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La memoria flash de celda de cuatro niveles (QLC ), o SSD QLC (unidad de estado s¨®lido), es una tecnolog¨ªa de memoria NAND optimizada para la capacidad que proporciona un coste por terabyte que iguala o supera a las unidades de disco duro (HDD). Como su nombre sugiere, las SSD QLC almacenan cuatro bits por celda, lo que proporciona un rendimiento NVMe con mayores capacidades.

SSD QLC frente a SLC frente a MLC frente a TLC

Las SSD QLC son las ¨²ltimas en una larga tendencia de apretar m¨¢s bits por celda dentro de un dispositivo flash NAND. Aqu¨ª tiene un breve resumen de c¨®mo ha evolucionado la tecnolog¨ªa con el tiempo:

• Flash de celda de un solo nivel (single-level cell o SLC): un bit por celda y dos estados de voltaje posibles.

• Flash de celda multinivel (multi-level cell o MLC): dos bits por celda y cuatro estados de voltaje posibles.

• Flash de celda de nivel triple (triple-level cell o TLC): tres bits por celda y ocho estados de voltaje posibles.

• Flash de celda de nivel cu¨¢druple (quad-level cell o QLC): Cuatro bits por celda, 16 estados de voltaje posibles?

Como puede verse, el n¨²mero de estados de voltaje posibles se duplica con cada bit adicional almacenado dentro de una celda NAND. Hay una compensaci¨®n inherente entre la capacidad y la complejidad, a medida que aumenta el n¨²mero de bits que puede caber en una sola celda.?

Se necesita una mayor precisi¨®n el¨¦ctrica para tener en cuenta la complejidad a?adida de gestionar m¨²ltiples estados de voltaje durante la lectura/escritura. En la pr¨¢ctica, esto puede traducirse en una reducci¨®n del rendimiento y la longevidad del dispositivo NAND.?

La resistencia NAND se mide en ciclos de programa/borrado (P/E). Hasta el momento, los fabricantes han podido producir flash QLC con 1000 ciclos P/E, lo que es ¨®rdenes de magnitud menores que lo que es posible con las SSD SLC (100 000 ciclos P/E).?

Sin embargo, el rendimiento y la resistencia son relativos. El flash sigue teniendo un mayor rendimiento que las unidades de disco duro y existen soluciones alternativas para hacer frente a las limitaciones de resistencia de las unidades de estado s¨®lido QLC (por ejemplo, el uso de las unidades de estado s¨®lido SLC como cach¨¦).?

Esta misma compensaci¨®n ralentiz¨® la adopci¨®n de los TLC cuando aparecieron por primera vez, pero la tecnolog¨ªa mejor¨® con el tiempo y, actualmente, la mayor¨ªa de las cabinas de almacenamiento flash empresariales proporcionan un alto rendimiento, fiabilidad y velocidad con TLC NAND . Con la llegada de las SSD QLC, ahora es posible disfrutar de la velocidad del almacenamiento totalmente flash a un coste por capacidad que puede igualar o superar las cabinas de almacenamiento HDD.

?C¨®mo funcionan las SSD QLC?

La memoria flash almacena datos en celdas de memoria individuales hechas de transistores de efecto de campo (MOSFET) de puerta flotante de metal-¨®xido-semiconductor.?

Tradicionalmente, cada celda ten¨ªa dos estados posibles ¡ªuno o cero¡ª de acuerdo con un determinado nivel de voltaje. Una SLC utiliza estos dos estados de voltaje posibles para almacenar un solo bit de informaci¨®n, siendo? 1 cuando la carga est¨¢ casi vac¨ªa y 0 cuando est¨¢ casi llena.?

Las SSD MLC de dos bits, por otro lado, utilizan cuatro valores o niveles de carga posibles, por celda, para almacenar m¨¢s de un bit de informaci¨®n, asignando un nivel de carga a cada combinaci¨®n posible de unos y ceros de la siguiente manera:

• 11, cuando est¨¢ cerca del 25% de lleno
• 01, cuando est¨¢ cerca del 50% de lleno?
• 00, cuando est¨¢ cerca del 75% lleno
• Y 10, cuando est¨¢ cerca del 100% lleno

Las SSD QLC simplemente ampl¨ªan este concepto usando 16 voltajes de umbral diferentes para almacenar hasta cuatro piezas de informaci¨®n diferentes por celda.

?Cu¨¢les son las ventajas de las SSD QLC?

Las ventajas comunes de la memoria flash QLC incluyen:

• Un coste total de propiedad (TCO) m¨¢s bajo para las cargas centradas en la lectura
• Una huella de centro de datos reducida
• Un aumento exponencial de la capacidad con la velocidad de la tecnolog¨ªa all-flash

Sin embargo, las SSD QLC son menos fiables que sus equivalentes de memoria flash (m¨¢s informaci¨®n sobre ello en la siguiente secci¨®n).

?Cu¨¢les son las desventajas de las SSD QLC?

