固态硬盘寿命tlc与mlc差多少 固态硬盘颗粒SLCMLCTLC的区别在哪里

我们都知道固态硬盘是以闪存芯片为存储介质的，而每一个闪存的基础存储单元是浮栅MOS管，为了搞清楚SLC、MLC、TLC的区别，不妨先看一下每个基础存储单元（浮栅MOS管）是如何读写数据的。

浮栅MOS管示意图

上图为浮栅MOS管的示意图，学过模电的同学可以看出它特别像MOS管，不过前者比MOS管多了一个栅极，因为处于氧化绝缘层之间不与部件相连，故称为“浮栅”，正因为其特殊的结构，如果浮栅层存储有电子，就算掉电，因为被包裹在绝缘层之间，电子也不会消失，那么里面的信息也不会丢失。

写操作：控制栅极加正电压，衬底接地，产生大量高能电子，部分电子会进入隧道氧化层，由于控制栅极的正电压，在电场作用下电子进入浮栅层。

擦操作：与写操作相反，衬底加入正电压，控制栅极接地，则浮栅层的电子会被“吸出”。

浮栅MOS管写、擦原理（图源于《深入浅出SSD》）

我们所存储的信息是以0和1进行表示的，聪明的小伙伴已经想到了，如果我们能检测到浮栅层里有电子，则表示“0”，否则则表示“1”。然而是否有电子是难以检测的，但电子的多少是不是就对应了电压，如果高于一个阈值，即表示“0”，否则则表示“1”。如下图所示，横轴表示电压，这就是SLC的存储单元的原理。即一个存储单元就存储1位信息(1bit)。

SLC电压分布（图源于《Inside NAND Flash Memories》，下同）

又有聪明的小伙伴想到了一个存储单元只表示1位信息是不是太浪费了，我们既然用阈值电压区分0和1，为什么不多分几个阈值电压，分三个阈值电压，是不是就可以把检测到的电压分成4份，分别表示00，01，10，11，这样就可以每个存储单元存储两位信息(2bit)，即MLC。

MLC电压分布

同理，能存储两位信息还是太少了，那我把它分成7个阈值电压，把电压分成8份分别表示000到111，这样就可以存储三位信息（3bit），即TLC。QLC则是可以存储四位信息，对应15个阈值电压。

TLC电压分布

综上，同一个存储单元上SLC能表示1bit信息，MLC能表示2bit，SLC能表示3bit。但是，随着阈值电压划分得越多，则需要定位的电压就越难，向存储单元写信息时需要准确定位阈值，则控制的电子数就需要更精确，同理在读取数据时需要采集更加精确的电压得到所存储的信息，这无疑增加了擦读时间以及损坏概率。