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MLC oder SLC

Multi-Level-Cell (MLC) und Single-Level-Cell (SLC) sind zwei unterschiedliche Arten von Speicherzellen oder allgemein von NAND-Flash-Speichern.

 

Eine SLC-Speicherzelle speichert genau ein Bit, eine MLC mehr als ein Bit pro Zelle.

 

Das Abspeichern von mehreren Bits pro Speicherzelle hat den Nachteil, dass sich die Lese- und Schreibgeschwindigkeit reduziert und bei einem Ausfall der Zelle die Bitfehlerrate erhöht.

 

Der wesentliche Vorteil ist im Gegenzug die höhere Speicherdichte, da hier mehr als ein Bit pro Zelle abgespeichert wird.

 

So kann auf der gleichen Chipfläche die doppelte oder noch größere Informationsmenge gespeichert werden als bei der Single-Level-Speicherung. Insbesondere bei Halbleiterspeichern bietet dies erhebliche Preisvorteile gegenüber SLC, da die benötigte Chipfläche bei der Herstellung ein wesentlicher Kostenfaktor ist.

 

So kosten SLC-Chips zwar mehr, benötigen jedoch weniger Strom, übertragen Daten etwas schneller und sind insgesamt deutlich langlebiger als MLCs. Im Mainstream-Segment bzw. im sogenannten Consumer-Bereich haben sich MLC- SSDs durchgesetzt. Die SLC-Variante ist dagegen ideal für Server oder professionelle  Hochleistungsrechner.

 

Die Entscheidung, ob eine MLC-Speicherlösung oder eine SLC notwendig ist, ist aber nicht so einfach zu beantworten, denn es spielen viele Faktoren eine Rolle.

Prinzipiell kann jedoch zwischen zwei Profilen unterschieden werden. Einerseits "Extrem Data Retention"-Anwendungen, bei denen Daten vornehmlich gelesen und kaum geschrieben werden, andererseits schreibintensive "High Endurance"- Anwendungen, z.B. Video-Überwachungssysteme.

 

Eine "Extrem Data Retention"-Anwendung ist beispielsweise das Navigationssystem im Fahrzeug, Hier werden die Kartendaten theoretisch nur einmal auf die SSD geschrieben, anschließend nur noch gelesen. Ähnlich ist es, wenn die SSD als reines Bootmedium oder Recovery-Drive fungiert. In diesen Fällen reicht eine MLC häufig aus. Allerdings kommen auch noch andere Einflussfaktoren hinzu. So fordern Anwendungen in Außenbereichen, speziell in Fahrzeugen oft sehr hohe Einsatztemperaturen. Diese beeinträchtigen die Daten-Haltezeiten sehr stark. Sollen Daten auch bei hohen Temperaturen über Jahre zuverlässig gehalten werden, geht das nur mit speziellen Datenauffrisch-Methoden, deren Firmware wiederum meist SLC-NAND verlangt.

 

Ob eine MLC-Lösung genügt, liegt auch an der Speicherdichte, der Controller-Technologie und den Firmware-Algorithmen. Bei größeren Bauformen, wie z.B. einer 2,5"-SATA-SSD mit Speicherdichten größer als 128 GB, erfüllt hochwertiger MLC-NAND-Flash oft die Anforderungen, weil die Speicherzellenabnutzung mittels "wear leveling" über einen größeren Bereich verteilt werden kann.

 

Bei geringeren Speicherdichten und kleineren Formfaktoren reicht eine MLC-Lösung jedoch meist nicht aus, denn hier müssen die Daten auf weniger Speicherplatz verteilt werden, so dass die Lebensdauer deutlich geringer ist. Dies macht hier den Einsatz von SLC-NAND-FLASH notwendig, vor allem auch weil die Qualität der MLC-NAND-Flash aufgrund der immer geringeren Strukturbreiten in den letzten Jahren stetig abgenommen hat.  

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