01.QLC是什么?
当前,市面上有4种常见的NAND类型:SLC、MLC、TLC和QLC。
SLC指一个存储单元存储1比特数据,而QLC的一个存储单元则存储4比特数据。虽然数据密度的增加会降低存储每GB数据的成本,但单个存储单元含有的比特数越多,也会衍生出NAND的数据可靠性降低、读写延迟增加、性能降低等问题。
QLC刚刚面世之时,不少人都对其性能和寿命感到担忧,但随着闪存技术的不断发展迭代,QLC NAND的生态不断发展壮大,SSD产业链的各家厂商也开始了对QLC SSD的性能和寿命进行补强。而QLC SSD带来大容量、低成本优势也逐渐在某些应用场景中展露优势, 比如数据量大、不频繁修改数据且速度要求不高的应用场景。 这类场景以前大都还是HDD的天下,而QLC SSD的性能和续航能力相对HDD还是要高出好几个数量级,且SSD主控芯片的ECC(纠错码Error Correction Code)技术也会增强QLC SSD使用的耐久性、可靠性。
02.如何让QLC更可靠?
在QLC闪存产品中,每个单元可以存储4比特数据,因此QLC中的存储单元总共有16个可能的状态(S0~S15),如下图所示。
QLC单元状态示意图
相对于只有8个可能状态的TLC闪存单元来说,由于QLC闪存单元可能状态数增加,导致QLC相邻状态之间的电压差更小,因此对QLC闪存单元来说,会给读操作引入更多的噪声,带来更高的原始误码率(raw bit error rate)。
同样的,随着闪存擦写次数(P/E cycles)的增加,以及数据保持时间(data retention)的增加,闪存的读参考电压会发生偏移,相邻状态间发生交叠。由于QLC相邻状态间电压差更小,对这种电压偏移的容忍度也越小。
所以QLC相对TLC来说能支持的擦写次数也更少,例如现有QLC闪存产品支持1000~2000次擦写,而TLC则能够支持7000~10000次擦写操作。换句话说,同样的擦写次数或者相同的数据保持时间的情况下,QLC的原始误码率会比TLC高。因此,QLC给闪存控制器中的ECC(错误恢复技术)提出了更高的要求。
03.完全覆盖QLC的强大ECC技术
英韧科技于2018年成功研发并全面启用4K LDPC(低密度奇偶校验Low-Density Parity-Check)纠错技术,并广泛应用于自主研发的消费级和企业级主控芯片中,极大地降低了系统UBER(不可纠错误码率Uncorrectable Bit Error Rate),引领了纠错编解码技术在行业的技术创新发展。
英韧科技主控的纠错于设计之初就从底层原理出发,对矩阵构造和编解码算法都有许多精妙的优化,实现了很多突破。最终纠错能力极强,发生纠错失败从而触发重读的概率很小,同时纠错算法消耗的数据读取延迟短、功耗低。
在同样的码率下(纠错码使用bit数量一样),实测4K LDPC纠错比2K LDPC方案降低UBER至少两个数量级以上,大大提高纠错性能。除此以外,英韧主控采用自主研发的LDPC专利算法,在解码算法迭代的时候,实时动态更新并优化解码规则,因此纠错能力比行业平均水平提高约30%。
在近期举行的CFMS2023中国闪存市场峰会上,英韧科技也展示了搭配QLC NAND的参考设计,获得了不少行业人士的关注。
目前,英韧科技的多款主控芯片系列均支持4K LDPC,纠错能力可以完全覆盖QLC NAND,令用户可以充分发挥QLC NAND的成本优势,提升其性能和可靠性。
英韧科技自成立以来,始终专注存储领域,全面服务于消费级、企业级和工业级用户,提供优质可靠的存储主控芯片和固态硬盘解决方案,并为客户提供交钥匙固件方案、公版硬件设计和全套开卡软件,大大缩短产品上市时间。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-760518.html
英韧科技的消费级产品在入门、主流、高性能和游戏等细分市场上都能提供有竞争力的解决方案,尤其在各类成本优化解决方案上有着成熟的技术和丰富的经验。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-760518.html
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