一文解析SLC、MLC和TLC三者的区别

SLC、MLC和TLC

OFweek电子工程网讯：X3(3-bit-per-cell)架构的TLC芯片技术是MLC和TLC技术的延伸，最早期NAND Flash技术架构是SLC(Single-Level Cell)，原理是在1个存储器储存单元(cell)中存放1位元(bit)的资料，直到MLC(Multi-Level Cell)技术接棒后，架构演进为1个存储器储存单元存放2位元。

2009年TLC架构正式问世，代表1个存储器储存单元可存放3位元，成本进一步大幅降低。

如同上一波SLC技术转MLC技术趋势般，这次也是由NAND Flash大厂东芝(Toshiba)引发战火，之后三星电子(Samsung Electronics)也赶紧加入战局，使得整个TLC技术大量被量产且应用在终端产品上。

TLC芯片虽然储存容量变大，成本低廉许多，但因为效能也大打折扣，因此仅能用在低阶的NAND Flash相关产品上，象是低速快闪记忆卡、小型记忆卡microSD或随身碟等。

象是内嵌世纪液体应用、智能型手机(Smartphone)、固态硬碟(SSD)等技术门槛高，对于NAND Flash效能讲求高速且不出错等应用产品，则一定要使用SLC或MLC芯片。

2010年NAND Flash市场的主要成长驱动力是来自于智能型手机和平板计算机，都必须要使用SLC或MLC芯片，因此这两种芯片都处于缺货状态，而TLC芯片却是持续供过于求，且将整个产业的平均价格往下拉，使得市调机构iSuppli在统计2010年第2季全球NAND Flash产值时，出现罕见的市场规模缩小情况发生，从2010年第1季43亿美元下降至41亿美元，减少6.5%。

U盘MP3中使用的SLC、MLC、TLC闪存芯片的区别：

SLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，速度快寿命长，价格超贵(约MLC 3倍以上的价格)，约10万次擦写寿命

MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，速度一般寿命一般，价格一般，约3000---10000次擦写寿命

TLC = Trinary-Level Cell，即3bit/cell，也有Flash厂家叫8LC，速度慢寿命短，价格便宜，约500次擦写寿命，目前还没有厂家能做到1000次。

需要说明的闪存的寿命指的是写入(擦写)的次数，不是读出的次数，因为读取对芯片的寿命影响不大。

下面是SLC、MLC、TLC三代闪存的寿命差异

SLC 利用正、负两种电荷 一个浮动栅存储1个bit的信息，约10万次擦写寿命。

MLC 利用不同电位的电荷，一个浮动栅存储2个bit的信息，约一万次擦写寿命，SLC-MLC【容量大了一倍，寿命缩短为1/10】。

TLC 利用不同电位的电荷，一个浮动栅存储3个bit的信息，约500-1000次擦写寿命，MLC-TLC【容量大了1/2倍，寿命缩短为1/20】。

闪存产品寿命越来越短，现在市场上已经有TLC闪存做的产品了。

鉴于SLC和MLC或TLC闪存寿命差异太大，强烈要求数码产品的生产商在其使用闪存的产品上标明是SLC和MLC或TLC闪存产品。

许多人对闪存的SLC和MLC区分不清。就拿MP3随身听来说，是买SLC还是MLC闪存芯片的呢?在这里先告诉大家，如果你对容量要求不高，但是对机器质量、数据的安全性、机器寿命等方面要求较高，那么SLC闪存芯片的首选。但是大容量的SLC闪存芯片成本要比MLC闪存芯片高很多，所以目前2G以上的大容量，低价格的MP3多是采用MLC闪存芯片。大容量、低价格的MLC闪存自然是受大家的青睐，但是其固有的缺点，也不得不让我们考虑一番。

什么是SLC?

SLC英文全称(Single Level Cell——SLC)即单层式储存 。主要由三星、海力士、美光、东芝等使用。

SLC技术特点是在浮置闸极与源极之中的氧化薄膜更薄，在写入数据时通过对浮置闸极的电荷加电压，然后透过源极，即可将所储存的电荷消除，通过这样的方式，便可储存1个信息单元，这种技术能提供快速的程序编程与读取，不过此技术受限于Silicon efficiency的问题，必须要由较先进的流程强化技术(Process enhancements)，才能向上提升SLC制程技术。

什么是MLC?

MLC英文全称(Multi Level Cell——MLC)即多层式储存。主要由东芝、Renesas、三星使用。

英特尔(Intel)在1997年9月最先开发成功MLC，其作用是将两个单位的信息存入一个Floating Gate(闪存存储单元中存放电荷的部分)，然后利用不同电位(Level)的电荷，通过内存储存的电压控制精准读写。MLC通过使用大量的电压等级，每个单元储存两位数据，数据密度比较大。SLC架构是0和1两个值，而MLC架构可以一次储存4个以上的值，因此，MLC架构可以有比较好的储存密度。

与SLC比较MLC的优势：

签于目前市场主要以SLC和MLC储存为主，我们多了解下SLC和MLC储存。SLC架构是0和1两个值，而MLC架构可以一次储存4个以上的值，因此MLC架构的储存密度较高，并且可以利用老旧的生产程备来提高产品的容量，无须额外投资生产设备，拥有成本与良率的优势。

与SLC相比较，MLC生产成本较低，容量大。如果经过改进，MLC的读写性能应该还可以进一步提升。

与SLC比较MLC的缺点：

MLC架构有许多缺点，首先是使用寿命较短，SLC架构可以写入10万次，而MLC架构只能承受约1万次的写入。

其次就是存取速度慢，在目前技术条件下，MLC芯片理论速度只能达到6MB左右。SLC架构比MLC架构要快速三倍以上。

再者，MLC能耗比SLC高，在相同使用条件下比SLC要多15%左右的电流消耗。

虽然与SLC相比，MLC缺点很多，但在单颗芯片容量方面，目前MLC还是占了绝对的优势。由于MLC架构和成本都具有绝对优势，能满足2GB、4GB、8GB甚至更大容量的市场需求。