Mehrschichtige SSDs: Was sind SLC, MLC, TLC, QLC und PLC?

Solid-State-Laufwerke verbessern die Leistung alternder Computer und verwandeln neuere PCs in schnelle Maschinen. Aber wenn Sie eines kaufen, werden Sie mit Begriffen wie SLC, SATA III, NVMe und M.2 bombardiert. Was soll das alles heißen? Lass uns mal sehen!

Es dreht sich alles um die Zellen

Aktuelle SSDs verwenden NAND-Flash-Speicher, dessen Bausteine ​​die Speicherzelle ist. Dies sind die Basiseinheiten, auf die Daten in einer SSD geschrieben werden. Jede Speicherzelle akzeptiert eine bestimmte Anzahl von Bits, die auf dem Speichergerät als 1 oder 0 registriert werden.

Single-Level-Cell (SLC) SSDs

Die einfachste Art von SSD ist die Single-Level-Cell (SLC) SSD. SLCs akzeptieren ein Bit pro Speicherzelle. Das ist nicht viel, hat aber einige Vorteile. Erstens sind SLCs die schnellste Art von SSD. Sie sind außerdem langlebiger und weniger fehleranfällig, sodass sie als zuverlässiger gelten als andere SSDs.

SLCs sind in Unternehmensumgebungen beliebt, in denen Datenverlust weniger tolerierbar ist und Langlebigkeit entscheidend ist. SLCs sind in der Regel teurer und für Verbraucher normalerweise nicht verfügbar. Zum Beispiel habe ich bei Amazon eine 128-GB-SLC-SSD für Unternehmen gefunden, die genauso viel kostet wie eine 1-TB-SSD auf Verbraucherebene mit TLC-NAND.

Wenn Sie eine Consumer-SLC-SSD sehen, verfügt sie wahrscheinlich über einen anderen NAND-Typ und einen SLC-Cache, um die Leistung zu verbessern.

Multi-Level-Cell (MLC) SSDs

Intels MLC-SSD der S3520-Serie.

Die „Multi-“ in Multi-Level-Cell (MLC) SSDs ist nicht besonders genau. Sie speichern nur zwei Bits pro Zelle, was nicht sehr „mehrfach“ ist, aber manchmal sind technologische Benennungsschemata nicht immer zukunftsweisend.

MLCs sind etwas langsamer als SLCs, da es länger dauert, zwei Bits in eine Zelle zu schreiben als nur eines. Sie leiden auch an Haltbarkeit und Zuverlässigkeit, da Daten häufiger als bei einem SLC auf den NAND-Flash geschrieben werden.

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Trotzdem sind MLCs solide SSDs. Ihre Kapazitäten sind nicht so hoch wie bei anderen SSD-Typen, aber Sie können eine 1-TB-MLC-SSD finden.

Triple-Layer-Cell (TLC)-SSDs

Wie der Name schon sagt, schreiben TLC-SSDs drei Bits in jede Zelle. Zum jetzigen Zeitpunkt sind TLCs die gebräuchlichste Art von SSD.

Sie packen mehr Kapazität als SLC- und MLC-Laufwerke in ein kleineres Gehäuse, opfern jedoch relative Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit. Das bedeutet nicht, dass TLC-Laufwerke schlecht sind. Tatsächlich sind sie im Moment wahrscheinlich die beste Wahl – besonders wenn Sie auf der Suche nach einem Deal sind.

Lassen Sie sich von der Vorstellung von weniger Haltbarkeit nicht unterkriegen; TLC-SSDs halten in der Regel mehrere Jahre.

Geschriebene Terabyte (TBWs)

Typischerweise wird die SSD-Haltbarkeit als TBW (Terabytes geschrieben) ausgedrückt. Dies ist die Anzahl von Terabyte, die auf das Laufwerk geschrieben werden können, bevor es ausfällt.

Das 500-GB-Modell der Samsung 860 Evo (eine beliebte SSD von vor einigen Jahren) hat eine TBW-Zahl von 600; das 1-TB-Modell ist 1.200 TBW. Das sind eine Menge Daten, daher sollte Ihnen ein Laufwerk wie dieses viele Jahre lang dienen.

TBWs sind auch Schätzungen des „sicheren Niveaus“; SSDs überschreiten häufig diese Grenzen. Um jedoch auf der sicheren Seite zu sein, stellen Sie sicher, dass Sie ein Backup erstellen, um den Datenverlust zu minimieren – insbesondere bei älteren Laufwerken.

Quad-Level Cell (QLC) SSDs

Intels 660p war eine QLC-SSD für frühe Verbraucher, die 2018 veröffentlicht wurde.

Quad-Level-Cell-(QLC)-Laufwerke können vier Bits pro Zelle schreiben. Spüren Sie an dieser Stelle ein Muster?

