2020-02-07 15:54:04 MicroSD·TF卡终极探秘·MLC颗粒之谜 1 三星篇引文博主之前的《MicroSD/TF存储卡选购终极指南》,上中下三篇,全文两万余字,制图一百六十余幅,虐了自己大半个月。期间4000+收藏、800+点赞、550+的评论,也让博主有了继续更文的勇气。《终极指南》这种科普资料集,自认是国内最详尽的存储卡资料集,但说白了,除开费时费力,没啥技术含量。这次Yo玩出个名堂| 赞55 评论75 收藏167查看详情 接上一篇,博主继续,综合利用以下数据渠道,验证哪些MicroSD存储卡,采用了MLC闪存颗粒。
闪迪西数的秘密MicroSD存储卡,原本叫做T-Flash、Trans Flash、TF卡,2004年由Sandisk闪迪和Moto摩托罗拉 发明,2005年被纳入SD标准,成为SD标准体系内尺寸最迷你的品类。TF卡原本就是设计给手机使用的,依托手机的智能化,2013年就已经占据了90%的闪存卡市场。大哥SD卡被边缘化,仅在相机领域可见了。 作为全球闪存卡第一品牌,Sandisk对生产成本的关切理所当然。 无论是闪存卡还是USB优盘,闪存颗粒占据85%以上的成本。 在2008年以前,市面只有价格高昂的SLC、MLC两种闪存颗粒,主要应用在企业级SSD固态硬盘领域。 家用消费类产品讲究的是薄利多销,跟利润丰厚不差钱的专业数据中心产品争抢原材料,没有什么议价权。 随手百度2007年国内各大媒体的存储卡年度横向评测,SLC颗粒的存储卡比比皆是,还能找到“该产品使用MLC这种廉价颗粒,耐久度值得关注”这种语句。 哪想到,刚跨过公历2008,这一年的除夕夜,闪迪就联合东芝,宣布创造了每单元存储3位数据的TLC颗粒,并马上量产。 2008-2009
第二年,刚被东芝存储收购的闪迪,马上郎情妾意的携手宣布了QLC的问世。这是一种更廉价的闪存颗粒,每单位可以存储4位数据。
为什么闪存颗粒,存储密度越大,读写速度越小,使用寿命就越短呢?将存储单元比作房子,里面流动的数据比作住在里面的人:
速度读写时,相当于突发地震预警和警报解除各自回家。 谁撤离到室外空旷处的速度比较快? 地震的时候,哪种建筑更抗震,不易倒塌? 结论一目了然。 为什么大家都想要买MLC颗粒?别墅买不起,普通人有个小洋房的梦想,不过分吧? 3D立体层叠技术制造的闪存,3D TLC、3D MLC之类,为什么能改善读写速度和使用耐久度呢?这就像棚户区改造啊,朋友们。 虽然是SLC平房,但跟宠物笼子一样,一户挨着一户,一家五口三代人,挤在一个三、四十平的空间里,不够用啊。 原地拆建成3D SLC小洋楼,按人头每人40平,分到两个百平三居室,居住体验得到提高,还能容纳更多的人,何乐而不为? 虽然是MLC楼梯房,可是没有电梯的破旧筒子楼,原地拆建成3D MLC电梯小高层,上下楼效率不降反升,还有更多的房子提供。 3D TLC也是这个道理,100米高层,改成150米以上高楼,但是增加超高速电梯和电梯数量。 那pSLC又是什么意思呢?pSLC,大概是Pseudo SLC的缩写,意思是假冒、模仿SLC的意思。 看上去有些贬义,实际上,这是现在流行的主控芯片的编码方式,把原本可以一个单元存储2字节数据的MLC芯片,或者一个单元存储3字节数据的TLC芯片,当成SLC芯片使用,每个单元实际上只用来存储1字节的数据。 