NAND Flash SLC, MLC, TLC, QLC এর SSD চিপসের বিভিন্ন গ্রেডের মধ্যে পার্থক্য বুঝুন

NAND ফ্ল্যাশের পুরো নাম হল ফ্ল্যাশ মেমরি, যা একটি অ-উদ্বায়ী মেমরি ডিভাইসের (নন-ভোলাটাইল মেমরি ডিভাইস) অন্তর্গত।এটি একটি ফ্লোটিং গেট ট্রানজিস্টর ডিজাইনের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে এবং ফ্লোটিং গেটের মাধ্যমে চার্জ করা হয়।যেহেতু ভাসমান গেটটি বৈদ্যুতিকভাবে বিচ্ছিন্ন, তাই ভোল্টেজ সরানোর পরেও গেটে পৌঁছানো ইলেকট্রন আটকা পড়ে।এটি ফ্ল্যাশ অ-অস্থিরতার যুক্তি।এই ধরনের ডিভাইসে ডেটা সংরক্ষণ করা হয় এবং পাওয়ার বন্ধ থাকলেও হারিয়ে যাবে না।
বিভিন্ন ন্যানো টেকনোলজি অনুসারে, NAND Flash SLC থেকে MLC, এবং তারপর TLC-তে রূপান্তর অনুভব করেছে এবং QLC-এর দিকে অগ্রসর হচ্ছে।বড় ক্ষমতা এবং দ্রুত লেখার গতির কারণে NAND ফ্ল্যাশ eMMC/eMCP, U disk, SSD, অটোমোবাইল, ইন্টারনেট অফ থিংস এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

এসএলসি (ইংরেজি পূর্ণ নাম (সিঙ্গেল-লেভেল সেল - এসএলসি) হল একটি একক-স্তরের স্টোরেজ
এসএলসি প্রযুক্তির বৈশিষ্ট্য হল ভাসমান গেট এবং উত্সের মধ্যে অক্সাইড ফিল্মটি পাতলা।ডেটা লেখার সময়, ভাসমান গেটের চার্জে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করে এবং তারপর উত্সের মধ্য দিয়ে যাওয়ার মাধ্যমে সঞ্চিত চার্জটি নির্মূল করা যেতে পারে।, অর্থাৎ, 0 এবং 1 এর শুধুমাত্র দুটি ভোল্টেজ পরিবর্তন 1টি তথ্য ইউনিট সংরক্ষণ করতে পারে, অর্থাৎ 1 বিট/সেল, যা দ্রুত গতি, দীর্ঘ জীবন এবং শক্তিশালী কর্মক্ষমতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।অসুবিধা হল ক্ষমতা কম এবং খরচ বেশি।

এমএলসি (ইংরেজি পুরো নাম মাল্টি-লেভেল সেল – এমএলসি) একটি মাল্টি-লেয়ার স্টোরেজ
ইন্টেল (ইন্টেল) প্রথম সফলভাবে 1997 সালের সেপ্টেম্বরে এমএলসি তৈরি করে। এর কাজ হল একটি ফ্লোটিং গেটে (ফ্ল্যাশ মেমরি সেলের যে অংশে চার্জ সংরক্ষিত থাকে) মধ্যে তথ্যের দুটি ইউনিট সংরক্ষণ করা এবং তারপর বিভিন্ন সম্ভাবনার চার্জ ব্যবহার করা (স্তর) ), মেমরিতে সংরক্ষিত ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে সঠিক পড়া এবং লেখা।
অর্থাৎ, 2bit/cell, প্রতিটি সেল ইউনিট 2bit তথ্য সঞ্চয় করে, আরও জটিল ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন, 00, 01, 10, 11 এর চারটি পরিবর্তন আছে, গতি সাধারণত গড়, জীবন গড়, মূল্য গড়, প্রায় 3000-10000 বার মুছে ফেলা এবং জীবন লেখার সময়। MLC প্রচুর সংখ্যক ভোল্টেজ গ্রেড ব্যবহার করে কাজ করে, প্রতিটি সেল দুটি বিট ডেটা সঞ্চয় করে এবং ডেটার ঘনত্ব তুলনামূলকভাবে বড়, এবং একবারে 4টির বেশি মান সঞ্চয় করতে পারে।অতএব, এমএলসি আর্কিটেকচারে ভাল স্টোরেজ ঘনত্ব থাকতে পারে।

