通常情况下，固态硬盘(SSD)的底层NAND架构会因模型而异。NAND 闪存的每种类型——SLC、MLC、eMLC和TLC——都有不同的特性，并因此对您的数据存储产生不同的影响，在这篇文章中，我们会讨论这些差异。

目前，闪存可以说彻底改变了企业数据存储，与机械硬盘(HDD)相比，SSD封装使存储子系统和阵列能够提供出色的应用性能，并能在业务分析和其他工作负载下快速工作。在个人电脑和移动设备中，闪存能够加速应用程序启动时间和加速数据传输。

而且由于闪存没有可移动部件，所以SSD几乎不容易受到突然移动和物理冲击的伤害。另外还有一个优势是，它们也比HDD耗电更少。

有一个缺点是，尽管删除、压缩和其他数据管理技术可以帮助企业充分利用其闪存投资，但SSD在每GB的成本上往往高于HDD。

NAND闪存类型

NAND闪存是用于SSD和存储卡的一种非易失性存储体系结构。它的名字来源于逻辑门(NOT-AND)，用于确定数字信息如何存储在闪存设备的芯片中。

SLC

SLC(Single-Level Cell，单层单元)SSD在每个单元中存储一个Bit，这种设计提高了耐久性、准确性和性能。对于企业的关键应用程序和存储服务，SLC是首选的闪存技术。当然，它的价格最高。

MLC

考虑到闪存的消费级特性，MLC(Multi-Level Cell，多层单元)架构可以为每个单元存储2个Bit。尽管在存储单元中存储多个Bit似乎能够很好地利用空间，在相同空间内获得更大容量，但它的代价是使用寿命降低，可靠性降低。相对而言，MLC SSD使得在PC和笔记本电脑上增加闪存成为可能。

eMLC

eMLC(Enterprise Multi-Level Cell，企业多级单元)是MLC NAND 闪存的一个“增强型”的版本，它在一定程度上弥补了SLC和MLC之间的性能和耐久差距。eMLC驱动器比MLC驱动器贵，但比SLC驱动器便宜得多。尽管每个单元仍然存储2个Bit，但eMLC驱动器的控制器管理数据放置、磨损均衡和一些其他存储操作延长了eMLC SSD的使用寿命。

TLC

最便宜的是TLC(Triple-Level Cell，三层单元)NAND闪存，每个单元存储3比特，通常用于性能和耐久性要求相对较低的消费级电子产品。最适合于包含大量读取操作的应用程序，基于TLC的存储组件很少在业务环境中使用，但是闪存体系结构的最新改进，包括3D NAND(稍后将详细介绍)、持久增强的数据放置和错误纠正技术，使该技术在读密集型企业存储应用程序中占有了一席之地。

SLC、MLC、eMLC和TLC如何选择

下面我们将告诉大家如何判断闪存驱动器是否适合预期的工作负载或用例，包括从企业级到消费者端。在下面的图表中，写入/擦除(PE)周期用来衡量NAND 闪存可以支持多少读和写操作。虽然它们没有机械部件可以磨损，但SSD驱动器仍然存在有限的使用寿命。

每种类型的NAND闪存都有不同的使用寿命，这意味着它会在SSD降级并最终失效之前提供有限数量的P/E周期。当然，除了制造缺陷，电力激增或其他灾难性的破坏可能导致SSD的失效。这是决定SSD支持的存储工作负载和应用程序类型的主要影响因素。

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NAND VS 3D NAND

为闪存市场带来突破的最大创新之一是3D NAND或V-NAND。顾名思义，它使用堆叠架构在SSD中安置内存单元，而不是过去平面排列的方法。

实际上，与2D NAND相比，这种架构使供应商能够以更低的成本，将更多的容量压缩到更小的物理空间中。它还能提供更快的速度、更长的使用寿命和更低的功耗。现在大多数主要SSD供应商都提供3D NAND SSD。

如何选择SLC、 MLC和TLC SSD

从经验上看，希望获得最好性能SSD的买家，会在SLC上投入比eMLC、MLC和TLC更多的钱。不过，价格不能决定一切。

当你想最大限度地利用你的存储空间时，有很多因素需要考虑。SLC SSD对于需要快速、可靠性能的关键应用程序工作负载和24×7数据库是有意义的。当然，并不是每个工作负载都需要极高的速度和性价比。

