2024年4月7日发(作者：冉听莲)
什么是TLC闪存
今后SSD市场的发展趋势也将会出现TLC闪存渐渐侵占MLC闪存份额的情形，特别是在那些可以
MLC/TLC相互切换的3D NAND普及之后，SSD容量会持续上升，价格则会不断下降。无论大家现在接受
与否，TLC闪存早晚会完全占领低端市场，而MLC依然会凭借性能上的优势不可动摇地屹立在高端市场。
时至年关，现在又到了闪存类型交替的时候，今年大量的TLC SSD涌向消费级市场，三星这个已经玩了
几年TLC的就先不说了，SanDisk拿出了Ultra II，东芝旗下的OCZ放出了Trion 100，东芝自己也有Q300，
镁光在11月也推出了BX200参战，海力士虽然没做自己的TLC SSD，但是卖了不少TLC闪存给下游厂家，
至于Intel，它会等到明年3D闪存大批量产时才推出弄自己的TLC SSD。
今后SSD市场的发展趋势也将会出现TLC闪存渐渐侵占MLC闪存份额的情形，特别是在那些可以
MLC/TLC相互切换的3D NAND普及之后，SSD容量会持续上升，价格则会不断下降。无论大家现在接受
与否，TLC闪存早晚会完全占领低端市场，而MLC依然会凭借性能上的优势不可动摇地屹立在高端市场。
说了这么多可能有的读者还不清楚TLC到底是什么，今天我们就来简单的介绍一下。
一块SSD由主控、DRAM缓存和NAND闪存三种芯片所组成，主控是SSD的大脑，SSD所做的读写
动作全部都是它所控制；DRAM缓存则是高速缓冲区，具体作用要看主控的算法而定，有些是用来放LBA
表的，有些则是拿来做数据缓存的，更有些方案是没有外置DRAM缓存，只在主控内置了小量缓存，这样
做的目的有些是为了数据的安全性（如SandForce），有些则是为了降低成本（大多数入门级主控）；NAND
闪存则是数据存储的地方，你的数据全部都存放在里面。
SLC、MLC、TLC到底是什么
NAND闪存的类型有SLC、MLC和TLC这三种，SLC不论性能还是可靠性都是目前最好的，但其成本
也是最高的；MLC闪存的性能、可靠性次之。不过，MLC闪存在性能、可靠性与成本之间匹配得更为均衡，
是目前消费级市场中的绝对主力；TLC则是在2012年之后三星才把它带入SSD市场的，之前主要是用在U
盘以及存储卡上面，在三星先行了两年之后，今年其他厂商终于跟上了，大量的TLC SSD开始推向市场。
SLC是Single-Level Cell的缩写，即1 bit per cell，其每个存储单元只存在0和1两个充电值，它的
结构简单但是执行效率高。SLC闪存的优点是传输速度更快、功率消耗更低以及存储单元的寿命更长。然而，
由于每个存储单元包含的信息较少，其每百万字节需花费较高的成本来生产，由于成本过高SLC的身影基本
上只会出现在高端的企业级SSD上，有些流入到消费级平台上的颗粒大多都是非原封的。
MLC是Multi-Level Cell的缩写，即2 bit per cell，它有00、01、10、11四个充电值，因此需要比
SLC更多的访问时间，不过每个单元可以存放比SLC多一倍的数据。MLC闪存可降低生产成本，但与SLC
闪存相比其传输速度相对较慢，从目前市面上的主流产品来看，大多数消费级SSD都使用的是MLC闪存。
TLC是 Trinary-Level Cell的缩写，即3 bit per cell，其每个单元可以存放比MLC多1/2的数据，共
有八个充电值。很显然，TLC闪存所需的访问时间会更长，因此传输速度也相对更慢。TLC闪存的最大优势
是价格便宜，它每百万字节的生产成本是最低的，但是TLC闪存的寿命短，所以它通常用在U盘或者存储
卡这类移动存储设备上。
TLC闪存的优劣势
正如前文所述，TLC闪存的优势是容量更大，且成本更低。举例来说，同样的晶体管电路做成64Gb的
SLC闪存，那么变成MLC、TLC闪存则可以得到 128Gb、192Gb的容量，这对厂商来说无疑大大降低了成
本。
从结果上来看，各种闪存的物理结构是相同的，但在控制方面却是一个比一个复杂，SLC每个Cell能储
存1个数据，有两种电位变化；MLC每个Cell能储存2个数据，有四种电位变化；而TLC每个Cell可以储
