ស្វែងយល់ពីភាពខុសគ្នារវាងថ្នាក់ផ្សេងៗនៃ SSD Chips នៃ NAND Flash SLC, MLC, TLC, QLC

ឈ្មោះពេញរបស់ NAND Flash គឺ Flash Memory ដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់ឧបករណ៍អង្គចងចាំដែលមិនងាយនឹងបង្កជាហេតុ (Non-volatile Memory Device)។វាត្រូវបានផ្អែកលើការរចនាត្រង់ស៊ីស្ទ័រច្រកទ្វារអណ្តែតទឹក ហើយការគិតថ្លៃត្រូវបានបិទតាមច្រកទ្វារអណ្តែត។ចាប់តាំងពីច្រកទ្វារអណ្តែតទឹកគឺដាច់ដោយអគ្គិសនី ដូច្នេះអេឡិចត្រុងដែលទៅដល់ច្រកទ្វារត្រូវបានជាប់សូម្បីតែបន្ទាប់ពីវ៉ុលត្រូវបានដកចេញក៏ដោយ។នេះគឺជាហេតុផលសម្រាប់ការមិនប្រែប្រួលនៃពន្លឺ។ទិន្នន័យត្រូវបានរក្សាទុកនៅក្នុងឧបករណ៍បែបនេះ ហើយនឹងមិនបាត់បង់ឡើយ ទោះបីជាថាមពលត្រូវបានបិទក៏ដោយ។
យោងតាមបច្ចេកវិទ្យាណាណូផ្សេងៗគ្នា NAND Flash បានជួបប្រទះការផ្លាស់ប្តូរពី SLC ទៅ MLC ហើយបន្ទាប់មកទៅ TLC ហើយកំពុងឆ្ពោះទៅរក QLC ។NAND Flash ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុង eMMC/eMCP, U disk, SSD, automobile, Internet of Things និងផ្នែកផ្សេងទៀតដោយសារតែសមត្ថភាពធំរបស់វា និងល្បឿនសរសេរលឿន។

SLC (ឈ្មោះពេញភាសាអង់គ្លេស (Single-Level Cell – SLC) គឺជាការផ្ទុកកម្រិតតែមួយ
លក្ខណៈពិសេសនៃបច្ចេកវិទ្យា SLC គឺថាខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីដរវាងច្រកទ្វារអណ្តែតទឹកនិងប្រភពគឺស្តើងជាង។នៅពេលសរសេរទិន្នន័យ បន្ទុកដែលបានរក្សាទុកអាចត្រូវបានលុបចោលដោយអនុវត្តវ៉ុលទៅបន្ទុកនៃច្រកទ្វារអណ្តែតទឹក ហើយបន្ទាប់មកឆ្លងកាត់ប្រភព។នោះគឺមានតែការផ្លាស់ប្តូរវ៉ុលពីរនៃ 0 និង 1 ប៉ុណ្ណោះដែលអាចផ្ទុកឯកតាព័ត៌មាន 1 ពោលគឺ 1 ប៊ីត/ក្រឡា ដែលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយល្បឿនលឿន អាយុកាលវែង និងដំណើរការខ្លាំង។គុណវិបត្តិគឺថាសមត្ថភាពទាបហើយការចំណាយខ្ពស់។

MLC (ឈ្មោះពេញភាសាអង់គ្លេស Multi-Level Cell – MLC) គឺជាកន្លែងផ្ទុកច្រើនស្រទាប់
ក្រុមហ៊ុន Intel (Intel) បានបង្កើត MLC ដោយជោគជ័យជាលើកដំបូងនៅក្នុងខែកញ្ញា ឆ្នាំ 1997 ។ មុខងាររបស់វាគឺរក្សាទុកព័ត៌មានពីរទៅក្នុង Floating Gate (ផ្នែកដែលការគិតថ្លៃត្រូវបានរក្សាទុកក្នុង flash memory cell) ហើយបន្ទាប់មកប្រើបន្ទុកនៃសក្តានុពលផ្សេងៗគ្នា (កម្រិត ), ការអាននិងការសរសេរត្រឹមត្រូវតាមរយៈការត្រួតពិនិត្យវ៉ុលដែលរក្សាទុកក្នុងអង្គចងចាំ។
នោះគឺ 2 ប៊ីត/ក្រឡា ឯកតាកោសិកានីមួយៗរក្សាទុកព័ត៌មាន 2 ប៊ីត ទាមទារការគ្រប់គ្រងវ៉ុលស្មុគស្មាញបន្ថែមទៀត មានការផ្លាស់ប្តូរបួន 00, 01, 10, 11 ល្បឿនជាទូទៅជាមធ្យម អាយុកាលជាមធ្យម តម្លៃជាមធ្យមគឺប្រហែល 3000-10000 ដងនៃការលុប និងសរសេរជីវិត។MLC ដំណើរការដោយប្រើចំនួនវ៉ុលច្រើន កោសិកានីមួយៗរក្សាទុកទិន្នន័យពីរប៊ីត ហើយដង់ស៊ីតេទិន្នន័យមានទំហំធំល្មម ហើយអាចរក្សាទុកបានច្រើនជាង 4 តម្លៃក្នុងពេលតែមួយ។ដូច្នេះ ស្ថាបត្យកម្ម MLC អាចមានដង់ស៊ីតេផ្ទុកប្រសើរជាងមុន។