想要快速的性能，但不期望对存储系统造成持续的压力?eMLC甚至MLC都可能是最好的选择。在PC中，相对于HDD，SSD三个字母就代表着性能提升。

所以，看起来很明显。SLC用于要求较高的企业应用程序，其次是eMLC、MLC和TLC，因为性能和可靠性要求降低了。

不过NAND闪存也在不断进化，现在对于大容量SSD来说，使用MLC甚至TLC闪存是非常标准的。在企业用例中，MLC可以说和SLC一样好。

QLC NAND逐渐进入主流

SSD制造商并没有止步于TLC。英特尔、美光科技和西部数据正致力于将QLC(Quad-Level Cell，四层单元)NAND技术引入数据中心。

2018年5月，英特尔和美光发布了第一款可商用的QLC 3D NAND芯片，其存储容量远远超过TLC NAND闪存。通过引入64-层4Bit/单元NAND闪存技术，与TLC相比阵列密度高出33%。据了解，英特尔、美光都已推出了QLC 3D NAND闪存产品，这种产品将在大数据等类似应用中发挥很大的作用。

Nand flash 三种类型SLC,MLC,TLC

从前，大家谈TLC色变；如今，TLC攻占SSD半壁江山。是的，这个世界就是这么奇妙。虽然TLC早已占据主流地位，但传言多了、百度多了，不少消费者还是抱有“怕”的态度，下面我们就来详细了解TLC。

TLC是什么？

固态硬盘就是靠NAND Flash闪存芯片存储数据的，这点类似于我们常见的U盘。NAND Flash根据存储原理分为三种，SLC、MLC、TLC。

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SLC = Single-Level Cell，即1 bit per cell，1个存储器储存单元可存放1 bit的数据，只存在0和1两个充电值。以此类推，TLC = Triple-Level Cell，即3 bit per cell，1个存储器储存单元可存放3 bit的数据。

单位容量的存储器，可以存储更多的数据，所以TLC每百万字节生产成本是最低的。

TLC工作原理：

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小编尽量用通俗语言解释。根据NAND的物理结构，NAND是通过绝缘层存储数据的。当你要写入数据，需要施加电压并形成一个电场，这样电子就可以通过绝缘体进入到存储单元，此时完成写入数据。如果要删除存储单元（数据），则要再次施加电压让电子穿过绝缘层，从而离开存储单元。

所以，NAND闪存在重新写入新数据之前必须要删除原来数据。

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由于TLC的1个存储器储存单元可存放3 bit的数据，为了区分，必须使用不同电压来实现。除了能够实现和SLC一样的000（TLC）=0（SLC）和111（TLC）=1（SLC）外、还有另外六种数据格式必须采用其他不同的电压来区分，让不同数量的电子进入到存储单元，实现不同的数据表达。这样，才能让TLC实现单位存储单元存放比SLC、MLC更多数据的目的。

为什么TLC的性能在三种介质中最差？

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由于数据写入到TLC中需要八种不同电压状态， 而施加不同的电压状态、尤其是相对较高的电压，需要更长的时间才能得以实现（电压不断增高的过程，直到合适的电压值被发现才算完成）。

所以，在TLC中数据所需访问时间更长，因此传输速度更慢。经过实测，同等技术条件下，TLC的SSD性能是比不上MLC SSD的。

为什么以前TLC不流行？

为什么没有机械结构的SSD还是出现寿命问题？因为按照工作原理，闪存单元每次写入或擦除的施加电压过程都会导致绝缘体硅氧化物的物理损耗。这东西本来就只有区区10纳米的厚度，每进行一次电子穿越就会变薄一些。

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也正因为如此，硅氧化物越来越薄，电子可能会滞留在二氧化硅绝缘层，擦写时间也会因此延长，因为在达到何时的电压之前需要更长时间、更高的加压。主控制器是无法改变编程和擦写电压的。如果原本设计的电压值工作异常，主控就会尝试不同的电压，这自然需要时间，也会给硅氧化物带来更多压力，加速了损耗。

最后，主控控制编程和擦写一个TLC闪存单元所需要的时间也越来越长，最终达到严重影响性能、无法接受的地步，闪存区块也就废了。

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同时，传统的2D闪存在达到一定密度之后每个电源存储的电荷量会下降，损耗后的TLC绝缘层，相邻的存储单元也会产生电荷干扰，发展到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。

