SLC、MLC、およびTLC NANDフラッシュとは

試してみた人なら誰でも、ソリッドステートドライブ（SSD）がすばらしいことを証明するでしょう！ お気に入りのアプリの読み込み時間が短縮され、全体的な効率が向上し、従来の回転式ハードドライブと比較して耐久性が向上したため、市場に出回るすべての新しいデバイスに登場するのも当然です。

しかし、特定のSSDが他のSSDよりも高価になるのはなぜですか？ レースカーのように、ボンネットの下にあるものがすべてです。

SSDの構造

2つの同封のNANDフラッシュメモリチップがインストールされたMyDigitalSSD BP4e mSATA SSD。 コントローラーチップはPHISONによって設計されています

• A. NANDフラッシュ：データが不揮発性（データを維持するための電力を必要としない）ブロックで保存される部分。

• B. DDRメモリ：将来のアクセスのために情報をキャッシュするために使用される少量の揮発性メモリ（データを維持するための電力が必要）。 すべてのSSDで利用できるわけではありません。

• C.コントローラー：NANDフラッシュとコンピューター間のメインコネクターとして機能します。 コントローラには、SSDの管理に役立つファームウェアも含まれています。

NANDフラッシュとは何ですか？

NANDフラッシュメモリは、ビットを保持する多数のセルで構成され、これらのビットは電荷によってオンまたはオフになります。 これらのオン/オフセルの編成方法は、SSDに保存されているデータを表します。 これらのセルのビット数もフラッシュの命名を決定します。たとえば、シングルレベルセル（SLC）フラッシュには各セルに1ビットが含まれます。

SLCがより低い容量でしか利用できない背後にある理由は、NANDフラッシュがプリント回路基板（PCB）で占める物理的な領域にあります。 回路基板には、コンピューターの内部に収まるように、コントローラー、DDRメモリ、フラッシュを標準的な寸法に構築する必要があることを忘れないでください。 MLCはセルあたりのビット数を2倍にしますが、TLCは3倍になり、これにより大容量のSSDが可能になります。

メーカーがSLCのようにセルごとに1ビットのフラッシュメモリを構築する特定の理由があります。 SLCには、最速で最も耐久性があるという利点がありますが、より高価であるという短所があり、より高いギガバイトストレージ容量では利用できません。 そのため、SLCは企業での大量使用に適しています。

SLCと比較して、MLCおよびTLCフラッシュは、製造コストが安く、より高いストレージ容量で利用できますが、寿命が比較的短く、読み取り/書き込み速度が遅いというトレードオフがあります。 MLCおよびTLCは、日常の消費者コンピューターの使用に適しています。

コンピューティングおよびNANDフラッシュの基本的なニーズを理解することは、適切なSSDを選択するのに役立つだけでなく、製品の背後にある価格などの要因を把握するのにも役立ちます。

SLC（シングルレベルセル）

シングルレベルセルフラッシュは、充電時にオンまたはオフにできるシングルビットであると呼ばれています。 このタイプのフラッシュには、データの読み取りおよび書き込み時に最も正確であるという利点があり、データの読み取りおよび書き込みサイクルが最も長く続くという利点もあります。 プログラムの読み取り/書き込みライフサイクルは、90,000〜100,000の間であると予想されます。 このタイプのフラッシュは、寿命、精度、および全体的なパフォーマンスのために、エンタープライズ市場で非常にうまく機能しています。 コストが高く、ストレージ容量が小さいため、このタイプのNANDを搭載したホームコンピューターはあまり多くありません。

長所：

• 他のどのタイプのフラッシュよりも長い寿命と充電サイクルを持っています。

• 読み取り/書き込みエラーのための、より信頼性の高い小さなスペース。

• より広い温度範囲で動作できます。

短所：

• 市場で最も高価なタイプのNANDフラッシュ。

• 多くの場合、小さな容量でのみ使用できます。

推奨：

• サーバーなどの重い読み取り/書き込みサイクルを必要とする産業用およびワークロード。

eMLC（エンタープライズマルチレベルセル）

eMLCはMLCフラッシュですが、エンタープライズセクター向けに最適化されており、パフォーマンスと持続性が向上しています。 読み取り/書き込みデータのライフサイクルは、20,000〜30,000の間であると予想されます。 eMLCは、SLCに代わる低コストの選択肢を提供しますが、SLCの長所の一部を維持しています。

