NAND फ़्लैश SLC, MLC, TLC, QLC के SSD चिप्स के विभिन्न ग्रेड के बीच अंतर को समझें

NAND फ़्लैश का पूरा नाम फ़्लैश मेमोरी है, जो एक गैर-वाष्पशील मेमोरी डिवाइस (गैर-वाष्पशील मेमोरी डिवाइस) से संबंधित है।यह एक फ्लोटिंग गेट ट्रांजिस्टर डिज़ाइन पर आधारित है, और चार्ज फ्लोटिंग गेट के माध्यम से लगाए जाते हैं।चूंकि फ्लोटिंग गेट विद्युत रूप से पृथक है, इसलिए गेट तक पहुंचने वाले इलेक्ट्रॉन वोल्टेज हटाए जाने के बाद भी फंसे रहते हैं।फ़्लैश गैर-अस्थिरता का यही कारण है।ऐसे उपकरणों में डेटा संग्रहीत होता है और बिजली बंद होने पर भी नष्ट नहीं होगा।
विभिन्न नैनोटेक्नोलॉजी के अनुसार, NAND फ़्लैश ने SLC से MLC और फिर TLC में संक्रमण का अनुभव किया है, और QLC की ओर बढ़ रहा है।NAND फ़्लैश का उपयोग इसकी बड़ी क्षमता और तेज लेखन गति के कारण eMMC/eMCP, U डिस्क, SSD, ऑटोमोबाइल, इंटरनेट ऑफ थिंग्स और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है।

एसएलसी (अंग्रेज़ी में पूरा नाम (सिंगल-लेवल सेल-एसएलसी) एक सिंगल-लेवल स्टोरेज है
एसएलसी प्रौद्योगिकी की विशेषता यह है कि फ्लोटिंग गेट और स्रोत के बीच ऑक्साइड फिल्म पतली होती है।डेटा लिखते समय, संग्रहीत चार्ज को फ्लोटिंग गेट के चार्ज पर वोल्टेज लागू करके और फिर स्रोत से गुजारकर समाप्त किया जा सकता है।, यानी, 0 और 1 के केवल दो वोल्टेज परिवर्तन 1 सूचना इकाई, यानी 1 बिट/सेल को संग्रहीत कर सकते हैं, जो तेज गति, लंबे जीवन और मजबूत प्रदर्शन की विशेषता है।नुकसान यह है कि क्षमता कम है और लागत अधिक है।

एमएलसी (अंग्रेजी पूरा नाम मल्टी-लेवल सेल - एमएलसी) एक मल्टी-लेयर स्टोरेज है
इंटेल (इंटेल) ने पहली बार एमएलसी को सितंबर 1997 में सफलतापूर्वक विकसित किया था। इसका कार्य सूचना की दो इकाइयों को एक फ्लोटिंग गेट (वह हिस्सा जहां फ्लैश मेमोरी सेल में चार्ज संग्रहीत होता है) में संग्रहीत करना है, और फिर विभिन्न क्षमता (स्तर) के चार्ज का उपयोग करना है ), मेमोरी में संग्रहीत वोल्टेज नियंत्रण के माध्यम से सटीक पढ़ना और लिखना।
यानी, 2 बिट/सेल, प्रत्येक सेल इकाई 2 बिट जानकारी संग्रहीत करती है, अधिक जटिल वोल्टेज नियंत्रण की आवश्यकता होती है, 00, 01, 10, 11 के चार परिवर्तन होते हैं, गति आम तौर पर औसत होती है, जीवन औसत होता है, कीमत औसत होती है, लगभग 3000-10000 बार मिटाने और लिखने का जीवन। एमएलसी बड़ी संख्या में वोल्टेज ग्रेड का उपयोग करके काम करता है, प्रत्येक सेल दो बिट डेटा संग्रहीत करता है, और डेटा घनत्व अपेक्षाकृत बड़ा है, और एक समय में 4 से अधिक मान संग्रहीत कर सकता है।इसलिए, एमएलसी आर्किटेक्चर में बेहतर भंडारण घनत्व हो सकता है।

टीएलसी (अंग्रेजी पूरा नाम ट्रिनरी-लेवल सेल) एक त्रिस्तरीय भंडारण है
टीएलसी 3 बिट प्रति सेल है।प्रत्येक सेल इकाई 3 बिट जानकारी संग्रहीत करती है, जो एमएलसी की तुलना में 1/2 अधिक डेटा संग्रहीत कर सकती है।000 से 001 तक 8 प्रकार के वोल्टेज परिवर्तन होते हैं, यानी 3 बिट/सेल।8LC नामक फ़्लैश निर्माता भी हैं।आवश्यक पहुंच समय लंबा है, इसलिए स्थानांतरण गति धीमी है।
टीएलसी का लाभ यह है कि कीमत सस्ती है, प्रति मेगाबाइट उत्पादन लागत सबसे कम है, और कीमत सस्ती है, लेकिन जीवन छोटा है, केवल 1000-3000 के बारे में जीवन को मिटाना और फिर से लिखना है, लेकिन भारी परीक्षण किए गए टीएलसी कण एसएसडी कर सकते हैं सामान्यतः 5 वर्ष से अधिक समय तक उपयोग किया जा सकता है।

