tlc 看了这么多固态硬盘科普，今天终于搞明白TLC闪存和SLC缓存

除了少数MLC和QLC型号，TLC闪存基本上用于我们现在可以购买的固态驱动器。今天我们来介绍一些不为人知的TLC秘密。

为什么TLC写的比较慢？

闪存通过存储电子来记录和表达数据，存储电子的部件称为浮栅。通过向控制栅极的控制栅极施加参考电压，并判断源极和漏极是否导通，可以判断电子是否存储在浮栅中，从而实现闪存中数据的读取。

东芝在1984年发明了NAND闪存。最早的与非门闪存属于SLC类型，即每个存储单元可以记录1位数据。对于SLC闪存，闪存的浮栅中有代表0的电子，没有代表1的电子。

其实闪存写入过程就是把一部分1转换成0，也就是把电子“充电”到FT浮栅。擦除过程就是把门电路里的电子全部“放走”，让它们变回1。

对栅极进行“充电”的过程需要一步一步进行，逐渐增加“阈值电压”，每一步都与不同数据定义的预定分界线——“参考电压”进行比较。SLC的存储单元只需要表示一位数据，只需要区分0和1，因此只需要一个参考电压。

为了表示2位数据，MLC闪存需要区分11、01、00和10状态，并使用四个参考电压。因此，MLC闪存的写入过程变得比SLC慢得多。

在TLC时代，每个存储单元需要记录3位数据，二进制信息的数量增加到8。隔离这8种状态需要7个参考电压。TLC的写入过程需要更多的比较和验证，写入速度下降得更低。

为什么只有SLC缓存而没有MLC缓存？

PSLC模式是一种使用一些TLC闪存单元作为SLC的技术，从而大大提高了短时突发写入速度。同样的，TLC暂时作为MLC运行也是pMLC模式。然而，pMLC模式很少被提及，因为它看起来不如pSLC划算。下图显示了闪存在不同模式下的数据指示器:

虽然将TLC模拟为更高级的闪存可以缩短读写所需的时间，但是每个闪存单元可以容纳的数据更少，集成后的pMLC甚至可能没有TLC快。但pMLC的误码率较低，可以适应纠错能力较低的闪存控制器，可以用于一些工业应用。

3D叠加解决TLC问题了吗？

过去平面闪存中使用FT浮栅层作为电子的容器，而当代3D闪存中主要使用CT电荷俘获层存储电子。下图是平板闪存和东芝BiCS 3D闪存的结构对比:

因为BiCS结构增加了存储单元间距，所以可以增加单个编程序列的数据量来提高写入速度。同时，由于读写干扰的减少，闪存数据的错误率降低，BiCS也带来了更高的写入/擦除周期时间，也就是我们通常所说的“写入寿命”。

薄层色谱书写速度的增长也可以通过结构改进来升级

TLC写速度的缺点主要在于提高并发性。目前，一个闪光模具通常有两个平面:

东芝计划在下一代BiCS5 96层堆叠式3D闪存中将平面数量增加到4个，从而将闪存写入速度提高一倍。

技术一直在进步。TLC不好，但看起来也没那么差。