存3个数据，有8种电位变化。不难发现，MLC和TLC每个Cell单元中有更多的信号，这是通过控制不同
的电压来实现的，施加不同的电压就会有更多的电位变化，NAND闪存单元就可以容纳不同的信号组合。
但是，TLC闪存也不是只有光鲜的一面，它带来的考验也更大。容纳的电位多了可以提升容量，但也使
得整个电路的处理过程更为复杂，这需要更精确的电压控制，Program过程所需的时间会更多。因此TLC
闪存的写入性能也会相应的大幅下降，所以现在的TLC SSD都启用了SLC Cache模式提升写入速度，否则
那个写入速度是很难让人接受的；另外，在读取方面，特别是随机读取性能也会受到一定影响，那么就需要
花更多的时间从八种电信号状态中区分所需的数据。
而TLC闪存最关键的问题是闪存颗粒的寿命直线下降，MLC的P/E次数至少还有3000-5000次，而
TLC公认的P/E指标是1000次，好点的可能做到1500次，依然会比MLC差很多。
3D NAND闪存――TLC未来的出路
说了这么多传统的2D TLC闪存，它们的问题确实非常的多，其中，有些问题是可以解决的，比如写入
性能差就可以通过SLC Cache的运用加以改善，只要设置一个大容量的缓冲区，用户很多时候就不会再感觉
到写入速度缓慢，而且SLC Cache用得好还有延长闪存寿命的功效。
但是有些东西是解决不了的，传统的2D闪存在达到一定密度之后每个单元存储的电荷量会下降，另外
相邻的存储单元也会产生电荷干扰，尤其是20nm工艺之后，Cell单元之间的干扰现象更加严重，如果数据
长时间不刷新的话就会出现像之前三星840 EVO那样的读取旧文件会掉速的现象。当然，三星后来推出了
新固件，并改善了算法才解决了这一问题，我们猜测新的固件会定时覆写旧的数据，这样虽改善了读取旧文
件掉速的问题，但很可能会对闪存的寿命带来一定影响。
而最新的3D NAND则不再追求缩小Cell单元，而是通过3D堆叠技术封装更多Cell单元，这样同样
可以达到容量增多的目的。
由于已经向垂直方向扩展NAND密度，那就没有继续缩小晶体管的压力了，所以三星、Intel和美光可
以使用相对更旧的工艺来生产3D NAND闪存，使用旧工艺的好处就是P/E擦写次数大幅提升，而且电荷干
扰的情况也因为使用旧工艺而大幅减少。
另一方面，未来的3D NAND很可能都会做成可以在MLC与TLC之间相互切换的工作模式，事实上，
现在三星已经就这样做了，850 PRO与850 EVO上的闪存本质上都是一样的，只不过前者是以MLC模式
运行，而后者则以TLC模式运行。如果不出意外，未来Intel与镁光的3D NAND估计也会是相似路数。
2D的TLC闪存由于各种现实问题是不会成为主流的，基本上只会有低价入门级的SSD会使用，现在的
TLC SSD很多都是试验性产品，但是等到3D TLC大批量产后，它将会成为未来的主力。现在三星又一次成
了探路先锋，850 EVO就是第一款采用3D TLC的SSD，就我们测试的情况来看，目前还没有什么大的问题
出现，若稳定性没问题的话，它将成为未来TLC SSD的标杆。
我们对TLC SSD的购买建议
对于TLC SSD，消费者最担心的应该就是它的使用寿命，其实只要用的是原片TLC的话，它的P/E还
是有一定保证的，东芝的Q300和OCZ TRION 100用的还是更长寿稳定的企业级eTLC，三星的3D NAND
寿命也比普通TLC长得多，所以并不需要太过在意SSD的寿命。
至于性能方面，相信大家买TLC SSD都不是为了追求高性能，论性能TLC SSD大多数比不过用MLC
的SSD，然而你拿它去和HDD来比的话就不一样了，TLC SSD的性能再糟糕都肯定比HDD要强得多，用
TLC SSD替换缓慢的HDD做系统盘是绝对没问题的。
单纯考虑性价比的话，现在市面上的各种TLC SSD还是挺不错的，论价格的话TLC SSD确实可以做得
很低，然而，如果你发现有的TLC SSD的价格和相同容量的MLC SSD接近，那么它就没有任何的优势可言
了，买它还不如直接去买MLC SSD得了。□
