固态硬盘闪存芯片之MLC与SLC的区别

在固态硬盘知识介绍中经常会提及MLC与SLC。SLC和MLC均是NAND Flash的存储原理级技术，也可以理解为目前NAND Flash在存储数据原理方面分道扬镳的一个表现。

SLC全称单层式储存 (Single Level Cell），是指一个Block（块，Flash的基本存储单元，也可称为Cell）只有两种电荷值，高低不同的电荷值表明0或者1，因为只需要一组高低电压就可以区分出0或者1信号，所以SLC最大的驱动电压可以做到很低，传统的双电压卡或者低电压版本卡片肯定采用SLC类型的NAND Flash芯片。

SLC因为结构简单，在写入数据时电压变化的区间小，所以寿命较长，传统的SLC Flash可以经受10万次的读写，因此出现坏Block的几率较小，因为存储结构非常简单，一组电压即可驱动，所以其速度表现更好，目前所有的超高速卡都采用SLC类型的Flash芯片。不过这种一个Block只存储一组数据的模式无法在相同的晶圆面积上实现较高的存储密度，所以只能在工艺制程方面努力进步，才能满足用户在容量方面的要求。

MLC（多层式储存—Multi Leveled Cell）是那种充分利用Block的技术，它采用较高的电压驱动，通过不同级别的电压在一个Block中记录两组位信息（00、01、11、10），这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍，这对于曾经工艺制程遇到瓶颈的NAND Flash而言，是非常好的消息。不过MLC除了同制程、同晶圆面积时理论大一倍的记录空间外，存在一些先天的弊端，比如说电压区间更小，Flash就需要更多的CRC校验空间，这会大概占据Block中10%的空间，因此实际使用中同制程同晶圆面积的MLC的容量不到SLC的一倍。因为电压变化更频繁，所以MLC技术的Flash在寿命方面远劣于SLC，官方给出的可擦写次数仅为1万次，也就是说一张512MB的USB闪存盘，你写入512MB的数据1万次（理想状态），它就完蛋了，这可能是MLC最要命的一个缺点。

MLC技术的Flash还有一个缺点，它的读写速度先天不如SLC，一个Block存储两组位数据，自然需要更长的时间，这里面还有电压控制、CRC写入方式等因素需要考虑。综合而言，SLC在寿命和性能方面拥有独特的优势，不过需要更好的工艺制程才能拥有较大的容量。而MLC虽然在容量方面有先天的优势，但在速度和寿命方面存在先天的不足。

总结：MLC是低成本解决方案，而SLC高性能高成本的代表者，两者的性能（尤其是随机写入方面）、读写寿命都存在很大差异。