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闪存的发展 TLC NAND正步入企业级应用

DOSTOR存储在线 6月25日国际报道:在汉堡的超算大会上,三家闪存厂商在展示它们的产品。它们对三层单元(TLC)NAND有什么看法?TLC的价格要低于MLC(多层单元)NAND,但是速度更慢,工作寿命更短。

问题是众所周知的。MLC闪存是2层单元的,工作寿命约为5000次编程/擦除(PE)周期。智能的控制器可以将这个工作寿命提高到三倍甚至四倍以上。TLC闪存的PE次数约为800到1000次。这个指标太低了,以至于对于企业应用来说没有用处,除非控制器可以将PE次数提高到MLC原本的指标以上。我们觉得应该要达到8000次PE以上,希望还能更好。

初始公司DensBits正在开发一个TLC闪存控制器,这个控制器能够将TLC的PE次数提高到1万次。目前只有OCZ在积极推动TLC产品的企业应用,但是目前还没有针对企业应用的TLC控制器商业产品。GreenBytes在它的Solidarity产品中有一个TLC闪存层,但是说不出来它是从哪里来的。

如果没人制造它,那GreenBytes又怎么会有它们?

记者跟汉堡ISC(国际超级计算机大会)的美光、三星和STEC的人进行了交谈,看看它们是否参与了GreenBytes的产品。

一位美光发言人表示该公司已经准备生产一款64GB P84 TLC芯片。P84是内部名称。不过,这款产品是用于USB卡和MicroSD卡,“不会用于消费者产品的SSD(固态驱动器)”。该产品的PE周期有大约2500到3000次。

STEC的EMEA(欧洲、中东和非洲)地区技术销售经理Gaetano Pastore表示TLC很难用于企业环境,因为它的延迟性非常高,而且耐用性“只有1000次周期”。它的CellCare技术将MLC的PE周期从5000次提高到60000次。如果这种12倍的提升能应用到TLC的话,我们也许会看到一些结果。

他回答道,这并不容易。“CellCare在TLC上不一定能带来12倍的耐用性提升,而且数据保留将是个问题。”

在工作寿命耗尽后,TLC闪存无法可靠地将它的内容保存三个月。另一位同事表示TLC还有读取干扰效应,在读取访问中单元的一些比特被移动,导致需要更多的写入。

STEC没有理由对TLC感到兴奋。实际上,该公司关注于让消费者级别的MLC闪存在CellCare技术的帮助下拥有足够的寿命和可靠性来成为企业级MLC。不过,我们认为CellCare也可以给TLC带来耐用性上的提升。问题是,能提升多少?它是否可以将TLC的耐用性提升10倍到DenBits的1万次周期的水平?

只有TLC控制器才能将它提升这么多。

那么三星怎么样?三星半导体欧洲公司的副总监Duc Nguyen也认为TLC不太可能用于企业应用。他说写入次数能达到TLC SSD所需要水平的时候,那时候可能已经晚了。

他的意思是只有TLC控制器才能提升TCL的PE次数并降低写入次数,但是这可能还不够。Nguyen表示:“整个堆栈都必须参与进来以降低TLC的写入次数”。这意味着主机操作系统、应用程序、文件系统,然后是控制器,然后是TLC NAND。

不过,他提供了一个想法:“未来的SSD将是非常依赖于应用程序的。”

在与SMART Storage Systems总裁John Scaramuzzo的电子邮件交流中,John认为TLC有可能用于入门级服务器。

记者:SMART是否可以评论一下围绕TLS SSD进入市场的有关问题?

John Scaramuzzo:“显然,TLC最大的挑战在于达到和cMLC一样的耐用性水平,这需要原本的耐用性提升10倍。在这方面,SMART Storage Systems有很大的优势。除了这个,MLC需要管理4个信号水平,TLC需要管理8个信号水平,这给性能带来一定影响,并需要大量的测试来确保它的质量达到企业环境所需要的水平。”

记者:SMART Storage Systems的Optimus Ultra MLC固态驱动器可以实现每天25次全写入。看起来TLC SSD也可以实现5年的每天10次全写入。SMART是怎么想的?

John Scaramuzzo:“市场上的入门级服务器目前已经在使用大约3000-5000次PE周期的消费级MLC。这意味着每天驱动器写入次数(DWPD)为0.4到0.7次。TLC本身的耐用性很低,大概只有500次PE周期。通过SMART Storage Systems的Guardian Technology Platform,我们可以将TLC的耐用性提升7到10倍,基本上与cMLC的3000到5000次PE的水平差不多,也就是0.4到0.7的DWPD。”

“这将可以让SMART Storage Systems为入门级服务器SSD的TLC提供和如今的cMLC一样的耐用性水平。为了得到更高的耐用性水平,TLC将需要更多的过量配置。由于目前相 对于cMLC,TLC只有15%到25%的成本优势,我不认为将TLC的DWPD提高到1以上是实际的,因为这样做将会侵蚀TLC的成本优势。”

“因此,我们相信TLC将在入门级服务器市场上取代cMLC,而cMLC将扩展到数据中心的其他层,取代eMLC和SLC(单层单元)来降低企业的成本。”

显然,TLC目前正在迈入阵列和服务器的企业级存储应用的门槛。某家公司有企业级TLC SSD控制器,因为GreenBytes正在使用它。它是谁,这是一个迷。

我们认为TLC企业级产品将在未来12个月中越来越多地出现在市场上。它所需要的就是吸引来自软件堆栈的照顾,以及可以将TLC NAND PE周期提高到1万次以上的控制器。

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