SSDs multicamadas: O que são SLC, MLC, TLC, QLC e PLC?

Uma unidade de estado sólido Samsung.

Drives de estado sólido  melhoram o desempenho de computadores antigos e transformam PCs mais novos em máquinas velozes. Mas, quando você compra um, você é bombardeado com termos, como SLC, SATA III,  NVMe e M2 . O que tudo isso significa? Vamos dar uma olhada!

É tudo sobre as células

Os SSDs atuais usam armazenamento flash NAND, cujos blocos de construção são a célula de memória. Essas são as unidades básicas nas quais os dados são gravados em um SSD. Cada célula de memória aceita uma certa quantidade de bits, que são registrados no dispositivo de armazenamento como 1 ou 0.

SSDs de célula de nível único (SLC)

O tipo mais básico de SSD é o SSD de célula de nível único (SLC). Os SLCs aceitam um bit por célula de memória. Não é muito, mas tem algumas vantagens. Primeiro, os SLCs são o tipo mais rápido de SSD. Eles também são mais duráveis ​​e menos sujeitos a erros, por isso são considerados mais confiáveis ​​do que outros SSDs.

Os SLCs são populares em ambientes empresariais onde a perda de dados é menos tolerável e a durabilidade é fundamental. SLCs tendem a ser mais caros e normalmente não estão disponíveis para consumidores. Por exemplo, encontrei um SSD SLC empresarial de 128 GB na Amazon que custa o mesmo que um SSD de nível de consumidor de 1 TB com TLC NAND.

Se você vir um SSD SLC de consumidor, provavelmente tem um tipo diferente de NAND e um cache SLC para melhorar o desempenho.

SSDs de célula multinível (MLC)

O SSD Intel S3520 Series MLC.
SSD MLC da série S3520 da Intel. Intel

Os SSDs “multi-” em células de vários níveis (MLC) não são particularmente precisos. Eles armazenam apenas dois bits por célula, o que não é muito “multi-”, mas, às vezes, os esquemas de nomenclatura de tecnologia nem sempre são voltados para o futuro.

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Os MLCs são um pouco mais lentos do que os SLCs porque leva mais tempo para gravar dois bits em uma célula do que apenas um. Eles também são prejudicados em durabilidade e confiabilidade porque os dados são gravados no flash NAND com mais frequência do que em um SLC.

No entanto, os MLCs são SSDs sólidos. Suas capacidades não são tão altas quanto outros tipos de SSD, mas você pode encontrar um SSD MLC de 1 TB por aí.

SSDs de célula de camada tripla (TLC)

Como o próprio nome indica, os SSDs TLC gravam três bits em cada célula. No momento, os TLCs são o tipo mais comum de SSD.

Eles embalam mais capacidade do que os drives SLC e MLC em um pacote menor, mas sacrificam a velocidade relativa, a confiabilidade e a durabilidade. Isso não significa que as unidades TLC sejam ruins. Na verdade, eles provavelmente são sua melhor aposta agora – especialmente se você está procurando um acordo.

Não se deixe abater pela noção de menor durabilidade; Os SSDs TLC geralmente duram vários anos.

Terabytes gravados (TBWs)

Normalmente, a durabilidade do SSD é expressa como TBW (terabytes gravados). Este é o número de terabytes que podem ser gravados na unidade antes que ela falhe.

O modelo de 500 GB do Samsung 860 Evo (um SSD popular de alguns anos atrás) tem uma classificação TBW de 600; o modelo de 1 TB é 1.200 TBW. São muitos dados, portanto, uma unidade como essa deve servir a você por muitos anos.

Os TBWs também são estimativas de “nível seguro”; SSDs geralmente excedem esses limites. Para ficar no lado seguro, no entanto, certifique-se de fazer backup para minimizar a perda de dados – especialmente com unidades mais antigas.

SSDs de célula quádrupla (QLC)

Um SSD Intel 660p QLC.
O 660p da Intel foi um primeiro SSD de consumidor QLC lançado em 2018. Intel

Drives de célula de nível quádruplo (QLC) podem gravar quatro bits por célula. Você está sentindo um padrão neste ponto?