QLC (अंग्रेज़ी में पूरा नाम Quadruple-Level Cell) चार-परत भंडारण इकाई
QLC को 4 बिट MLC भी कहा जा सकता है, एक चार-परत भंडारण इकाई, यानी 4 बिट/सेल।वोल्टेज में 16 परिवर्तन होते हैं, लेकिन क्षमता को 33% तक बढ़ाया जा सकता है, यानी टीएलसी की तुलना में लेखन प्रदर्शन और मिटाने का जीवन और कम हो जाएगा।विशिष्ट प्रदर्शन परीक्षण में मैग्नीशियम ने प्रयोग किये हैं।पढ़ने की गति के संदर्भ में, दोनों SATA इंटरफ़ेस 540MB/S तक पहुंच सकते हैं।QLC लिखने की गति में खराब प्रदर्शन करता है, क्योंकि इसका P/E प्रोग्रामिंग समय MLC और TLC से अधिक लंबा है, गति धीमी है, और निरंतर लिखने की गति 520MB/s से 360MB/s तक है, यादृच्छिक प्रदर्शन 9500 IOPS से गिरकर 5000 हो गया है। IOPS, लगभग आधे का नुकसान।

पुनश्च: प्रत्येक सेल इकाई में जितना अधिक डेटा संग्रहीत होता है, प्रति इकाई क्षेत्र की क्षमता उतनी ही अधिक होती है, लेकिन साथ ही, इससे विभिन्न वोल्टेज स्थितियों में वृद्धि होती है, जिसे नियंत्रित करना अधिक कठिन होता है, इसलिए NAND फ़्लैश चिप की स्थिरता बदतर हो जाता है, और सेवा जीवन छोटा हो जाता है, प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान होते हैं।

(नंद फ्लैश पढ़ना और लिखना जीवन केवल संदर्भ के लिए है)
यह देखना मुश्किल नहीं है कि चारों प्रकार की NAND फ्लैश मेमोरी का प्रदर्शन अलग-अलग है।एसएलसी की प्रति यूनिट क्षमता की लागत अन्य प्रकार के एनएएनडी फ्लैश मेमोरी कणों की तुलना में अधिक है, लेकिन इसका डेटा अवधारण समय लंबा है और पढ़ने की गति तेज है;QLC में बड़ी क्षमता और कम लागत है, लेकिन इसकी कम विश्वसनीयता और दीर्घायु के कारण कमियों और अन्य कमियों को अभी भी और विकसित करने की आवश्यकता है।

उत्पादन लागत, पढ़ने और लिखने की गति और सेवा जीवन के दृष्टिकोण से, चार श्रेणियों की रैंकिंग इस प्रकार है:
एसएलसी>एमएलसी>टीएलसी>क्यूएलसी;
वर्तमान मुख्यधारा समाधान एमएलसी और टीएलसी हैं।एसएलसी मुख्य रूप से उच्च गति लेखन, कम त्रुटि दर और लंबे स्थायित्व के साथ सैन्य और उद्यम अनुप्रयोगों के लिए लक्षित है।एमएलसी मुख्य रूप से उपभोक्ता-ग्रेड अनुप्रयोगों के लिए लक्षित है, इसकी क्षमता एसएलसी से 2 गुना अधिक है, कम लागत वाली है, यूएसबी फ्लैश ड्राइव, मोबाइल फोन, डिजिटल कैमरे और अन्य मेमोरी कार्ड के लिए उपयुक्त है, और आज उपभोक्ता-ग्रेड एसएसडी में भी इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। .

NAND फ़्लैश मेमोरी को विभिन्न स्थानिक संरचनाओं के अनुसार दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: 2D संरचना और 3D संरचना।फ्लोटिंग गेट ट्रांजिस्टर मुख्य रूप से 2डी फ्लैश के लिए उपयोग किया जाता है, जबकि 3डी फ्लैश मुख्य रूप से सीटी ट्रांजिस्टर और फ्लोटिंग गेट का उपयोग करता है।एक अर्धचालक है, सीटी एक इन्सुलेटर है, दोनों प्रकृति और सिद्धांत में भिन्न हैं।अंतर यह है:

2डी संरचना नंद फ्लैश
मेमोरी कोशिकाओं की 2डी संरचना केवल चिप के XY तल में व्यवस्थित होती है, इसलिए 2डी फ्लैश तकनीक का उपयोग करके उसी वेफर में उच्च घनत्व प्राप्त करने का एकमात्र तरीका प्रक्रिया नोड को सिकोड़ना है।
नकारात्मक पक्ष यह है कि NAND फ़्लैश में त्रुटियाँ छोटे नोड्स के लिए अधिक बार होती हैं;इसके अलावा, उपयोग किए जा सकने वाले सबसे छोटे प्रोसेस नोड की एक सीमा होती है, और भंडारण घनत्व अधिक नहीं होता है।

3डी संरचना नंद फ्लैश
भंडारण घनत्व बढ़ाने के लिए, निर्माताओं ने 3D NAND या V-NAND (वर्टिकल NAND) तकनीक विकसित की है, जो मेमोरी सेल्स को Z-प्लेन में एक ही वेफर पर स्टैक करती है।

3D NAND फ्लैश में, मेमोरी सेल 2D NAND में क्षैतिज स्ट्रिंग के बजाय ऊर्ध्वाधर स्ट्रिंग के रूप में जुड़े होते हैं, और इस तरह से निर्माण करने से समान चिप क्षेत्र के लिए उच्च बिट घनत्व प्राप्त करने में मदद मिलती है।पहले 3D फ़्लैश उत्पादों में 24 परतें थीं।