MLC(Multi-Level Cell多层单元)

简介

要解释MLC的话,必然要提到SLC。MLC和SLC属于两种不同类型的NAND FLASH存储器,可以用来作为MP3播放器、移动存储盘等产品的存储介质。 SLC全称是Single-Level Cell,即单层单元闪存,而MLC全称则是Multi-Level Cell,即为多层单元闪存。它们之间的区别,在于SLC每一个单元,只能存储一位数据,MLC每一个单元可以存储两位数据,MLC的数据密度要比SLC 大一倍。

从名次解释上来看,当然MLC密度要大,自然有其优势,成本上来说,MLC也具有很大的优势。据了解,不少芯片厂商开始从SLC制程转向MLC制程,06年8月,三星正式从SLC转向MLC,06年10月份,三星已经开始大批量的生产MLC闪存芯片。目前三星采用的芯片编号为K9G****** K9L*****的芯片为MLC芯片,而现代采用编号为:HYUU**** HYUV***芯片也是MLC芯片。

特点

SLC的特点是成本高、容量小、速度快,而MLC的特点是容量大成本低,但是速度慢。MLC的每个单元是2bit的,相对SLC来说整整多了一倍。不过,由于每个MLC存储单元中存放的资料较多,结构相对复杂,出错的几率会增加,必须进行错误修正,这个动作导致其性能大幅落后于结构简单的SLC闪存。此外,SLC闪存的优点是复写次数高达100000次,比MLC闪存高10倍。此外,为了保证MLC的寿命,控制芯片都校验和智能磨损平衡技术算法,使得每个存储单元的写入次数可以平均分摊,达到100万小时故障间隔时间(MTBF)。

缺点

不过尽管MLC有其自身的优势,但是也掩饰不了其缺点。

1、读写效能较差

相比SLC闪存,MLC的读写效能要差,SLC闪存约可以反复读写10万次左右,而MLC则大约只能读写1万次左右,甚至有部分产品只能达到5000次左右。

2、读写速度较慢

在相同条件下,MLC的读写速度要比SLC芯片慢,目前MLC芯片速度大约只有2M左右。

3、能耗较高

在相同使用条件下,MLC能耗比SLC高,要多15%左右的电流消耗。

这些原因,很大程度上是取决于MLC制式改变,需要新的控制芯片支持,而部分MP3、闪存盘等产品仍然延续老式的设计,MLC就会带来各种问题,包 括数据丢失、传输速度慢等缺陷。06年大批量SD卡被招回的风波,就是因为转用MLC芯片,没有新的主控芯片支持惹的祸,造成了很大的影响。

现状

随着三星、东芝的MLC闪存芯片开始量产,MLC芯片应用也越来约广泛,由于全新的MLC芯片在存储密度等方面加大,对主控芯片的要求也越来越高。 读写频繁的数码播放器和闪存盘等数码设备也加重了MLC闪存的出错几率,对于视频和音频这样的应用来说,必需具备控制芯片和ECC校验机制,目前有的主控 芯片通过纯软件校验,这样,无形当中加重了主控芯片的负担。也有部分主控通过硬件的4bitECC校验和软件校验相结合,从而减轻了主控负担,但是这只是 在一定程度上减少出错的几率,MLC的芯片写入次数限制和传输速度等缺点是无法克服的。

MLC在架构上取胜SLC,很多厂商目前都MLC做了很多的优化和开发,未来可能将是一个主流方向,但目前来说技术还不是很成熟。而成本上来说,MLC要便宜SLC芯片,所以不少厂商在原有架构上选用了MLC芯片,但却没有增加控制芯片或者ECC 校验,使得不少问题则由此而生,使得不少行业人士也惊呼MLC为“黑芯”。所以目前大家在选购MP3、闪存盘等数码产品的时候,不能一味的只看价格,而需要更多层面的去考虑。

MLC技术开始升温应该说是从2003年2月东芝推出了第一款MLC架构NAND Flash开始,当时作为NAND Flash的主导企业三星电子对此架构很是不屑,依旧我行我素大力推行SLC架构。第二年也就是2004年4月东芝接续推出了采用MLC技术的4Gbit 和8Gbit NAND Flash,显然这对于本来就以容量见长的NAND闪存更是如虎添翼。三星电子长期以来一直倡导SLC架构,声称SLC优于MLC,但该公司于2004和 2005年发表的关于MLC技术的ISSCC论文却初步显示它的看法发生了转变。三星在其网站上仍未提供关于MLC闪存的任何营销材料,但此时却已经开发出了一款4Gbit的MLC NAND闪存。该产品的裸片面积是156mm2,比东芝的90nm工艺MLC NAND闪存大了18mm2。两家主流NAND闪存厂商在MLC架构上的竞争就从这时开始正式打响了。除了这三星和东芝这两家外,现在拥有了英特尔MLC 技术的IM科技公司更是在工艺和MLC上都希望超越竞争对手,大有后来者居上的冲劲。MLC技术的竞争就这样如火如荼地进行着。