pSLC存储技术介绍
pSLC (Pseudo-Single-Level Cell),即拟SLC,是一种创新的固件技术,旨在将多层单元(MLC) 或三层单元(TLC) 转化为类似单层单元(SLC)的工作模式。该技术运用了独特的闪存管理优化算法,使MLC或TLC能够以SLC NAND的工作模式进行读写操作,从而实现了与SLC相近的高性能、高可靠性与高耐久度。
由于其低功耗的特性,在小型容量但要求大带宽的应用场合,以及在大带宽环境下需保持不掉速的场合,pSLC技术得到了广泛应用。此外,在工控领域,面对-40℃至85℃的恶劣高低温环境,pSLC技术同样展现出强大的适应性,能够在不断切换的温度条件下稳定运行。
pSLC模式的主要优势包括:
1 高性能:pSLC模式通过优化算法,减少了写入延迟,提高了写入速度,使得存储设备的性能更接近SLC的水平。稳定的高性能表现使得pSLC技术适用于各种应用场景,尤其是在需要持续、稳定数据传输的场合。
2 寿命延长:pSLC技术大幅提高了固态硬盘的使用寿命。通过优化算法,pSLC模式的P/E次数(编程/擦除次数)可以增加20~30倍,甚至在某些情况下,85℃高温环境下仍可达10万次以上。这意味着在相同的使用条件下,pSLC技术的产品能够更长时间地保持稳定的性能。
3 可靠性增强:pSLC技术的可靠性介于SLC和MLC之间,具有较高的耐久性。相较于MLC、TLC和QLC闪存技术,pSLC闪存具有更高的性能和耐久性,能够弥合性能和寿命之间的鸿沟,满足高要求应用的需求。
FRC闪存研究
依据高温老化转化公式,计算出来的不同温度情况下,模拟40℃ data retention 1年需要的时间如下:
图一 高温data retention时间
实验中选取更贴近用户使用场景的高温85℃这一档,采用某款3D TLC闪存颗粒,在高温85℃下模拟40℃ data retention 1年,不同PE下,对比pSLC模式和TLC模式出现数据error bit的大致状况如下:
图二 pSLC模式error bit分布
图三 TLC模式error bit分布
实验的某款3D TLC闪存颗粒处于pSLC模式下,不同PE cycle data retention 1年,error bit增加并不明显,即使PE cycle到了60000次,虽然个别4k数据存在error bit,但是按照大样本统计出来的每4k数据平均error bit依旧是0,仍然处于LDPC的纠错能力范围内。
测试性能表现
以某款3D TLC闪存颗粒为存储介质开发的m.2 4T TLC产品设置成pSLC模式后,其顺序读写性能表现更加平稳,并且抖动更小,如下图所示:
图四 1M QD32 sequential write
图五 1M QD32 sequential read
产品方案介绍
目前,beat365体育官网平台pSLC产品可以支持到最大10T容量。总的来说,pSLC模式通过优化算法和特殊的闪存管理方式,实现了高性能、高可靠性和高耐久度的特点,同时延长了使用寿命。这些优点使得pSLC技术在固态硬盘等存储领域,特别是一些严苛恶劣的环境应用广泛。