TLC (ইংরেজি পূর্ণ নাম Trinary-Level Cell) একটি তিন-স্তরের স্টোরেজ
TLC প্রতি সেল 3 বিট।প্রতিটি সেল ইউনিট 3 বিট তথ্য সঞ্চয় করে, যা MLC থেকে 1/2 বেশি ডেটা সঞ্চয় করতে পারে।000 থেকে 001 পর্যন্ত 8 ধরনের ভোল্টেজ পরিবর্তন হয়, অর্থাৎ 3bit/cell।এছাড়াও 8LC নামক ফ্ল্যাশ নির্মাতারা রয়েছে।প্রয়োজনীয় অ্যাক্সেস সময় বেশি, তাই স্থানান্তর গতি ধীর।
TLC এর সুবিধা হল দাম সস্তা, প্রতি মেগাবাইট উৎপাদন খরচ সর্বনিম্ন, এবং দাম সস্তা, কিন্তু জীবন সংক্ষিপ্ত, শুধুমাত্র প্রায় 1000-3000 মুছে ফেলা এবং পুনর্লিখন জীবন, কিন্তু ভারীভাবে পরীক্ষিত TLC কণা SSD করতে পারে সাধারণত 5 বছরেরও বেশি সময় ধরে ব্যবহার করা যেতে পারে।

QLC (ইংরেজি পূর্ণ নাম Quadruple-level Cell) চার-স্তর স্টোরেজ ইউনিট
QLC কে 4bit MLC, একটি চার-স্তর স্টোরেজ ইউনিট, অর্থাৎ 4bits/cell বলা যেতে পারে।ভোল্টেজের 16টি পরিবর্তন আছে, কিন্তু ক্ষমতা 33% দ্বারা বাড়ানো যেতে পারে, অর্থাৎ, লেখার কার্যকারিতা এবং মুছে ফেলার জীবন আরও কমে যাবে TLC এর তুলনায়।নির্দিষ্ট কর্মক্ষমতা পরীক্ষায়, ম্যাগনেসিয়াম পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেছে।পড়ার গতির ক্ষেত্রে, উভয় SATA ইন্টারফেস 540MB/S-এ পৌঁছাতে পারে।QLC লেখার গতিতে খারাপ পারফরম্যান্স করে, কারণ এর P/E প্রোগ্রামিং সময় MLC এবং TLC এর চেয়ে বেশি, গতি ধীর, এবং ক্রমাগত লেখার গতি 520MB/s থেকে 360MB/s পর্যন্ত, র্যান্ডম কর্মক্ষমতা 9500 IOPS থেকে 5000 এ নেমে এসেছে। IOPS, প্রায় অর্ধেক ক্ষতি.

PS: প্রতিটি সেল ইউনিটে যত বেশি ডেটা সঞ্চিত হবে, প্রতি ইউনিট এলাকায় ক্ষমতা তত বেশি হবে, কিন্তু একই সময়ে, এটি বিভিন্ন ভোল্টেজের অবস্থার বৃদ্ধি ঘটায়, যা নিয়ন্ত্রণ করা আরও কঠিন, তাই NAND ফ্ল্যাশ চিপের স্থায়িত্ব আরও খারাপ হয়ে যায়, এবং পরিষেবা জীবন ছোট হয়ে যায়, প্রতিটির নিজস্ব সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে।

