电脑手机传文件慢?内存也有分类?带你了解内存颗粒

闪存芯片(ROM)是我们在固态硬盘和手机等便携式设备中必不可少的一部分。其实,闪存颗粒也分很多种类型。

本文仅介绍关于闪存的分类,不提及协议。(如SATA nvme emmc ufs等)并有部分关于模拟缓存的内容。

1.按闪存类型

闪存颗粒目前可分为slc、mlc、tlc和最新的qlc。

slc价格最高,寿命最长(约每单元100000次擦写),速度最快。但因为成本太高在消费级市场无法见到踪影。每个单元仅可存储1bit数据。

mlc为取代mlc而研发,其速度相对mlc减少许多,寿命一般。mlc闪存的出现使固态硬盘迈入消费级市场。寿命为每单元3000次擦写。每个单元仅可存储2bit数据。

mlc固态硬盘市场仍然有售。如东芝Q200(原饥饿鲨品牌固态硬盘,后被东芝收购。)和三星860 Pro和970 Pro均为mlc颗粒。

tlc每单元可存储3bit数据,速度慢寿命短,价格便宜。也是目前手机、固态硬盘使用最广泛的闪存。约每单元1000次擦写寿命。

qlc为最新上市的闪存类型。速度最慢,寿命最短,容量最大。每单元可存储4bit数据,寿命仅为每单元150次擦写。但因为存储容量极大,所以不会很早报废。(闪存寿命与容量成正比,闪存类型决定闪存寿命。)

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在此图片中可以直观观察不同闪存类型的不同结构

题外:为什么闪存寿命与容量成正比,闪存类型决定闪存寿命?

假设我们有两个闪存颗粒,一个可以存储三个汉字,一个可以存储两个汉字。设每个单元寿命均为1次擦写。

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一个可存储两汉字的闪存

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一个可存储三个汉字的闪存

将每个闪存均存储两个汉字(其中两个单元进行一次写)

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然后将每个单元的汉字删除(其中两个单元进行一次擦)

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每个单元的寿命只有一次擦写,故每个闪存均损坏两个单元。由于第一个闪存只有两个单元,所以该闪存完全损坏。而第二个闪存还剩下一个单元,仍然可以进行存储汉字。

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当然,删除这个汉字之后这个闪存也报废了。

当然,在现实中没有闪存颗粒寿命这么短且容量这么小。仅为举例子。这也就是为什么容量越大寿命越大的原因。而闪存类型决定着每单元的擦写次数,这就是为什么闪存类型决定闪存寿命。

2.按质量分

正规闪存颗粒由闪存制造厂商制造硅柱、切割晶圆、初次检测晶圆、切割晶圆、封装晶圆、再次测试,最后被打标成成正规的闪存颗粒。

检测晶圆是对刚做好的晶圆的初次检测,然后将晶圆切割后丢弃检测不合格的晶圆,留下合格的晶圆再次封装成为闪存颗粒。这里不合格的晶圆几乎是无法使用的晶圆。

再次测试指的是对封装好颗粒进行再一次检测,如果不合格的颗粒仍然被淘汰或被降级。但这里淘汰的颗粒比检测晶圆好得多,这里淘汰的往往都是容量不达标或速度不达标的颗粒。

最后通过所有测试的颗粒被官方打标,送去OEM厂商。(如手机制造厂商、固态硬盘制造厂商等。)

这样的正规颗粒被称为原片 正片。

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浦科特闪存颗粒来源于东芝

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这里以intel为例 常见的闪存颗粒还有Toshiba 海力士 镁光 三星 南亚 西数等等

什么是黑片?

不良厂商通过不法渠道获取到第一次淘汰不合格的晶圆自己封装的颗粒称为黑片。他们没有生产晶圆的技术,但是有封装晶圆的技术。但相较于正规厂商而言技术很差,因此黑片颗粒表面做工十分粗糙。

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质量无法得到保证,数据安全更无法得到保证。

避免买到黑片的最好方法就是不贪小便宜且尽量买可以自己制造闪存颗粒的硬盘厂商。

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黑片代表产品。

什么是白片?

第二次封装后检测的淘汰不良品被成为白片。不良厂商通过不法渠道买入白片后直接打上自己品牌。但封装是闪存颗粒厂商封装的,所以在做工方面与正片没有区别。且质量也比黑片高很多。

且很多正规固态硬盘厂商和内存厂商在用白片。为了掩盖他们用白片的真相,他们往往在闪存颗粒上印刷自家品牌的logo。

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阿家斯特tlc 500gb白片固态 同等价位只能买到qlc的正片固态 仁者见仁智者见智了

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什么是降级片?

前文提到不良品可能会被淘汰或降级。降级就是该颗粒虽然没有达到要求,但是扔掉或当做废品处理也比较可惜。于是就降低要求出售。

例如镁光在生产3200mhz的闪存颗粒时发现了一个闪存颗粒速度打不到3200mhz,但是速度可以达到2666mhz。于是将这个闪存当做2666mhz的闪存颗粒,用2666mhz闪存颗粒的价格出售。

降级片相对于白片和黑片属于正规厂商生产而非通过不良渠道流入到下流厂商的手中的颗粒,质量也可以得到保证。著名的降级片就是镁光大S降级片。这类闪存拥有与正片几乎一样的质量,且降级后速度也可以保持稳定。几乎与原片没有区别。

3.封装类型

目前闪存颗粒有2d nand和3dnand之分。3dnand相对于2d 就是把闪存单元堆叠起来,利用立体空间。可以提高单个闪存的容量。但也会导致积热。

3d nand见本文题图,为多层叠加。而2dnand只有一层。

4.什么是固态硬盘缓存?slc缓存又是什么?

由于tlc qlc颗粒速度实在是差强人意,厂商均使用缓存来增加硬盘的写入入读。

独立缓存就是在固态硬盘上加入一个内存,多为256mb~4gb。文件优先写入到内存(缓存)中,之后待硬盘空闲后再释放到硬盘中。

非独立缓存多见于低端固态,即使用硬盘剩余空间使用tlc/qlc剩余空间模拟slc缓存写入,加快写入速度,待硬盘空闲时再释放。该硬盘没有真正的缓存。

上文提到tlc、qlc可存储多个bit数据,slc缓存就是让tlc、qlc不存储多个bit数据,而和slc一样只存储一个bit数据,剩余的存储区域空闲不用。待空闲时再挪回去。

例如假设有一个qlc硬盘,拥有4个单元。每单元可存储4bit数据。

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向内写入4bit数据。硬盘会模拟slc颗粒工作机制只向每单元写入1bit数据。

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待硬盘空闲后释放。

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但这样会导致有些单元(举例中为第一排后三个)进行不必要擦写(为了作为缓存),从而造成写入放大,减少固态硬盘寿命。

slc全盘模拟是指使用磁盘剩余全部空间进行slc模拟。

slc部分模拟是指使用磁盘部分空间(厂商指定)空间进行slc模拟。

当slc模拟缓存固态硬盘剩余空间不足时,slc缓存无法起作用。硬盘顺序写入速度为tlc/qlc正常水平。(不如机械硬盘)且导致磨损不均,加速硬盘老化。

可以说大部分低端消费级的固态硬盘真实速度和机械硬盘差不多,全靠缓存支撑而已。但是固态硬盘的随机性能却是机械硬盘望洋兴叹的。虽然机械硬盘也通过加大缓存来获取更高的4k性能,但缓存毕竟是缓存,不是真实速度。返回搜狐,查看更多

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这家伙太懒了,什么都没有留下!

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