¿Qué es la memoria flash de celda de tres niveles (TLC) y cómo funciona?

¿Qué es la memoria flash de celda de tres niveles (TLC) y cómo funciona?

La memoria de celda de tres niveles (TLC) es una versión de la memoria de celda de varios niveles capaz de almacenar tres bits de información por celda de memoria. TLC permite a las organizaciones reducir sus costos de almacenamiento de datos al empacar más datos en la misma huella.

TLC se usa comúnmente en la memoria flash, un medio electrónico de almacenamiento de memoria de computadora no volátil que se puede borrar y reprogramar eléctricamente. Los dos tipos principales de memoria flash son NOR y NAND , que llevan el nombre de las puertas lógicas NOR y NAND.

¿Para qué se usa flash TLC?

Los casos de uso comunes para flash TLC incluyen unidades USB, unidades de estado sólido (SSD) de nivel empresarial y de consumo, y tarjetas de almacenamiento para cámaras digitales y teléfonos móviles. 

A medida que los fabricantes de chips de computadora alcanzaban los límites de escalabilidad de las celdas de memoria 2D o de una sola capa, crearon flash 3D NAND, que apila las celdas de memoria verticalmente en el chip para permitir mayores densidades de almacenamiento a un costo más bajo por bit y también mejora la resistencia a flash.

¿Por qué se llama TLC?

TLC es un acrónimo de celda de tres niveles. Las celdas de memoria son los componentes fundamentales de la memoria informática. Toshiba introdujo celdas de memoria con tres niveles en 2009. Poco después, Samsung anunció un tipo de flash NAND que puede almacenar tres bits de información por celda y acuñó el término “celda de nivel triple” (“TLC”). Samsung Electronics comenzó a producir en masa TLC en 2010 y las usó por primera vez en sus SSD de la serie 840.

¿Cómo funciona TLC?

Cada microchip de memoria flash tiene cientos de millones de células, cada una de las cuales, tradicionalmente, tiene dos estados posibles de acuerdo con la presencia, o no, de electrones en la trampa de carga del microchip, siendo ese estado (uno o cero) el único bit de datos almacenado en la celda en un solo nivel en lo que se conoce como memoria de celda de un solo nivel (SLC).

TLC significa que se pueden almacenar tres bits de información en cada celda. Esto es posible gracias a las trampas de carga con ocho niveles de electrones potenciales diferentes, lo que da como resultado ocho posibles voltajes de umbral diferentes que pueden afectar el valor binario almacenado (uno o cero) de cada celda, lo que finalmente permite que se almacenen tres datos en cada celda en lugar de uno.

La memoria de celda multinivel (MLC) se refiere al uso de celdas que almacenan dos bits por celda a través de cuatro valores o niveles de carga. Una MLC de dos bits tiene un nivel de carga único asignado a cada combinación posible de uno y cero.

¿Cuáles son los beneficios de TLC sobre SLC y MLC?

El principal beneficio de TLC sobre la memoria Flash con celda multinivel es un costo más bajo por unidad de almacenamiento debido a la mayor densidad de datos. Debido a que TLC almacena más bits por celda, puede triplicar la capacidad de SLC y proporcionar 1,5 veces más almacenamiento que MLC de dos bits.

La memoria SLC ofrece los beneficios de mayores velocidades de escritura, menor consumo de energía y mayor resistencia celular. Sin embargo, la fabricación cuesta más por megabyte de almacenamiento porque almacena menos datos por celda que MLC y TLC.

¿Cuáles son las desventajas del TLC en comparación con SLC y MLC?

Las desventajas de TLC, en comparación con SLC y MLC, incluyen:

Rendimiento: Los ocho niveles de voltaje de TLC, a diferencia de los dos niveles de SLC y los cuatro niveles de MLC de dos bits, lo hacen más lento porque cada nivel de voltaje debe verificarse y traducirse nuevamente a bits al leer datos.

Confiabilidad: Los ocho niveles de voltaje de TLC y la pequeña diferencia entre ellos hacen que el proceso de lectura sea más sensible al ruido que SLC y MLC, lo que lleva a una tasa de error de bits más alta que SLC y MLC.

Resistencia: Por lo general, cuantos más bits de datos y niveles de carga tenga una celda flash, menos ciclos de escritura o P/E puede admitir. Por lo tanto, el flash TLC tiene menor resistencia a la escritura que el flash SLC y Flash con celda multinivel. Por lo general, una celda de memoria TLC plana no puede soportar más de 500 o 1000 ciclos de escritura.

Equilibre el rendimiento y la capacidad con SSD TLC

La memoria flash TLC apila las celdas de memoria verticalmente para permitir mayores densidades de almacenamiento a costos más bajos por bit. Los SSD de TLC pueden almacenar tres bits de información por celda. Si bien existen beneficios claros de usar SSD TLC para el almacenamiento de datos, incluido el costo más bajo y la densidad de datos más alta, también existen ciertas desventajas, como el rendimiento, la confiabilidad y la resistencia. Elegir el SSD adecuado para sus necesidades dependerá de sus requisitos de presupuesto y almacenamiento de datos. No hay un tamaño único para el almacenamiento de datos, y con la abundancia de opciones, deberá realizar su propia investigación y potencialmente probar diferentes soluciones antes de llegar a la mejor opción posible.