ઘનતા પ્રાપ્ત કરવાનો એકમાત્ર રસ્તો પ્રક્રિયા નોડને સંકોચવાનો છે.
નુકસાન એ છે કે NAND ફ્લેશમાં ભૂલો નાના ગાંઠો માટે વધુ વારંવાર થાય છે;વધુમાં, ઉપયોગ કરી શકાય તેવા સૌથી નાના પ્રોસેસ નોડની મર્યાદા છે અને સ્ટોરેજ ડેન્સિટી વધારે નથી.

3D માળખું NAND ફ્લેશ
સંગ્રહની ઘનતા વધારવા માટે, ઉત્પાદકોએ 3D NAND અથવા V-NAND (વર્ટિકલ NAND) ટેક્નોલોજી વિકસાવી છે, જે Z-પ્લેનમાં મેમરી કોષોને સમાન વેફર પર સ્ટેક કરે છે.

3D NAND ફ્લેશમાં, મેમરી કોષો 2D NANDમાં આડી તારોને બદલે ઊભી સ્ટ્રિંગ તરીકે જોડાયેલા હોય છે, અને આ રીતે બાંધવાથી સમાન ચિપ વિસ્તાર માટે ઉચ્ચ બીટ ઘનતા પ્રાપ્ત કરવામાં મદદ મળે છે.પ્રથમ 3D ફ્લેશ ઉત્પાદનોમાં 24 સ્તરો હતા.