O que é memória flash de célula de nível triplo (TLC, Triple-level Cell) e como ela funciona?

O que é memória flash de célula de nível triplo (TLC, Triple-level Cell) e como ela funciona?

A memória de célula de nível triplo (TLC, Triple-level Cell) é uma versão da memória de célula de vários níveis capaz de armazenar três bits de informações por célula de memória. A TLC permite que as organizações reduzam seus custos de armazenamento de dados ao empacotar mais dados na mesma área.

A TLC é comumente usada na memória flash, uma mídia de armazenamento de memória de computador eletrônica não volátil que pode ser apagada e reprogramada eletricamente. Os dois principais tipos de memória flash são NOR e NAND , batizados em homenagem aos gates lógicos NOR e NAND.

Para que o flash TLC é usado?

Casos de uso comuns para flash TLC incluem unidades USB, unidades de estado sólido (SSDs, Solid-State Drives) de nível corporativo e de consumo e cartões de armazenamento para câmeras digitais e telefones celulares. 

À medida que os fabricantes de chips de computador atingiram os limites de escalabilidade das células de memória 2D, ou de camada única, eles criaram o flash NAND 3D, que empilha as células de memória verticalmente no chip para permitir densidades de armazenamento mais altas a um custo menor por bit e também melhora a resistência do flash.

Por que isso é chamado de TLC?

TLC é um acrônimo para célula de nível triplo. As células de memória são os blocos de construção fundamentais da memória do computador. A Toshiba apresentou células de memória com três níveis em 2009. Logo depois, a Samsung anunciou um tipo de flash NAND que pode armazenar três bits de informações por célula e cunhou o termo “Triple Level Cell” (TLC). A Samsung Electronics começou a produzir TLCs em massa em 2010 e as usou pela primeira vez em suas SSDs da série 840.

Como funciona a TLC?

Cada microchip de memória flash tem centenas de milhões de células, cada uma das quais, tradicionalmente, tem dois estados possíveis de acordo com a presença, ou não, de elétrons na armadilha de carga do microchip, com esse estado (um ou zero) sendo o único bit de dados armazenado na célula em um único nível no que é conhecido como memória de célula de nível único (SLC).

TLC significa que três bits de informações podem ser armazenados em cada célula. Isso é possível por armadilhas de carga com oito níveis de elétrons potenciais diferentes, resultando em oito tensões de limite diferentes e possíveis correspondentes que podem afetar o valor binário armazenado (um ou zero) de cada célula, o que permite que três partes de dados sejam armazenadas em cada célula em vez de uma.

Memória de célula de vários níveis (MLC, Multi-level Cell) refere-se ao uso de células que armazenam dois bits por célula por meio de quatro valores ou níveis de carga. Uma MLC de dois bits tem um único nível de carga atribuído a cada combinação possível de unidades e zeros.

Quais são os benefícios da TLC em relação à SLC e à MLC?

O principal benefício da TLC em relação à memória flash MLC é o menor custo por unidade de armazenamento devido à maior densidade de dados. Como o TLC armazena mais bits por célula, ele pode triplicar a capacidade do SLC e fornecer 1,5 vez mais armazenamento do que o MLC de dois bits.

A memória SLC oferece os benefícios de velocidades de gravação mais altas, menor consumo de energia e maior durabilidade das células. No entanto, custa mais por megabyte de armazenamento para fabricação porque armazena menos dados por célula do que MLC e TLC.

Quais são as desvantagens da TLC em comparação com a SLC e a MLC?

As desvantagens da TLC, em comparação com a SLC e a MLC, incluem:

Desempenho: Os oito níveis de tensão da TLC, em contraste com os dois níveis da SLC e os quatro níveis da MLC de dois bits, a tornam mais lenta porque cada nível de tensão deve ser verificado e convertido de volta para bits ao ler dados.

Confiabilidade: Os oito níveis de tensão da TLC e a diferença muito pequena entre eles tornam o processo de leitura mais sensível ao ruído do que a SLC e a MLC, levando a uma taxa de erro de bit mais alta do que a SLC e a MLC.

Resistência: Geralmente, quanto mais bits de dados e níveis de carga uma célula flash tiver, menos ciclos de P/E ou gravação ela poderá suportar. Assim, o flash TLC tem menor durabilidade de gravação do que o flash MLC Uma célula de memória TLC planar geralmente pode suportar não mais do que 500 ou 1.000 ciclos de gravação.

Equilibre desempenho e capacidade com SSDs TLC

A memória flash TLC empilha as células de memória verticalmente para permitir densidades de armazenamento mais altas a custos mais baixos por bit. SSDs TLC podem armazenar três bits de informações por célula. Embora haja benefícios claros de usar SSDs TLC para armazenamento de dados, incluindo o menor custo e a maior densidade de dados, também há certas desvantagens, como desempenho, confiabilidade e resistência. Escolher a SSD certa para suas necessidades se resume aos seus requisitos de orçamento e armazenamento de dados. Não há um tamanho único para armazenamento de dados e, com a infinidade de opções disponíveis, você precisará fazer sua própria pesquisa e, possivelmente, experimentar diferentes soluções antes de chegar à melhor escolha possível.