套用博主的住房理论,这就是近年流行的“大平层豪宅”。 本来3D TLC这种150米以上超高层,是普通住房。 可一单元四梯六户的房型,改成四梯两户,300平以上的双边户大平层,就成豪宅了。 虽然没有SLC别墅那么抗震,可是深圳湾之类寸土寸金的地方,这也是当下的顶级选择了,两部入户电梯也保证了通勤速度,住户容量也更大。 3D TLC用pSLC方式运行,速度近似,耐久度能有2D SLC的三成左右,30000 PE。 3D MLC用pSLC方式运行,更矮的楼层数,上下楼 速度更快,耐久度更高,能达到2D SLC的六成,即60000 PE。 所以当下,千万别纠结写入速度150MB/s以上的UHS-II超高速卡,究竟是不是MLC。即便是3D TLC,也是以pSLC方式运行的,写入寿命无需担心。 譬如:2019版3D TLC的雷克沙 1800x。 言归正主,继续侃Sandisk。
这款传奇的32纳米4GB TLC闪存,随后在U盘、闪存卡领域攻城略地,不到两年时间就把红旗插遍大江南北,让MLC只能蜗在东南某岛苟延残喘。 2010
闪迪将东芝这款TLC商品化。 同样自家颗粒,同样采用9层堆叠SIP封装,把8颗4GB+1颗主控,组合成32GB TF卡,还落后三星同类产品2个多月。性能比起上一代普卡不进反退,C4速度缩水成C2……没关系,在后续的产品更替中,闪迪会…… ……让你习惯就好,这才是实在的生意人嘛~ 好在,还有Mobile Ultra至尊高速手机版! 2009年,第一代Mobile Ultra发布,专用于TF卡的名称,表明了闪迪深耕智能手机市场的决心。 C4的速度标定很低调,性能却很高调,实测18.3MB/s、12.8MB/s的读写速度,MLC颗粒就是这么狂拽。 次年,第二代Mobile Ultra至尊高速手机版上市,速度等级C4变成C6,性能继续增强到16.6MB/s的实测写入。 同时依然存在Ultra至尊极速 TF卡,与Mobile Ultra,只是卡面少了几个字,并未实质性区别。(Ultra图片未找到,遗憾) 2011Ultra与Mobile Ultra仍然是闪迪TF卡的旗舰,全新的红灰配色极其亮眼,在玩家中有一代卡皇之称。 虽然卡面没有标注速度等级,但包装上,仍然是C6的写入等级。 不过,玩家中传言,MLC被替换成了TLC? 我找寻到了不同容量的用户评测:
这个时期的玩家自评测,读卡器一般没有那么高端专业,都是拿手头有的读卡器跑测试。CH论坛那位兄弟的评测,读卡器明显限制了卡片的性能,正常来说可以读写双过30MB/s。 不过,并不影响我们做出结论:64GB版本写入性能严重缩水。 考虑到2011版的Mobile Ultra,MLC颗粒最高容量才是16GB,2012版一下跳跃到64GB,制程进步并不能提供这样的优势,真相只有一个: 32GB及以下容量采用MLC颗粒,64GB为了容量上的突破只能使用TLC颗粒。 2012-2013历史上的闪迪产品大年:
多了个U1标,也阻挡不了Ultra沦为低端,读写速度与2012版本完全一致,但全系TLC化。 Extreme Pro至尊超极速引领全球存储卡最高速度,R95MB/s 90MB/s的读写速度,比市面的旗舰手机自带闪存,还要快,初期仅有8GB和16GB版本。 毫无疑问的MLC颗粒旗舰,还有帖子为证!