2024年4月7日发(作者：冉听莲)
什么是TLC闪存
今后SSD市场的发展趋势也将会出现TLC闪存渐渐侵占MLC闪存份额的情形，特别是在那些可以
MLC/TLC相互切换的3D NAND普及之后，SSD容量会持续上升，价格则会不断下降。无论大家现在接受
与否，TLC闪存早晚会完全占领低端市场，而MLC依然会凭借性能上的优势不可动摇地屹立在高端市场。
时至年关，现在又到了闪存类型交替的时候，今年大量的TLC SSD涌向消费级市场，三星这个已经玩了
几年TLC的就先不说了，SanDisk拿出了Ultra II，东芝旗下的OCZ放出了Trion 100，东芝自己也有Q300，
镁光在11月也推出了BX200参战，海力士虽然没做自己的TLC SSD，但是卖了不少TLC闪存给下游厂家，
至于Intel，它会等到明年3D闪存大批量产时才推出弄自己的TLC SSD。
今后SSD市场的发展趋势也将会出现TLC闪存渐渐侵占MLC闪存份额的情形，特别是在那些可以
MLC/TLC相互切换的3D NAND普及之后，SSD容量会持续上升，价格则会不断下降。无论大家现在接受
与否，TLC闪存早晚会完全占领低端市场，而MLC依然会凭借性能上的优势不可动摇地屹立在高端市场。
说了这么多可能有的读者还不清楚TLC到底是什么，今天我们就来简单的介绍一下。
一块SSD由主控、DRAM缓存和NAND闪存三种芯片所组成，主控是SSD的大脑，SSD所做的读写
动作全部都是它所控制；DRAM缓存则是高速缓冲区，具体作用要看主控的算法而定，有些是用来放LBA
表的，有些则是拿来做数据缓存的，更有些方案是没有外置DRAM缓存，只在主控内置了小量缓存，这样
做的目的有些是为了数据的安全性（如SandForce），有些则是为了降低成本（大多数入门级主控）；NAND
闪存则是数据存储的地方，你的数据全部都存放在里面。
SLC、MLC、TLC到底是什么
NAND闪存的类型有SLC、MLC和TLC这三种，SLC不论性能还是可靠性都是目前最好的，但其成本
也是最高的；MLC闪存的性能、可靠性次之。不过，MLC闪存在性能、可靠性与成本之间匹配得更为均衡，
是目前消费级市场中的绝对主力；TLC则是在2012年之后三星才把它带入SSD市场的，之前主要是用在U
盘以及存储卡上面，在三星先行了两年之后，今年其他厂商终于跟上了，大量的TLC SSD开始推向市场。
SLC是Single-Level Cell的缩写，即1 bit per cell，其每个存储单元只存在0和1两个充电值，它的
结构简单但是执行效率高。SLC闪存的优点是传输速度更快、功率消耗更低以及存储单元的寿命更长。然而，
由于每个存储单元包含的信息较少，其每百万字节需花费较高的成本来生产，由于成本过高SLC的身影基本
上只会出现在高端的企业级SSD上，有些流入到消费级平台上的颗粒大多都是非原封的。
MLC是Multi-Level Cell的缩写，即2 bit per cell，它有00、01、10、11四个充电值，因此需要比
SLC更多的访问时间，不过每个单元可以存放比SLC多一倍的数据。MLC闪存可降低生产成本，但与SLC
闪存相比其传输速度相对较慢，从目前市面上的主流产品来看，大多数消费级SSD都使用的是MLC闪存。
TLC是 Trinary-Level Cell的缩写，即3 bit per cell，其每个单元可以存放比MLC多1/2的数据，共
有八个充电值。很显然，TLC闪存所需的访问时间会更长，因此传输速度也相对更慢。TLC闪存的最大优势
是价格便宜，它每百万字节的生产成本是最低的，但是TLC闪存的寿命短，所以它通常用在U盘或者存储
卡这类移动存储设备上。
TLC闪存的优劣势
正如前文所述，TLC闪存的优势是容量更大，且成本更低。举例来说，同样的晶体管电路做成64Gb的
SLC闪存，那么变成MLC、TLC闪存则可以得到 128Gb、192Gb的容量，这对厂商来说无疑大大降低了成
本。
从结果上来看，各种闪存的物理结构是相同的，但在控制方面却是一个比一个复杂，SLC每个Cell能储
存1个数据，有两种电位变化；MLC每个Cell能储存2个数据，有四种电位变化；而TLC每个Cell可以储
