Was ist MLC?

Ein MLC-SSD (Multi-Level Cell Solid State Drive), auch „Double-Level-Cell“ (DLC) genannt, ist eine Speicherzelle, die mehr als ein einzelnes Bit an Informationen speichern kann, im Gegensatz zu einer Single-Level Cell (SLC), die nur ein Bit pro Speicherzelle speichern kann.

MLC bezieht sich auf Zellen, die zwei Bits an Informationen speichern können, im Gegensatz zu Triple-Level Cells (TLC) und Quad-Level Cells (QLC), die drei bzw. vier Bits an Informationen pro Zelle speichern können.

Welche Vorteile bietet MLC-SSD?

Der Hauptvorteil von MLC-Flash-Speicher sind die niedrigeren Kosten für Storage-Einheiten aufgrund der höheren Datendichte. Da MLC-SSD-Flash-Speicher in der Regel preiswerter ist als SLC, wird er von Anbietern elektronischer Endgeräte bevorzugt.

Was sind die Nachteile von MLC-SSD?

In der Regel nimmt die Performance (d. h. Schnelligkeit und Zuverlässigkeit) mit zunehmender Anzahl der „Ebenen“ ab. Das liegt daran, dass mehr Rechenleistung erforderlich ist, um mehr Informationen zu lesen, und auch eine höhere Genauigkeit, denn je mehr Informationen zu lesen sind, desto geringer ist die Fehlermarge. Daher hat MLC in der Regel eine höhere Bitfehlerrate als SLC.

Weitere Nachteile von MLC-SSDs im Vergleich zu SLC-SSDs sind geringere Schreibgeschwindigkeiten, eine geringere Anzahl von Programm-/Löschzyklen und ein höherer Stromverbrauch. Auch die Lesegeschwindigkeit kann bei MLC-NAND geringer sein als bei SLC, da die gleichen Daten mit einer zweiten Schwellenspannung gelesen werden müssen, damit Fehler besser behoben werden können.

Wie funktioniert MLC-SSD?

Jede Speicherzelle hat eine bestimmte Anzahl möglicher „Zustände“, die der An- oder Abwesenheit von Elektronen in der Ladungsfalle des Mikrochips entsprechen. Jeder Zustand wird durch Einsen und Nullen entsprechend der Spannungsebene der Falle dargestellt. SLC hat zwei mögliche Spannungszustände (0 und 1), um ein Bit pro Zelle zu speichern.

Da MLC-SSDs zwei Bits pro Zelle speichern, haben sie vier mögliche 0/1-Kombinationen (00, 01, 10 und 11) aus vier möglichen Spannungszuständen. TLC (Triple-Level Cell), bei dem in jeder Zelle drei Bits an Informationen gespeichert werden können, wird durch Ladungsfallen mit acht verschiedenen potenziellen Elektronenniveaus ermöglicht, die acht verschiedene mögliche Schwellenspannungen bewirken. QLC (Quad-Level Cell) kann vier Datenbits in 16 Zuständen speichern, usw.

Wie zuverlässig ist MLC-SSD?

MLC-SSDs gelten im Allgemeinen als weniger zuverlässig als SLC-SSDs, da Daten häufiger in den NAND-Flash geschrieben werden als bei SLC-SSDs, wodurch mehr Fehler auftreten können. In der Praxis ist dies jedoch nicht unbedingt der Fall. Eine Studie über sechs Jahre der Universität Toronto und von Google ergab, dass SLC- und MLC-SSDs etwa gleich häufig ausfielen, obwohl MLCs eine deutlich geringere Schreibbeständigkeit aufweisen.

Die Studie ergab außerdem Folgendes:

• Das Alter und nicht die Anzahl der Schreiber war der Hauptgrund für das Ausfallen des SSD.
• Die Rate nicht korrigierbarer Bitfehler war nicht entscheidend, die Roh-Bitfehlerrate hingegen schon. 
• 30 bis 80 Prozent der SSDs entwickeln mindestens einen fehlerhaften Block und 2 bis 7 Prozent mindestens einen fehlerhaften Chip in den ersten vier Jahren der Nutzung, was bedeutet, dass SSDs zwar wahrscheinlich nicht alle Daten auf einmal verlieren, wie es bei Festplatten der Fall ist, dass sie aber dennoch dazu neigen, Datenfragmente zu verlieren.

Welche SSDs sind MLCs?

Das ist eine Frage, die Kunden häufig beim Einkauf ihrer SSDs stellen. MLCs sind SSDs, die 2 Bits pro Zelle speichern. 

Einige der beliebtesten sind:

• Samsung 860 Pro
• SK Hynix Gold
• Transcend SATA III
• Toshiba OCZ RD400

Fazit: MLC-SSDs stellen ein Gleichgewicht zwischen Kapazität und Zuverlässigkeit her

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Speichern von mehr Bits pro Zelle bisher in der Regel einen Kompromiss zwischen Zuverlässigkeit und Kapazität dargestellt hat. MLC-SSDs speichern zwei Datenbits pro Zelle und bieten eine Kapazität und Zuverlässigkeit, die zwischen den Werten von SLC-Zellen und TLC-Zellen auf dem Markt liegen. Im Zuge des technologischen Fortschritts hat sich diese Zuverlässigkeitslücke zwischen MLC- und SLC-Zellen deutlich verringert, wobei das Alter der Zelle eine große Rolle spielt. Daher ist es wichtig, sich vor der Kaufentscheidung über die Performance, Zuverlässigkeit und Kapazität einer Daten-Storage-Lösung als Ganzes zu informieren.