问题在于,亚马逊和韩国Auction购物网站上,被一些第三方卖家标注MLC颗粒的Extreme 和 Extreme Pro,是否名副其实呢? 初代产品一向高规格的闪迪,能否延续传统呢? 我们在下一代产品中,一并揭晓。 2014
关于Ultra 128GB128GB由16片8GB(64Gb)闪存堆叠SIP封装,单芯片厚度小于人的头发丝,闪迪的封装制造工艺令人叹为观止。 关于Extreme Plus其实Extreme Plus的实测数据很不错, R 92MB/s W 60MB/s的成绩,放在同时期的模组品牌里,妥妥的旗舰。 不过新加坡第一黑莓论坛HWZBB的评测,从官方确认了其为TLC颗粒。
所以,可以确认,2013、2014版的Extreme、Extreme Plus均为TLC。 此外,对东芝闪迪来说,这年有一个大事件:在三星840 TLC SSD上市2年后,东芝闪迪终于跟进了。
2015
关于Ultra 200GB200GB 版本Ultra是非常奇怪的产品,不但容量规格独一无二,实测写入速度,200GB要比其他容量版本低得多,只有20MB/s。 这与2D TLC颗粒的特性有关系。因为是每单元存储3字节,所以其单颗容量增长,不一定是整数倍,而是1.5倍。 譬如,同样工艺同样面积2D生产的闪存,SLC 4GB,MLC 8GB,TLC会是奇怪的12GB,所以出现48GB之类的2D TLC也并不奇怪。 之前我们得知Ultra 128GB,是由16片8GB TLC闪存构成,而16片12GB闪存刚好是192GB。 200GB产品,按照2进制计算实际容量 200GB ÷ (1.024的3次方)= 186.4GB 192GB的16片闪存刚好覆盖,没多少空间浪费。 所以,我们购买TF卡时,应该尽量避免购买新上市的最高容量型号和奇怪容量的型号,不是降级芯片,就是性能可能不尽如人意。 High Endurance是否为MLC?64GB的Extreme Pro继续采用MLC,这是毋庸置疑的。 博主好奇的,是全球首创的High Endurance监控用白卡。 购物网站验证之前在美亚闲逛时,搜索“microSD MLC”,这是为数不多的、搜到的产品: 不过,卖家并非亚马逊自营,是一家名为“Memoski Memory”的第三方,虽然评价还不错,但不可轻信。 继续NewEgg新蛋搜索,除开工控卡外,监控用白卡是唯一的搜索结果。 可惜仍然不是新蛋自营,而是一个“OEMPCWorld”的卖家。随手一搜,原来是一家独立的电商网站,1998年64KB内存时期,开始就做存储产品的业务了。 在OEMPCWorld逛了一圈,这家还真不是乱标的,确认MLC身份的,除开监控用白卡,全是工控卡。 这个卖家的背书,有一部分说服力。 肺炎疫情这段时间,国人跑去韩国淘宝Gmarket买口罩。这家Ebay旗下的韩国网站,我也搜了一下,这个搜索结果,果然很“淘宝”: 排名靠前里,有家“SanDiskStore”的金冠店,似乎靠谱,点进去一看,一下就破功: 看过我《终极指南》系列帖子的朋友都知道,雷克沙新版TF卡中,只有1000x型号才是MLC,而这边把新版667x当MLC卖,行为果真很“棒子”。 等等,发现了一家貌似是实体商超的金冠卖家,叫“Hyundai Hmall”。 点进去一看:这个品类数量,应该是现代集团旗下的实体百货店吧? 在韩国敢山寨三星和现代,那不是茅厕点灯么。 耐久度验证下结论前,博主继续执着一下,计算该系列的耐久度: 根据Sandisk官方PDF,32GB 5000小时耐久度,64GB 10000小时耐久度,和三星PRO监控卡一样,都是基于26Mb/s码率的1080P视频录入计算。 标称容量32GB,是千进制 或者 ,直接拿三星32GB PRO监控卡的 6717 PE × 5000小时 / 17520小时 = 1917 P/E 2D TLC一般寿命在1000 P/E,闪迪又习惯于把参数标定得很保守,留出冗余。 结论很明显:这玩意肯定不是2D TLC颗粒。 速度测试验证博主是个强迫癌,这款标称读写均为20MB/s的High Endurance监控用白卡,我竟然搜不到相关测评,于是我就闲鱼收了两颗回来,自己测。 细心的朋友可以发现了,这两张卡是和《价虽廉 物可美?再探Lexar 05U UHS-Ⅱ读卡器》那时的lexar 1800x 32GB一起买的。 这两张白卡,产于2018年3月和4月。测试读写成绩,都是R 47MB/s W 45MB/s,远超标定值。 这两款产品为何到2018年都没更新,一直都是64GB的最高容量? 读写速度上限一致,这也非常符合2D MLC颗粒的特性。 这已经足够我们下定结论:High Endurance监控用白卡采用了2D MLC闪存颗粒。 这也能反过来解释,闪迪为何把一款读写45MB/s +的产品,仅标称20MB/s,这已经不能用低调来解释了,只能说锦衣夜行,定价不高,怕影响其他TLC产品线销量。 当然,有朋友可能会问: 3D TLC也能有3000 P/E的写入寿命上限,为什么排除了这个可能性?因为,3月发布新TF卡时,东芝和闪迪根本无力量产3D TLC。