(NAND Flash পড়া এবং লেখা জীবন শুধুমাত্র রেফারেন্সের জন্য)
এটা দেখতে কঠিন নয় যে চার ধরনের NAND ফ্ল্যাশ মেমরির পারফরম্যান্স আলাদা।SLC-এর প্রতি ইউনিট ক্ষমতা খরচ অন্যান্য ধরনের NAND ফ্ল্যাশ মেমরি কণার তুলনায় বেশি, কিন্তু এর ডেটা ধারণ করার সময় বেশি এবং পড়ার গতি দ্রুততর;QLC এর বৃহত্তর ক্ষমতা এবং কম খরচ আছে, কিন্তু কম নির্ভরযোগ্যতা এবং দীর্ঘায়ুতার কারণে ঘাটতি এবং অন্যান্য ত্রুটিগুলি এখনও আরও বিকাশ করতে হবে।

উৎপাদন খরচ, পড়ার এবং লেখার গতি এবং পরিষেবা জীবনের দৃষ্টিকোণ থেকে, চারটি বিভাগের র‌্যাঙ্কিং হল:
SLC>MLC>TLC>QLC;
বর্তমান মূলধারার সমাধান হল MLC এবং TLC।এসএলসি প্রধানত উচ্চ-গতির লেখা, কম ত্রুটির হার এবং দীর্ঘ স্থায়িত্ব সহ সামরিক এবং এন্টারপ্রাইজ অ্যাপ্লিকেশনের লক্ষ্যে।MLC প্রধানত ভোক্তা-গ্রেড অ্যাপ্লিকেশনের লক্ষ্যে, এটির ক্ষমতা SLC-এর চেয়ে 2 গুণ বেশি, কম খরচে, USB ফ্ল্যাশ ড্রাইভ, মোবাইল ফোন, ডিজিটাল ক্যামেরা এবং অন্যান্য মেমরি কার্ডের জন্য উপযুক্ত, এবং বর্তমানে ভোক্তা-গ্রেড SSD-তে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। .

NAND ফ্ল্যাশ মেমরি দুটি বিভাগে বিভক্ত করা যেতে পারে: 2D কাঠামো এবং 3D কাঠামো বিভিন্ন স্থানিক কাঠামো অনুসারে।ফ্লোটিং গেট ট্রানজিস্টরগুলি প্রধানত 2D ফ্ল্যাশের জন্য ব্যবহৃত হয়, যখন 3D ফ্ল্যাশ প্রধানত সিটি ট্রানজিস্টর এবং ভাসমান গেট ব্যবহার করে।একটি অর্ধপরিবাহী, সিটি একটি অন্তরক, দুটি প্রকৃতি এবং নীতিতে ভিন্ন।পার্থক্য হল:

2D কাঠামো NAND ফ্ল্যাশ
মেমরি কোষের 2D কাঠামো শুধুমাত্র চিপের XY সমতলে সাজানো হয়, তাই 2D ফ্ল্যাশ প্রযুক্তি ব্যবহার করে একই ওয়েফারে উচ্চ ঘনত্ব অর্জনের একমাত্র উপায় হল প্রক্রিয়া নোডকে সঙ্কুচিত করা।
নেতিবাচক দিক হল যে NAND ফ্ল্যাশে ত্রুটিগুলি ছোট নোডগুলির জন্য বেশি ঘন ঘন হয়;উপরন্তু, ব্যবহার করা যেতে পারে এমন ক্ষুদ্রতম প্রক্রিয়া নোডের একটি সীমা রয়েছে এবং স্টোরেজ ঘনত্ব বেশি নয়।

3D কাঠামো NAND ফ্ল্যাশ
স্টোরেজের ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য, নির্মাতারা 3D NAND বা V-NAND (উল্লম্ব NAND) প্রযুক্তি তৈরি করেছে, যা একই ওয়েফারে জেড-প্লেনে মেমরি কোষগুলিকে স্ট্যাক করে।

3D NAND ফ্ল্যাশে, মেমরি কোষগুলি 2D NAND-এ অনুভূমিক স্ট্রিংগুলির পরিবর্তে উল্লম্ব স্ট্রিং হিসাবে সংযুক্ত থাকে এবং এইভাবে নির্মাণ একই চিপ এলাকার জন্য উচ্চ বিট ঘনত্ব অর্জনে সহায়তা করে।প্রথম 3D ফ্ল্যাশ পণ্য 24 স্তর ছিল.