TLC (ឈ្មោះពេញភាសាអង់គ្លេស Trinary-Level Cell) គឺជាកន្លែងផ្ទុកបីជាន់
TLC គឺ 3 ប៊ីតក្នុងមួយក្រឡា។ឯកតាក្រឡានីមួយៗរក្សាទុកព័ត៌មាន 3 ប៊ីត ដែលអាចផ្ទុកទិន្នន័យ 1/2 ច្រើនជាង MLC ។មាន 8 ប្រភេទនៃការផ្លាស់ប្តូរវ៉ុលពី 000 ទៅ 001 នោះគឺ 3 ប៊ីត / ក្រឡា។ក៏មានក្រុមហ៊ុនផលិត Flash ហៅថា 8LC ផងដែរ។ពេលវេលាចូលប្រើដែលត្រូវការយូរជាង ដូច្នេះល្បឿនផ្ទេរគឺយឺតជាង។
អត្ថប្រយោជន៍របស់ TLC គឺតម្លៃថោក តម្លៃផលិតក្នុងមួយមេកាបៃគឺទាបបំផុត ហើយតម្លៃក៏ថោកដែរ ប៉ុន្តែអាយុកាលខ្លីគឺត្រឹមតែប្រហែល 1000-3000 ប៉ុណ្ណោះដែលអាចលុប និងសរសេរឡើងវិញបាន ប៉ុន្តែភាគល្អិត TLC ដែលត្រូវបានសាកល្បងខ្លាំង SSD អាច ប្រើជាធម្មតាលើសពី 5 ឆ្នាំ។

QLC (ឈ្មោះពេញភាសាអង់គ្លេស Quadruple-Level Cell) អង្គភាពផ្ទុកបួនស្រទាប់
QLC ក៏អាចត្រូវបានគេហៅថា 4bit MLC ដែលជាអង្គផ្ទុកទិន្នន័យបួនស្រទាប់ ពោលគឺ 4bits/cell។មានការផ្លាស់ប្តូរវ៉ុលចំនួន 16 ប៉ុន្តែសមត្ថភាពអាចត្រូវបានកើនឡើង 33% នោះគឺការសរសេរនិងអាយុកាលនៃការលុបបំបាត់នឹងត្រូវបានកាត់បន្ថយបន្ថែមទៀតបើប្រៀបធៀបជាមួយ TLC ។នៅក្នុងការធ្វើតេស្តការអនុវត្តជាក់លាក់ ម៉ាញ៉េស្យូមបានធ្វើពិសោធន៍។បើនិយាយពីល្បឿនអាន ចំណុចប្រទាក់ SATA ទាំងពីរអាចឈានដល់ 540MB/S។QLC ដំណើរការកាន់តែអាក្រក់ក្នុងល្បឿនសរសេរ ដោយសារពេលវេលាសរសេរកម្មវិធី P/E របស់វាវែងជាង MLC និង TLC ល្បឿនយឺតជាង ហើយល្បឿនសរសេរជាបន្តគឺពី 520MB/s ទៅ 360MB/s ការសម្តែងចៃដន្យបានធ្លាក់ចុះពី 9500 IOPS ទៅ 5000 IOPS ការបាត់បង់ជិតពាក់កណ្តាល។

PS: ការរក្សាទុកទិន្នន័យកាន់តែច្រើននៅក្នុង Cell នីមួយៗ សមត្ថភាពក្នុងមួយឯកតាកាន់តែខ្ពស់ ប៉ុន្តែនៅពេលជាមួយគ្នានោះ វានាំទៅរកការកើនឡើងនៃតង់ស្យុងផ្សេងៗគ្នា ដែលពិបាកគ្រប់គ្រងជាងមុន ដូច្នេះស្ថេរភាពនៃបន្ទះឈីប NAND Flash កាន់តែអាក្រក់ ហើយអាយុកាលសេវាកម្មកាន់តែខ្លី ដែលនីមួយៗមានគុណសម្បត្តិ និងគុណវិបត្តិរៀងៗខ្លួន។

