从SLC 到 MLC、TLC颗粒

*以下是个人对相关基础知识的梳理和总结，对于高度专业性的知识个人理解可能会有出入，如果有误，希望各位大佬不吝指教；

1.SLC 颗粒 （Single-Level Cell）

    SLC颗粒每个储存单元只存储一个信息位（即“0”或“1”），因此其存储容量相对较小，单位存储成本相对较高；但也正是由于SLC颗粒的单一信息位存储方式，其读写速度非常快，且寿命相对较长。它们通常被用于对可靠性和性能有高要求的专业领域固态硬盘中，这些领域对数据的安全性要求较高，需要保存更长时间。

    【前面的博文都是以SLC 颗粒举例讲解】

    那么在不改变硬件size的前提下，有没有办法增加存储容量呢？

     可以，工程师们开始在栅极电压的大小上做文章，于是MLC等应运而生；

    前面提到过，对cell 进行program实际上是写0，如果没有program默认数据就是1，所以program只需要一个合理的电压值即可

存的bit数增加之后，每个信息的电压范围就变窄了；变窄了之后对program、read的要求变高了；数据的稳定性就差了；

2.MLC颗粒 （Multi-Level Cell）

    MLC颗粒则可以在每个储存单元内储存2bits 信息，从而提高了存储容量，降低了单位存储容量成本。

    2bit就可以代表4种数据，11,10,01,00，

    下面开始思考program MLC的flow：比如把11 的Vprog = 0V，10 的Vprog = 1V，01 的Vprog = 2V，00 的Vprog = 3V，

            对于单个cell来说，只需要prog一次就ok了

            对于整个WL（假设一个WL有100个cell）来说，则需要program3次才能完成整个wl的写动作，第一次Vprog = 1V，第二次Vprog = 2V，第三次Vprog = 3V

     但是真正在program并不是按照这个电压排序

    在这里引出格雷码的概念：

        在一组数的编码中，若任意两个相邻的代码只有一位二进制数不同，则称这种编码为格雷码（Gray Code）

        因为后面需要用格雷码来保证相邻状态的编码之间只有一位不同，所以就变成了下面这样：

        11 的Vprog = 0V，10 的Vprog = 1V，00 的Vprog = 2V，01 的Vprog = 3V

        那为什么需要这么做呢？就和read 有关系了

       下面开始思考read MLC的flow： 

            继续把上述的四组数据分类：11, 10，00, 01，高bit称为高页，低bit称为低页

            先看高页1 1 | 0 0 ，那我们在中间读一次就可以知道高页是1还是0

            再看低页1 | 0 0 | 1，那我们读两次就可以知道低页是1还是0

    通过三次read，就可以知道所有Cell中的info了

    可以考虑下一开始举的例子，如果按照这种方式prog，11,10,01,00，需要读几次？

3.SLC颗粒 （Trinary-Level Cell） （目前常用）

    TLC颗粒每个存储单元可以存储3bit信息

   3bit就可以代表8种数据，111,110,101,100,011,010,001,000

    要根据不同类型的sensing，有1-2-4,2-3-2,1-3-3类型

    下面以1-3-3举例

        根据这个图就可以知道电压的分布，自己可以仿照MLC来分析；

4.QLC颗粒 （Quad-Level Cell）

    QLC颗粒则可以存储4bit信息

    4bit就可以代表16种数据，1111,1110,1101,1100，1011,1010,1001,1000,0111,0110,0101,0100,0011,0010,0001,0000

    作为SSD 固件开发工程师，目前还没有接触过QLC颗粒o(╥﹏╥)o

    等后续接触到了，再来update。。。