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    【SSD 知多啲】TLC、QLC 短命啲?

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    Yeung Chun Fat
    曾經在香港各間主要電腦雜誌工作,隨後轉行到電腦公司任職產品經理,最近重回媒體工作。個人出版的作品包括替香港工業總會轄下香港電子業總會(HKEIC)撰寫《香港電子業穩步向前- 回顧與前瞻》紀念書刊。

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    市售的 SSD,按 NAND Flash 種類分為 SLC、MLC、TLC 及 QLC。至於外觀規格方面則分成 2.5″ 及 M.2 兩種。2.5″ 型號介面只有 SATA 6Gbps 一種,對於 NAND Flash 來說不是最理想的尺寸及介面。至於 M.2 的推出時間較晚,在 Intel Z97 晶片組時才開始在主機板出現,可提供 PCI-E 及 SATA 介面,有效利用 NAND Flash 的小尺寸及高性能優勢。

    採用 TLC 顆粒的 SSD 大行其道,有店鋪以「重出江湖」形容 MLC SSD 的罕見。
    採用 TLC 顆粒的 SSD 大行其道,有店鋪以「重出江湖」形容 MLC SSD 的罕見。

    SSD 新技術再推低成本

    雖然 SSD 的售價屢創新低,但筆者認為隨著新技術的發展,SSD 的每 GB 售價只會更低。已知新一代 96 層 QLC NAND 將有 2 至 4GB 的 M.2 版本,容量是現今的兩倍。另外是開放通道(Open-Channel)SSD 醞釀登場,有助簡化 SSD 控制器的架構並提升效能,還有是 PCI-E 4.0 架構的登場,預計 2019 年將有更多高性能及價廉物美的 SSD 產品。

    未來的 Open-Channel SSD 架構。
    未來的 Open-Channel SSD 架構。

    TLC、QLC 短命啲?

    雖然 TLC 已推出一段時間,經過多次減價後售價已相當吸引。目前入門的 256GB TLC SSD 在 300 多元左右,1TB 為 800 多元左右,與傳統 HDD 的價格差距大幅收窄。受助於 SLC Caching 等技術,TLC 在效能上不下於 SLC,使 TLC 和 SLC 及 MLC 的分別只在於使用壽命方面。
    根據 Micron 數字,TLC 的寫入壽命只有 3,000次,不及 MLC 的 10,000 次及 SLC 的 100,000 次,而新一代的 QLC 更只有 1,000 次。但 NAND Flash 的壽命屬於紙上規格,實際使用的時候 SSD 有很多技術是可延長使用壽命,其中一項是平均抹寫(Wear Leveling)技術。該技術的原理,是把新資料優先寫入抹除次數較低的區塊,讓寫入行為更加平均,減少過度寫入,從而延長 SSD 的使用壽命。

    Micron 以圖片簡要地說明了 SLC 到 QLC 的分別。
    Micron 以圖片簡要地說明了 SLC 到 QLC 的分別。

    使用了平均抹寫技術前後比較圖。可以看出,沒有相關技術前,縮短使用壽命,使用後能讓寫入更加平均,減少過度寫入。
    使用了平均抹寫技術前後比較圖。可以看出,沒有相關技術前,縮短使用壽命,使用後能讓寫入更加平均,減少過度寫入。

    在各項技術配合下,加上 TLC SSD 容量一般較 MLC SSD 大,覆寫需要自然較少,所以 TLC 的使用壽命問題並未如一般人想像中差,有外國媒體曾嘗試 N 次重寫整個 SSD 想證明 TLC 較短命,結果均未能發現他們預期的問題而宣告投降。

    認識 TBW 標準

    新一代的 SSD 普遍會提供 TBW(Terabytes Written)數值指標。這指標由 JEDEC 制定,主要針對 SSD 耐用性能之測試。以 Seagate Barrcuda SSD 為例,從 250GB、500GB、1TB 到 2TB,數值分別為 120TB、249TB、485TB 及 1,067TB。以 SSD 使用 5 年來計算,250GB 相當於 120TB×1,000/(5 年×365 天×250GB)=0.26%、2TB 相當於1,067TB×1,000/(5 年×365 天×2TB)=0.29%,即每天可平均寫入0.26% 及 0.29% 的 SSD 容量。

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