存3个数据，有8种电位变化。不难发现，MLC和TLC每个Cell单元中有更多的信号，这是通过控制不同
的电压来实现的，施加不同的电压就会有更多的电位变化，NAND闪存单元就可以容纳不同的信号组合。
但是，TLC闪存也不是只有光鲜的一面，它带来的考验也更大。容纳的电位多了可以提升容量，但也使
得整个电路的处理过程更为复杂，这需要更精确的电压控制，Program过程所需的时间会更多。因此TLC
闪存的写入性能也会相应的大幅下降，所以现在的TLC SSD都启用了SLC Cache模式提升写入速度，否则
那个写入速度是很难让人接受的；另外，在读取方面，特别是随机读取性能也会受到一定影响，那么就需要
花更多的时间从八种电信号状态中区分所需的数据。
而TLC闪存最关键的问题是闪存颗粒的寿命直线下降，MLC的P/E次数至少还有3000-5000次，而
TLC公认的P/E指标是1000次，好点的可能做到1500次，依然会比MLC差很多。
3D NAND闪存――TLC未来的出路
说了这么多传统的2D TLC闪存，它们的问题确实非常的多，其中，有些问题是可以解决的，比如写入
性能差就可以通过SLC Cache的运用加以改善，只要设置一个大容量的缓冲区，用户很多时候就不会再感觉
到写入速度缓慢，而且SLC Cache用得好还有延长闪存寿命的功效。
但是有些东西是解决不了的，传统的2D闪存在达到一定密度之后每个单元存储的电荷量会下降，另外
相邻的存储单元也会产生电荷干扰，尤其是20nm工艺之后，Cell单元之间的干扰现象更加严重，如果数据
长时间不刷新的话就会出现像之前三星840 EVO那样的读取旧文件会掉速的现象。当然，三星后来推出了
新固件，并改善了算法才解决了这一问题，我们猜测新的固件会定时覆写旧的数据，这样虽改善了读取旧文
件掉速的问题，但很可能会对闪存的寿命带来一定影响。
而最新的3D NAND则不再追求缩小Cell单元，而是通过3D堆叠技术封装更多Cell单元，这样同样
可以达到容量增多的目的。
由于已经向垂直方向扩展NAND密度，那就没有继续缩小晶体管的压力了，所以三星、Intel和美光可
以使用相对更旧的工艺来生产3D NAND闪存，使用旧工艺的好处就是P/E擦写次数大幅提升，而且电荷干
扰的情况也因为使用旧工艺而大幅减少。
另一方面，未来的3D NAND很可能都会做成可以在MLC与TLC之间相互切换的工作模式，事实上，
现在三星已经就这样做了，850 PRO与850 EVO上的闪存本质上都是一样的，只不过前者是以MLC模式
运行，而后者则以TLC模式运行。如果不出意外，未来Intel与镁光的3D NAND估计也会是相似路数。
2D的TLC闪存由于各种现实问题是不会成为主流的，基本上只会有低价入门级的SSD会使用，现在的
TLC SSD很多都是试验性产品，但是等到3D TLC大批量产后，它将会成为未来的主力。现在三星又一次成
了探路先锋，850 EVO就是第一款采用3D TLC的SSD，就我们测试的情况来看，目前还没有什么大的问题
出现，若稳定性没问题的话，它将成为未来TLC SSD的标杆。
我们对TLC SSD的购买建议
对于TLC SSD，消费者最担心的应该就是它的使用寿命，其实只要用的是原片TLC的话，它的P/E还
是有一定保证的，东芝的Q300和OCZ TRION 100用的还是更长寿稳定的企业级eTLC，三星的3D NAND
寿命也比普通TLC长得多，所以并不需要太过在意SSD的寿命。
至于性能方面，相信大家买TLC SSD都不是为了追求高性能，论性能TLC SSD大多数比不过用MLC
的SSD，然而你拿它去和HDD来比的话就不一样了，TLC SSD的性能再糟糕都肯定比HDD要强得多，用
TLC SSD替换缓慢的HDD做系统盘是绝对没问题的。
单纯考虑性价比的话，现在市面上的各种TLC SSD还是挺不错的，论价格的话TLC SSD确实可以做得
很低，然而，如果你发现有的TLC SSD的价格和相同容量的MLC SSD接近，那么它就没有任何的优势可言
了，买它还不如直接去买MLC SSD得了。□