所以，新主控等新技术开发之前，厂商一直不敢将TLC SSD推出市场，不可避免地出现可靠性问题，毕竟数据大于一切。

人们为什么会担心寿命？

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P/E寿命对比

由于TLC采用不同的电压状态，加上存储容量多，击穿绝缘层次数也比其他介质多，于是加速了绝缘层的损耗过程。所以，TLC SSD的寿命比SLC、MLC短得多。

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以前TLC的P/E寿命低时，用几年就有报废风险

一开始TLC的P/E寿命只有不到1000次，但是经过厂商改进算法以及优化主控，提升到1000到2000次。相比之下，MLC有3000到10000次擦写寿命。如果用户的PC只有TLC SSD，那么在日常使用环境下，如果一个120GB SSD的P/E寿命只有不到1000次，并且每天写入60GB的数据，那么不到五年，SSD就会报废。在目前性能过剩时代，这寿命是十分吓人的，所以以前人们十分担心TLC SSD的寿命问题。

最近TLC SSD为何“倒行逆施”般井喷？

三星 850 EVO、东芝 Q300、英睿达BX200……我们耳熟能详的SSD厂商都在2015年大规模推出了TLC SSD，气势磅礴。既然我们之前说了TLC那么多的不足，为何厂商依然推广呢？不是搬石头砸自己脚吗？

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东芝 TC58NC1000GSB主控支持Smart ECC、Smart Flush0等技术。

这一年来，SSD厂商最大的功劳就是解决了TLC的P/E寿命问题，让TLC SSD的寿命上升到我们使用一台电脑正常周期上。主控算法的好坏会对性能和寿命造成非常大的影响，目前SSD厂商在主控技术上进行了很大的改进，信号处理，更强的ECC算法、扩大备用区域的容量增加预留空间等技术应用，从TLC的500--1000次P/E提升到目前的1000到2000次，一定程度上保证了可靠性与寿命。

我们知道TLC的性能比较差，尤其写入性能上，SSD厂商就通过SLC Cache的运用，只要制造一个大容量的缓冲区用户很多时候就不会感觉得到写入速度慢，而且SLC Cache玩得好还有延长寿命的作用。

另外，SSD厂商对于TLC SSD的质保提升到与MLC SSD基本一致的水平，比如三星 TLC SSD的质保一般为五年，让消费者在这五年的使用中高枕无忧。加上TLC天生的价格优势，以及金字招牌，的确有很大的吸引力。越来越多的厂商参与到TLC SSD的竞争中，价格不断走低，让不少对SSD感兴趣的朋友尝鲜一把，助长了TLC SSD的壮大。

TLC的未来？

TLC的逆袭就是扬长避短的道理。有市场，就有进步，相信厂商会对TLC技术进行更多的研究，保证物美价廉的TLC继续生存下去。

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3D NAND闪存对比2D有着寿命优势

比如三星3D NAND闪存就是TLC的一个重要方向。3D NAND是不再追求缩小Cell单元，而是通过3D堆叠技术封装更多Cell单元，所以我们不必要追求更先进的制程，毕竟制程约先进，寿命反而越差。所以，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。

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3D NAND闪存结构

未来的3D NAND可能都会做成可以MLC与TLC工作模式相互切换，也就是用TLC屏蔽一半容量、来充当MLC，也就是各种所谓的3bit MLC技术创新。类似地，东芝的Q300和OCZ TRION 100用的还是更长寿稳定的企业级eTLC听起来SLC、MLC、TLC不再是泾渭分明。

未来会怎样发展呢？我们拭目以待吧！

面对TLC，我们应该怎么做？

根据行业的消息可知，入门与主流已经是TLC的天下，MLC则继续在高端领域发挥它作用。厂商是产品与技术的推动者，我们作为消费者只能被动接受别人的游戏规则。

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TLC SSD趋势不能阻挡

虽然TLC SSD的性能比不过用MLC的SSD，但再糟糕都比HDD要好得多。所以我们要有这个观念。第二，在TLC的推动下，240GB的SSD已经不用400元就能入手，性价比十分不错。总之，TLC不再是吴下阿蒙，所以我们不必再担心TLC的种种顾虑，尽情使用吧！毕竟质保放在这呢。