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QLC NAND pode empacotar muito mais dados do que outros tipos, mas, agora, as unidades QLC têm um grande impacto no desempenho da unidade. Isso é especialmente verdadeiro quando o cache se esgota durante transferências de arquivos grandes (40 GB ou mais). Isso pode ser um problema de curto prazo, pois os fabricantes tentam otimizar os QLCs.

A durabilidade também é uma preocupação, no entanto. A unidade Crucial P1 QLC NVMe de nível econômico tem apenas uma classificação de 100 TBW no modelo de 500 GB e apenas 200 TBW no de 1 TB. É uma queda considerável do TLC, mas ainda é bom o suficiente para uso doméstico.

SSDs Penta-Level Cell (PLC)

SSDs CLP, que podem gravar 5 bits por célula, ainda não existem para os consumidores, mas estão a caminho. A Toshiba mencionou os drives PLC no final de agosto de 2019 e a Intel  no mês seguinte. Os drives PLC devem ser capazes de incluir ainda mais capacidade em SSDs. No entanto, eles terão os mesmos problemas que os TLCs e QLCs quando se trata de durabilidade e desempenho.

Aconselhamos que você espere até que as avaliações sejam publicadas antes de comprar um SSD PLC antecipado. Além disso, verifique as classificações do TBW para ver quanto tempo duram e como o TBW se divide em termos do mundo real.

Por exemplo, o drive QLC que mencionamos acima tem uma classificação TBW inferior, mas funciona para cerca de 54 GB gravados por dia durante cinco anos. Ninguém grava tantos dados em casa, então você pode esperar que a unidade dure muito tempo, apesar de sua classificação TBW mais baixa.

Outros termos SSD

Um flash Samsung 3D NAND.
Um dos primeiros exemplos do flash NAND 3D da Samsung. Samsung

Esses são os tipos básicos de flash NAND, mas aqui estão mais alguns termos que podem ajudá-lo a saber:

  • NAND 3D: a certa altura, os fabricantes de NAND tentaram colocar as células de memória NAND mais próximas em uma superfície plana para diminuir o tamanho das unidades e aumentar a capacidade. Isso funcionou até certo ponto, mas a memória flash começa a perder sua confiabilidade quando as células estão muito próximas. Para contornar isso, eles empilharam as células de memória umas sobre as outras para aumentar a capacidade. Isso é comumente chamado de NAND 3D ou, às vezes, NAND vertical.
  • Tecnologia de nivelamento de desgaste: as células de memória SSD começam a se degradar assim que são usadas. Para ajudar a manter as unidades em boa forma por mais tempo, os fabricantes incluem tecnologia de desgaste, que tenta gravar dados nas células de memória da forma mais uniforme possível. Em vez de gravar um determinado bloco em uma seção da unidade o tempo todo, ele distribui os dados uniformemente, de forma que todas as células sejam preenchidas com a mesma taxa relativa.
  • Cache: Cada SSD possui um cache no qual os dados são armazenados brevemente antes de serem gravados na unidade. Esses caches são essenciais para aumentar o desempenho do SSD. Eles normalmente são compostos de SLC ou MLC NAND. Quando o cache está cheio, o desempenho tende a cair significativamente – isso é especialmente verdadeiro para alguns TLC e a maioria dos drives QLC.
  • SATA III: Este é o disco rígido e a interface SSD mais comuns disponíveis para PCs. Nesse contexto, “interface” significa apenas como uma unidade se conecta à placa-mãe. SATA III tem uma taxa de transferência máxima de 600 megabytes por segundo.
  • NVMe: Esta interface conecta um SSD à placa-mãe. NVMe viaja sobre PCIe para velocidades extremamente rápidas. As unidades atuais do consumidor NVMe são cerca de três vezes mais rápidas do que SATA III.
  • M.2:  Este é o fator de forma (tamanho físico, formato e design) dos drives NVMe. Eles costumam ser chamados de drives “goma stick” porque são pequenos e retangulares. Eles se encaixam em slots especiais na maioria das placas-mãe modernas.
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Isso conclui nossa introdução rápida sobre flash NAND em unidades de estado sólido modernas. Agora você está bem equipado para escolher o melhor inversor para suas necessidades.