NAND Flash-Speicher: SLC oder MLC?

By J-Mai-BSTBlog

Datakey bietet Entwicklern und OEMs schon seit geraumer Zeit den RUGGEDrive™, einen Wechseldatenträger für industrielle Anwendungen in problematischen Umgebungen. Der RUGGEDrive™ erhält seine besonderen Eigenschaften durch ein einzigartiges Spritzgussverfahren, bei dem der Speicher-Chip und auch die restliche Elektronik, bis auf die Kontakte, mit Kunststoff umgossen wird.

RUGGEDrive™ ist ein kompakter Datenträger mit proprietärem Anschlusssystem. Er ist robust, flüssigkeitsabweisend, hält extremen Temperaturen und Vibrationen stand und ist unempfindlich gegenüber aggressiven Chemikalien. 

Datakey setzt dabei bislang Industriestandard MLC (Multi-Level-Cell) NAND Flash-Speicher ein, der auch in handelsüblichen SD-Karten zu finden ist, und bietet den RUGGEDrive™ wahlweise entweder mit USB2.0- oder SD-Karten-Funktionalität an.

Datakey hat die DFX-Familie um den DFX-I und DFX-IS erweitert.

Der DFX RUGGEDrive™ mit SD-Karten-Funktionalität ist jetzt auch als DFX-I mit 4 – 64 GB MLC Flash-Speicher für noch extremere Betriebstemperaturen von -40°C bis +85°C und optional als DFX-IS mit 1 GB Single-Level-Cell (SLC) NAND Flash-Speicher verfügbar.

Multi-Level-Cell (MLC) und Single-Level-Cell (SLC) sind zwei unterschiedliche Arten von Speicherzellen, die physikalische Realisierung der kleinsten Einheit eines Speichers von logischen Zuständen, dem 1-Bit-Speicherelement. D.h. eine SLC-Speicherzelle speichert genau ein Bit, eine MLC mehr als ein Bit pro Zelle.

In einer NAND-Flashzelle kann im Rahmen des Floating Gate die Speicherung der Daten mit einer unterschiedlichen Anzahl von Spannungsniveaus erfolgen. Mit zwei verschiedenen Spannungsniveaus pro Zelle kann ein Bit pro Zelle gespeichert werden, diese NAND-Zellen werden auch als SLC-Speicherzelle bezeichnet. Werden vier verschiedene Spannungsniveaus verwendet, können damit zwei Bit pro Zelle gespeichert werden, wie dies bei den MLC-Speicherzellen der Fall ist. Mit acht verschiedenen Spannungsniveaus lassen sich drei Bit pro NAND-Zelle speichern; diese werden als TLC-Speicherzellen bezeichnet.

Das Abspeichern von mehreren Bits pro Speicherzelle hat den Nachteil, dass sich die Lese- und Schreibgeschwindigkeit reduziert und bei einem Ausfall der Zelle die Bitfehlerrate erhöht. Der wesentliche Vorteil ist im Gegenzug die höhere Speicherdichte, da hier mehr als ein Bit pro Zelle abgespeichert wird. So kann auf der gleichen Chipfläche die doppelte oder noch größere Informationsmenge gespeichert werden als bei der Single-Level-Speicherung.

Insbesondere bei Halbleiterspeichern bietet dies erhebliche Preisvorteile gegenüber SLC, da die benötigte Chipfläche bei der Herstellung ein wesentlicher Kostenfaktor ist. So kosten SLC-Chips zwar mehr, benötigen jedoch weniger Strom, übertragen Daten etwas schneller und sind insgesamt langlebiger als MLCs. Für die DFX-IS Ausführung des RUGGEDrive™ mit SLC NAND Flash-Speicher gibt Datakey typische 60.000 bis 100.000 Schreibzyklen an, was ca. dem 20-fachen der DFX-Version mit MLC NAND Flash-Speicher entspricht.

Für mehr Infos über den RUGGEDrive™ klicken Sie bitte hier.

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