而且,麻烦来了。
2016
看上去,这场收购,三方受益。可痛失Sandisk的终端产品线和渠道,开始给东芝存储的发展埋下了隐患。 全球首发的64层制造工艺,也就领先了一周而已,8月3日三星就官宣了自己的64层3D V-NAND技术。 而且,东芝和闪迪的3D制造技术也尚未成熟,难堪大任,自家的年度SSD——Sandisk X400,仍然采用的是15nm(纳米)2D TLC。 所以这一年的TF卡产品,只能在MLC颗粒上发力了:
只有2bit MLC以上的编码方式,才能达到如此高速,UHS-II版本的Extreme PRO毋庸置疑是MLC。 2017-2019
媳妇熬成婆,自家3D NAND终于靠谱了,闪迪TF卡开始容量上的狂飙:
关于超传输技术闪迪官方表示,Extreme全系都可以做成UHS-II接口,只是考虑到支持UHS-II的主机设备太少了,所以做了这样一个“超传输”技术。 不过,闪迪没有告诉你的是:
这两款读卡器都是单口的,单MicroSD接口的这款好找,英文名“SanDisk MobileMate USB 3.0 Reader”,京东自营中文名叫“闪迪移动伴侣USB3.0 microSD读卡器。 单SD接口的型号为“SDDR-C531”,很多人搜不到,也很少会去看京东商品介绍内的型号,所以我特地标出来了,京东自营搜“闪迪USB3.0 SD UHS-I读卡器” 对于没有UHS-II设备、也不追求MLC颗粒的朋友,新版V30的Extreme至尊极速 + Sandisk UHS-I读卡器,算是现下比较好的高速组合,256GB型号的京东自营历史低价255元,性价比爆棚。 反正,现在连带V30版Extreme PRO在内,Extreme家族速度一样、容量一样、颗粒一样,这种产品神规划,产品经理真是路边喝汽水、瓶盖抽奖送的。 没错,京东客服会告诉你:新版Extreme PRO各容量都是TLC,可能闪迪觉得马上低端全部3D QLC化了,比起耐久度500 PE的QLC,现在顶级3D TLC 3000 PE的耐久,确实是“高端”了。 关于High Endurance 2019新版全面缩水,各容量耐久时间直接减半。 可能闪迪的逻辑是:虽然同容量耐久减半,但最大容量翻四倍到256GB,所以写入量仍提升了一倍呢! 2015版 1917 P/E ÷ 2 = 958 P/E 再怎么保守标定,这货也是TLC无疑了。 闪迪总览
闪迪Ultra至尊高速降低到TLC后,口碑一度差到爆棚,与同是TLC的三星EVO Plus红卡口碑两极化。 背后原因就是东芝闪迪的3D NAND工艺的落后。 2017年之前一直采用2D平面制造工艺,17年终于量产的第三代BiCS 64层工艺,耐久度并未有实质性的提升。在主控和缓存加持的TLC固态硬盘上,就可以看出。 2016年的15纳米 2D TLC的X400 SSD,标称耐久度300~600 PE,到2017年第三代BiCS 64层TLC的WD Blue 3D/闪迪 Ultra 3D,标称耐久度依然只有400 PE。 这种情况,东芝西数闪迪自己也很清楚,BiCS3 64层,存在不到半年,就加速升级到第四代96层,直到2017年底量产BiSC4,才大幅度的提升了自家3D TLC耐久度,并将BiSC4 3D TLC,第一次使用到了自家企业级产品中。 WD西部数据总览
作为企业级存储卡的领军者,西数Purple紫卡第一次切入准消费领域,为后续黑、红、蓝、绿家族化TF卡产品,奠定了基础。 这篇写到这里,严重超长了,二话不说,放图。 原定的东芝篇,留到下期,和镁光雷克沙,一起讲。 注:站内所限,原始图鉴及表格,相关媒体测试链接,敬请随后,移步本博客空间下载。 |
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