(NAND Flash អាននិងសរសេរជីវិតគឺសម្រាប់ជាឯកសារយោងតែប៉ុណ្ណោះ)
វាមិនមែនជាការលំបាកក្នុងការមើលឃើញថាការអនុវត្តនៃអង្គចងចាំពន្លឺ NAND បួនប្រភេទគឺខុសគ្នា។តម្លៃក្នុងមួយឯកតាសមត្ថភាពរបស់ SLC គឺខ្ពស់ជាងប្រភេទផ្សេងទៀតនៃ NAND flash memory particles ប៉ុន្តែពេលវេលារក្សាទុកទិន្នន័យរបស់វាវែងជាង ហើយល្បឿនអានលឿនជាង។QLC មាន​សមត្ថភាព​ធំ​ជាង​មុន និង​តម្លៃ​ទាប​ជាង ប៉ុន្តែ​ដោយ​សារ​តែ​ភាព​ទុក​ចិត្ត​បាន​ទាប និង​អាយុ​វែង​របស់​វា​ក៏​មាន​ការ​ខ្វះខាត និង​ការ​ខ្វះខាត​ផ្សេង​ទៀត​នៅ​តែ​ត្រូវ​ការ​អភិវឌ្ឍ​បន្ថែម​ទៀត។

តាមទស្សនៈនៃតម្លៃផលិតកម្ម ល្បឿនអាន និងសរសេរ និងអាយុកាលសេវាកម្ម ចំណាត់ថ្នាក់នៃប្រភេទទាំងបួនគឺ៖
SLC>MLC>TLC>QLC;
ដំណោះស្រាយសំខាន់ៗនាពេលបច្ចុប្បន្នគឺ MLC និង TLC ។SLC មានគោលបំណងជាចម្បងលើកម្មវិធីយោធា និងសហគ្រាស ជាមួយនឹងការសរសេរល្បឿនលឿន អត្រាកំហុសទាប និងភាពធន់បានយូរ។MLC គឺផ្តោតជាចម្បងលើកម្មវិធីកម្រិតអ្នកប្រើប្រាស់ សមត្ថភាពរបស់វាខ្ពស់ជាង 2 ដង SLC ដែលមានតម្លៃទាប សមរម្យសម្រាប់ USB flash drive ទូរស័ព្ទចល័ត កាមេរ៉ាឌីជីថល និងកាតអង្គចងចាំផ្សេងទៀត ហើយក៏ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុង SSD កម្រិតអ្នកប្រើប្រាស់នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះផងដែរ។ .

អង្គចងចាំពន្លឺ NAND អាចបែងចែកជាពីរប្រភេទ៖ រចនាសម្ព័ន្ធ 2D និងរចនាសម្ព័ន្ធ 3D យោងទៅតាមរចនាសម្ព័ន្ធលំហផ្សេងៗគ្នា។ត្រង់ស៊ីស្ទ័រច្រកទ្វារអណ្តែតត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាចម្បងសម្រាប់ 2D FLASH ខណៈដែល 3D flash ប្រើប្រាស់ជាចម្បងនូវត្រង់ស៊ីស្ទ័រ CT និងច្រកទ្វារអណ្តែត។គឺជា semiconductor, CT គឺជាអ៊ីសូឡង់, ទាំងពីរគឺខុសគ្នានៅក្នុងធម្មជាតិនិងគោលការណ៍។ភាពខុសគ្នាគឺ៖

រចនាសម្ព័ន្ធ 2D NAND Flash
រចនាសម្ព័ន្ធ 2D នៃកោសិកាអង្គចងចាំត្រូវបានរៀបចំតែនៅក្នុងយន្តហោះ XY នៃបន្ទះឈីប ដូច្នេះមធ្យោបាយតែមួយគត់ដើម្បីសម្រេចបាននូវដង់ស៊ីតេខ្ពស់ជាងនៅក្នុង wafer ដូចគ្នាដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា 2D flash គឺបង្រួមថ្នាំងដំណើរការ។
គុណវិបត្តិគឺថាកំហុសនៅក្នុង NAND flash គឺញឹកញាប់ជាងសម្រាប់ថ្នាំងតូចជាង។លើសពីនេះទៀត មានដែនកំណត់ចំពោះថ្នាំងដំណើរការតូចបំផុតដែលអាចប្រើបាន ហើយដង់ស៊ីតេផ្ទុកមិនខ្ពស់ទេ។

រចនាសម្ព័ន្ធ 3D NAND Flash
ដើម្បីបង្កើនដង់ស៊ីតេផ្ទុក ក្រុមហ៊ុនផលិតបានបង្កើតបច្ចេកវិទ្យា 3D NAND ឬ V-NAND (បញ្ឈរ NAND) ដែលជង់កោសិកាអង្គចងចាំនៅក្នុងយន្តហោះ Z នៅលើ wafer ដូចគ្នា។

នៅក្នុង 3D NAND flash កោសិកាអង្គចងចាំត្រូវបានភ្ជាប់ជាខ្សែបញ្ឈរជាជាងខ្សែផ្ដេកក្នុង 2D NAND ហើយការស្ថាបនាតាមរបៀបនេះជួយឱ្យសម្រេចបាននូវដង់ស៊ីតេប៊ីតខ្ពស់សម្រាប់តំបន់បន្ទះឈីបដូចគ្នា។ផលិតផល 3D Flash ដំបូងមាន 24 ស្រទាប់។