La durabilidad es una de las principales desventajas de las SSD QLC, y eso se debe a que el almacenamiento de m¨¢s bits por celda ha demostrado ser muy perjudicial para los ciclos de escritura.?

Si bien puede leer en una celda flash tantas veces como desee, cada vez que la escribe, degrada los aislantes de puerta flotante de las trampas de carga solo un poco.

?Son fiables las SSD QLC??

Por lo tanto, lo que las SSD QLC logran con unos costes m¨¢s bajos y una mayor capacidad, pierden resistencia y fiabilidad. Las celdas SSD QLC actuales solo pueden soportar unos 1000 ciclos de borrado de programas antes de que empiecen a descomponerse y se vuelvan ilegibles. Las SSD SLC, por otro lado, probablemente pueden borrarse y reescribirse m¨¢s de cien mil veces antes de que empiecen a descomponerse.

?Y el rendimiento? ?Las SSD QLC son m¨¢s lentas?

Las SSD de nivel superior tambi¨¦n son m¨¢s lentas. Una SSD TLC tiene que comprobar ocho? voltajes de umbral diferentes para lograr un valor preciso, pero una SSD QLC tiene que comprobar 16 voltajes de umbral diferentes. A medida que aumenta el n¨²mero de valores posibles, las diferencias entre ellos se hacen m¨¢s dif¨ªciles de distinguir y, en parte, debido a ello, las latencias de lectura de las SSD casi se han duplicado con cada bit adicional de datos.?

La escritura de datos tambi¨¦n es mucho m¨¢s lenta con las SSD QLC. La SLC tiene un margen de error muy grande y puede escribir datos en una celda con solo un pulso de voltaje grande. Sin embargo, las unidades de estado s¨®lido de nivel superior tienen que usar ciclos de pulso corto y luego la verificaci¨®n para ajustar con precisi¨®n la tensi¨®n umbral requerida. Actualmente, las SSD QLC solo pueden escribir entre unos 80 y 160 megabytes por segundo, lo que es incluso m¨¢s lento que algunos discos duros mec¨¢nicos.?

La mayor¨ªa de las unidades QLC resuelven este problema a trav¨¦s de ¡°caches¡±: para acelerar las transferencias de archivos, la unidad tratar¨¢ algunas de sus celdas como si fueran SLC en lugar de QLC, leyendo o escribiendo solo un bit de datos. Esto funciona bien hasta que empieza a transferir archivos masivos o tiene grandes cargas de trabajo sostenidas, momento en el que el rendimiento suele caer. El rendimiento de escritura de una unidad TLC, que utiliza la misma estrategia de almacenamiento en cach¨¦, es unas 10 veces mejor que el de una unidad QLC.?

Dicho esto, el rendimiento y la capacidad relativamente excelente de las SSD QLC siguen siendo una gran opci¨®n para muchas aplicaciones, como la transmisi¨®n de medios, las bases de datos y las copias de seguridad.?

A menos que est¨¦ escribiendo toneladas de datos, la menor resistencia tampoco deber¨ªa ser un problema. La mayor¨ªa de las unidades QLC siguen teniendo una capacidad nominal de entre 100 y 300 terabytes de datos escritos por 1 terabyte de capacidad de la unidad, lo que significa que una SSD QLC de 4 terabytes le permitir¨¢ escribir unas grabaciones 4K de unos 80 d¨ªas.

?Qu¨¦ SSD son QLC?

Actualmente hay muchas SSD QLC en el mercado. Estas incluyen:

• de Intel
• Unidad de SP
• El de Samsung
• de Western Digital
• La SSD SK hynix
• SSD de de Micron

Las ventajas de QLC Flash

Las ventajas comunes de la memoria flash QLC incluyen:

• Un coste total de propiedad (TCO) m¨¢s bajo para las cargas de trabajo centradas en la lectura
• Una huella de centro de datos reducida
• Un aumento exponencial de la capacidad con la velocidad de la tecnolog¨ªa all-flash

?Por qu¨¦ elegir É«¿Ø´«Ã½ para QLC Flash?

FlashArray//C de É«¿Ø´«Ã½? no utiliza m¨®dulos SSD flash como otros proveedores de almacenamiento. Los??de Pure permiten que el flash bruto se conecte directamente a trav¨¦s de NVMe , lo que reduce la latencia y aumenta el rendimiento. Esto permite que FlashArray//C maximice el rendimiento de sus m¨®dulos flash QLC, al tiempo que proporciona un coste por capacidad comparable al de las cabinas de almacenamiento h¨ªbridas y HDD.?

Otras ventajas de usar FlashArray//C para sus necesidades de almacenamiento son:

• Almacenamiento? Evergreen?para unas actualizaciones realmente no disruptivas sin interrupciones ni migraciones de datos.?
• Un ¨²nico panel de control para gestionar todos sus recursos de almacenamiento, tanto localmente como en la nube, con el entorno operativo?Purity?.?
• Una soluci¨®n de almacenamiento de datos moderna con la agilidad operativa necesaria para gestionar cargas de trabajo sensibles al rendimiento y orientadas a la capacidad.

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