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Was ist TLC-Flash-Speicher (Triple-Level Cell) und wie funktioniert er?

TLC-Speicher (Triple-Level Cell) ist eine Variante des Multi-Level-Cell-Storage, der drei Bits pro Speicherzelle speichern kann. Mit TLC k?nnen Unternehmen ihre Daten-Storage-Kosten senken, indem sie mehr Daten auf der gleichen Fl?che speichern.

TLC wird ¨¹blicherweise in Flash-Speicher verwendet, einem elektronischen, nichtfl¨¹chtigen Computerspeichermedium, das elektrisch gel?scht und neu programmiert werden kann. Die beiden Hauptarten von Flash-Speicher sind NOR und NAND, benannt nach den NOR- und NAND-Logikgattern.

Wof¨¹r wird TLC-Flash verwendet?

Zu den ¨¹blichen Anwendungsf?llen f¨¹r TLC-Flash geh?ren USB-Laufwerke, Solid-State-Laufwerke (SSDs) f¨¹r Unternehmen und Verbraucher sowie Storage-Karten f¨¹r Digitalkameras und Mobiltelefone.?

Als die Hersteller von Computerchips an die Grenzen der Skalierbarkeit von 2D- oder Single-Layer-Speicherzellen stie?en, entwickelten sie 3D-NAND-Flash, bei dem die Speicherzellen vertikal auf dem Chip gestapelt werden, um eine h?here Storage-Dichte bei geringeren Kosten pro Bit zu erm?glichen und au?erdem die Flash-Lebensdauer zu verl?ngern.

Warum hei?t es TLC?

TLC ist ein Akronym f¨¹r ?Triple-Level Cell¡°. Speicherzellen sind die grundlegenden Bausteine des Computerspeichers. Toshiba f¨¹hrte 2009 Speicherzellen mit drei Ebenen ein. Kurz darauf k¨¹ndigte Samsung eine Art von NAND-Flash an, die drei Bits an Informationen pro Zelle speichern kann, und pr?gte den Begriff ?Triple-Level Cell¡° (?TLC¡°). Samsung Electronics begann 2010 mit der Massenproduktion von TLCs und verwendete diese erstmals in seinen SSDs der Serie 840.

Wie funktioniert TLC?

Jeder Flash-Speicher-Mikrochip besteht aus Hunderten von Millionen von Zellen, von denen jede traditionell zwei m?gliche Zust?nde hat, je nachdem, ob Elektronen in der Ladungsfalle des Mikrochips vorhanden sind oder nicht, wobei dieser Zustand (eins oder null) das einzelne Datenbit darstellt, das in der Zelle auf einer einzigen Ebene im sogenannten SLC-Speicher (Single-Level Cell) gespeichert ist.

TLC bewirkt, dass drei Bits an Informationen in jeder Zelle gespeichert werden k?nnen. Erreicht wird dies durch Ladungsfallen mit acht verschiedenen potenziellen Elektronenniveaus, die acht verschiedene Schwellenspannungen erm?glichen, die sich auf den gespeicherten Bin?rwert (eins oder null) jeder Zelle auswirken k?nnen, sodass letztlich in jeder Zelle drei Daten-Bits statt nur einem gespeichert werden k?nnen.

MLC-Speicher (Multi-Level-Cell) bezeichnet die Verwendung von Zellen, die zwei Bits pro Zelle ¨¹ber vier Ladungswerte oder -zust?nde speichern. Bei einem Zwei-Bit-MLC wird jeder m?glichen Kombination von Einsen und Nullen ein einziger Ladezustand zugewiesen.

Welche Vorteile hat TLC gegen¨¹ber SLC und MLC?

Der Hauptvorteil von TLC gegen¨¹ber SLC- und MLC-Flash-Speicher sind die niedrigeren Kosten pro Storage-Einheit aufgrund der h?heren Datendichte. Da bei TLC mehr Bits pro Zelle gespeichert werden, kann es die Kapazit?t von SLC verdreifachen und bietet 1,5-mal mehr Storage als Zwei-Bit-MLC.

SLC-Speicher bietet die Vorteile h?herer Schreibgeschwindigkeiten, eines niedrigeren Stromverbrauchs und einer h?heren Lebensdauer der Zellen. Allerdings sind die Herstellungskosten pro Megabyte an Storage h?her, da weniger Daten pro Zelle gespeichert werden als bei MLC und TLC.

Was sind die Nachteile von TLC gegen¨¹ber SLC und MLC?

Zu den Nachteilen von TLC gegen¨¹ber SLC und MLC geh?ren:

Performance: Die acht Spannungsebenen von TLC, im Gegensatz zu den zwei Ebenen von SLC und den vier Ebenen von Zwei-Bit-MLC, machen TLC langsamer, da jede Spannungsebene beim Lesen von Daten gepr¨¹ft und in Bits zur¨¹ck¨¹bersetzt werden muss.

Zuverl?ssigkeit: Die acht Spannungsebenen von TLC und der sehr geringe Unterschied zwischen ihnen machen den Leseprozess empfindlicher f¨¹r Rauschen als SLC und MLC, was eine h?here Bitfehlerrate als bei SLC und MLC bewirkt.

Schreibbest?ndigkeit: Im Allgemeinen gilt: Je mehr Datenbits und Ladezust?nde eine Flash-Zelle hat, desto weniger P/E- oder Schreibzyklen kann sie unterst¨¹tzen. Daher hat TLC-Flash eine geringere Schreibbest?ndigkeit als SLC- und MLC-Flash. Eine planare TLC-Speicherzelle ¨¹bersteht in der Regel nicht mehr als 500 oder 1.000 Schreibzyklen.

Performance und Kapazit?t mit TLC-SSDs ausbalancieren

Bei TLC-Flash-Speicher werden Speicherzellen vertikal gestapelt, um eine h?here Storage-Dichte bei geringeren Kosten pro Bit zu erm?glichen. TLC-SSDs k?nnen drei Bits an Informationen pro Zelle speichern. Die Verwendung von TLC-SSDs f¨¹r Daten-Storage hat zwar eindeutige Vorteile, wie z.?B. niedrigere Kosten und eine h?here Datendichte, aber es gibt auch gewisse Nachteile, etwa im Hinblick auf Performance, Zuverl?ssigkeit und Lebensdauer. Welche SSD f¨¹r Ihre Anforderungen geeignet ist, h?ngt von Ihrem Budget und Ihren Daten-Storage-Anforderungen ab. Es gibt keinen perfekten Daten-Storage von der Stange, und bei der F¨¹lle der Angebote m¨¹ssen Sie selbst recherchieren und m?glicherweise verschiedene L?sungen ausprobieren, bevor Sie die bestm?gliche Wahl treffen.

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