長所：

• エンタープライズSSDのSLCよりも安価な代替品。

• 標準のMLCよりも優れたパフォーマンスと耐久性を備えています。

短所：

• パフォーマンスがSLC NANDフラッシュSSDと一致しません。

推奨：

• サーバーなどの重い読み取り/書き込みサイクルを必要とする産業用およびワークロード。

MLC（マルチレベルセル）

MLCフラッシュは、その名前が示唆するように、1つのセルに複数ビットのデータを保存します。 これの大きな利点は、SLCフラッシュの製造よりも製造コストが低いことです。 フラッシュ制作の低コストは一般に消費者としてあなたに引き継がれ、そのため多くのブランドの間で非常に人気があります。 MLCフラッシュは低価格であるため、民生用SSDに適していますが、データの読み取り/書き込み寿命は、セルあたり約10,000のSLCと比較して短くなります。

長所：

• より低い生産コストはあなたに消費者に渡されます。

• TLCフラッシュよりも信頼性があります。

短所：

• SLCやエンタープライズSSDほど耐久性と信頼性はありません。

推奨：

• 毎日の消費者の使用、ゲーマー、および愛好家。

TLC（トリプルレベルセル）

セルあたり3ビットを格納するTLCフラッシュは、製造するのに最も安価なフラッシュです。 このタイプのフラッシュの最大の欠点は、消費者の使用にのみ適しており、産業用の基準を満たすことができないことです。 読み取り/書き込みのライフサイクルは、セルあたり3,000〜5,000サイクルでかなり短くなります。

長所：

• 製造コストが最も安いため、市場に出回るSSDが安くなります。

短所：

• セルは、MLC NANDと比較してかなり少ない読み取り/書き込みサイクルで生き残ります。 これは、TLCフラッシュが消費者の使用にのみ適していることを意味します。

推奨：

• 毎日の消費者向けの使用、ウェブ/メールマシン、ネットブック、タブレット。

SSDのライフサイクル

すべての良いものと同様に、SSDは永遠に続きません。 上記のように、ソリッドステートドライブのライフサイクルは、付属のNANDフラッシュに直接起因する可能性があります。 たとえば、SLCフラッシュはMLCまたはTLCフラッシュよりも長持ちしますが、価格が非常に高くなります。

民生用SSDで一般的に使用/発見されているMLCおよびTLCフラッシュの場合、本当の問題はそれらがどれくらい続くかということです。

TechReport.comは、いくつかの利用可能なコンシューマグレードのSSDをテストしましたが、そのほとんどはMLC NANDであり、1つはTLC NANDであり、結果は有望です。 テストしたすべてのデバイスは、失敗するまでに少なくとも700テラバイト（TB）の書き込みが続き、プッシュしたものもペタバイト（PB）をパスしました。

これは大量のデータですが、SSDに1 PBを書き込む際にそれを理解してみましょう。

これらの数値を見ると、SSDが短時間で失敗するという疑いを和らげることができます。

次のような日常の消費者向けのMLCまたはTLC SSDを検討している場合; 音楽、写真、ソフトウェア、個人ドキュメント、またはゲームを保存する場合は、SSDが数年続くことを確認してください。 次のセクションで概説するように、この種の使用は、エンタープライズサーバーおよびコンピューターの継続的な大量の読み取り/書き込み使用に比べて軽いと見なされます。

注：SSDの寿命が心配な方は、Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology（略してSMART）などの機能を使用して、SSDの寿命を追跡できます。

エンタープライズSSDとコンシューマーSSD

エンタープライズSSDに期待される違いと要求は、それらをコンシューマSSDから世界の一部に設定しました。 エンタープライズSSDは、より高い基準を満たすように設計されており、ハイテクサービス、軍事、科学、および大量のデータの読み書きを必要とするあらゆる分野で一貫して機能します。

データベースサーバーは、エンタープライズSSDを見る場所の例です。これらのサーバーは24時間365日稼働しており、読み取り/書き込みライフサイクルの延長、読み取り/書き込み速度の高速化、過酷な環境での信頼性と耐久性の向上が含まれます。

民生用SSDは安価であり、エンタープライズSSDの必要最低限のバージョンです。 これは、特定の機能が欠けているように聞こえるかもしれませんが、より大きなストレージ容量を備えた安価な製品のメリットはそれだけの価値があります。 さらに、メーカーは常に価格を引き下げながらSSDのパフォーマンスを向上させています。

結論として

この時点で、おそらくSLC、MLC、およびTLC NANDフラッシュの違いについて良いアイデアをお持ちでしょう。 ここで説明した基本事項と、他のコストよりもコストが高い理由についての洞察により、ニーズに最適なフラッシュのタイプに関する混乱を解消する必要があります。

このガイドから理解する重要なことは、最新のSSDがかなりの時間持続するように構築されていることです。 ライフサイクルを考慮する必要がありますが、より高速で効率的なストレージの購入を妨げるものではありません。