QLC NAND kann viel mehr Daten packen als andere Typen, aber im Moment haben QLC-Laufwerke einen großen Einfluss auf die Laufwerksleistung. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Cache bei großen Dateiübertragungen (40 GB oder höher) erschöpft ist. Dies kann ein kurzfristiges Problem sein, da Hersteller versuchen, QLCs zu optimieren.

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Die Haltbarkeit ist jedoch auch ein Problem. Das Crucial P1 QLC NVMe-Laufwerk der Budgetklasse hat nur eine 100-TBW-Zahl beim 500-GB-Modell und nur 200 TBW beim 1-TB-Modell. Das ist ein ziemlicher Tropfen vom TLC, aber immer noch gut genug für den Heimgebrauch.

Penta-Level Cell (PLC) SSDs

SPS-SSDs, die 5 Bit pro Zelle schreiben können, gibt es für Verbraucher noch nicht, aber sie sind auf dem Weg. Toshiba erwähnte SPS-Laufwerke Ende August 2019 und Intel der folgende Monat. SPS-Laufwerke sollen noch mehr Kapazität in SSDs packen können. Sie haben jedoch die gleichen Probleme wie TLCs und QLCs, wenn es um Haltbarkeit und Leistung geht.

Wir empfehlen Ihnen, mit dem Kauf einer frühen SPS-SSD zu warten, bis Bewertungen veröffentlicht wurden. Sehen Sie sich auch die TBW-Bewertungen an, um zu sehen, wie lange sie dauern und wie die TBW in der Praxis abschneidet.

Zum Beispiel hat das oben erwähnte QLC-Laufwerk eine niedrigere TBW-Zahl, aber es ergibt über fünf Jahre hinweg etwa 54 GB, die pro Tag geschrieben werden. Niemand schreibt zu Hause so viele Daten, sodass Sie davon ausgehen können, dass das Laufwerk trotz seiner niedrigeren TBW-Bewertung lange hält.

Andere SSD-Bedingungen

Ein frühes Beispiel für Samsungs 3D-NAND-Flash.

Dies sind die grundlegenden Arten von NAND-Flash, aber hier sind ein paar weitere Begriffe, die Ihnen helfen könnten:

3D-NAND: An einem Punkt versuchten NAND-Hersteller, NAND-Speicherzellen auf einer ebenen Fläche näher zusammenzubringen, um Laufwerke kleiner zu machen und die Kapazität zu erhöhen. Dies funktionierte bis zu einem gewissen Punkt, aber Flash-Speicher verliert an Zuverlässigkeit, wenn die Zellen zu nahe beieinander liegen. Um dies zu umgehen, stapelten sie die Speicherzellen übereinander, um die Kapazität zu erhöhen. Dies wird allgemein als 3D-NAND oder manchmal als vertikales NAND bezeichnet.
Wear-Leveling-Technologie: SSD-Speicherzellen beginnen sich zu verschlechtern, sobald sie verwendet werden. Damit Laufwerke länger in Schuss bleiben, setzen die Hersteller auf Verschleißtechnologie, die versucht, Daten möglichst gleichmäßig in die Speicherzellen zu schreiben. Anstatt die ganze Zeit einen bestimmten Block in einen Abschnitt des Laufwerks zu schreiben, werden die Daten gleichmäßig verteilt, sodass alle Zellen mit relativ gleicher Geschwindigkeit gefüllt werden.
Cache: Jede SSD verfügt über einen Cache, in dem Daten kurz zwischengespeichert werden, bevor sie auf das Laufwerk geschrieben werden. Diese Caches sind entscheidend für die Steigerung der SSD-Leistung. Sie bestehen normalerweise aus SLC- oder MLC-NAND. Wenn der Cache voll ist, sinkt die Leistung tendenziell erheblich – dies gilt insbesondere für einige TLC- und die meisten QLC-Laufwerke.
SATA III: Dies ist die gängigste Festplatten- und SSD-Schnittstelle für PCs. In diesem Zusammenhang bedeutet „Schnittstelle“ nur, wie ein Laufwerk mit dem Motherboard verbunden ist. SATA III hat einen maximalen Durchsatz von 600 Megabyte pro Sekunde.
NVMe: Diese Schnittstelle verbindet eine SSD mit dem Motherboard. NVMe reist über PCIe für blitzschnelle Geschwindigkeiten. Aktuelle NVMe-Consumer-Laufwerke sind etwa dreimal schneller als SATA III.
M.2: Dies ist der Formfaktor (physische Größe, Form und Design) von NVMe-Laufwerken. Sie werden oft als „Gumstick“-Laufwerke bezeichnet, weil sie winzig und rechteckig sind. Sie passen in spezielle Steckplätze auf den meisten modernen Mainboards.

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Damit ist unsere kurze Einführung zu NAND-Flash in modernen Solid-State-Laufwerken abgeschlossen. Jetzt sind Sie bestens gerüstet, um den besten Antrieb für Ihre Anforderungen auszuwählen.