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Flash-Speicher ist überall. Es befindet sich in Ihrem USB-Speicherstick, der SD-Karte Ihrer Kamera, Ihrer Solid-State-Festplatte, medizinischen Geräten in Krankenhäusern, Industrierobotern und unzähligen weiteren Geräten und Gadgets.
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Aber haben Sie sich jemals gefragt, was es eigentlich ist? Gibt es verschiedene Arten von Flash-Speichern? Wofür werden sie verwendet? Wie funktioniert das Ganze?
In diesem Artikel erklären wir die Unterschiede zwischen zwei der gängigsten Flash-Speichertypen – NAND und eMMC.
Flash-Speicher erklärt
Es gibt einige verschiedene Arten von Flash-Speichern, aber NAND ist die gebräuchlichste. Es ist dasjenige, das Sie auf USB-Karten finden, die führenden MP3-Player , und andere Geräte, die eine Datenspeicherung mit hoher Kapazität erfordern.
Flash-Speicher hat zwei Hauptmerkmale:
- Nicht flüchtig —Nichtflüchtiger Speicher benötigt keine Stromversorgung, um seine Daten zu speichern. Daher wird es am häufigsten für die Langzeitspeicherung verwendet, die zwischen Neustarts bestehen bleibt. Ein Beispiel für das Gegenteil (flüchtiger Speicher) ist der Arbeitsspeicher Ihres Computers. RAM verliert alle gespeicherten Informationen, wenn Sie Ihren PC herunterfahren.
- Endliche Anzahl von Schreibzyklen —Aufgrund seiner Funktionsweise kann Flash-Speicher nur eine begrenzte Anzahl von Malen verwendet werden, bevor er sich abnutzt. Einzelne Zellen werden langsam ausfallen und die Leistung nimmt ab.
Wie funktioniert Flash-Speicher?
Flash-Speicher speichert Daten in einem Array von Zellen, und jede Zelle enthält mindestens ein Datenbit. Die Zellen sind in Blöcken organisiert, wobei ein Block als zusammenhängender Satz von Bytes definiert ist, die eine identifizierbare Dateneinheit bilden.
Ein Block ist der kleinste programmierbare/löschbare Teil des Arrays. Die Blöcke werden durch elektrische Ladung beschrieben, wobei jede Zelle entweder eine 1 oder eine 0 darstellt.
Wenn alle Blöcke zusammen betrachtet werden, bilden sie einen Speicherchip. Der Chip ist auf einer Leiterplatte montiert, die auch einen Basiscontroller und eine USB-Schnittstelle enthält.
NAND selbst ist ein Raw-Flash-Speicher und verwendet ein eigenes Protokoll. Designs, die NAND implementieren – wie SD-Karten und Solid-State-Laufwerke – fügen häufig Mikrocontroller hinzu, um einen Flash Translation Layer (FTL) zu implementieren. Die FTL übersetzt Ihre Festplattennutzung (z. B. über USB) in sinnvolle NAND-Operationen.
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Die verschiedenen Arten von NAND
NAND-Flash-Speicher ist ein Sammelbegriff. Es gibt viele verschiedene Designs und Unterklassen. Die drei häufigsten sind die einzigen, um die Sie sich wirklich Sorgen machen müssen.
SLC (Single-Level-Zelle)
SLC gilt allgemein als die beste Version von NAND. Es speichert ein Datenbit pro Speicherzelle und hat daher die beste Lebensdauer, da es ungefähr 100.000 Schreibzyklen pro Zelle bewältigt, bevor es sich verschlechtert.
Es hat die schnellsten Schreibgeschwindigkeiten und den niedrigsten Stromverbrauch, kann aber bis zu dreimal teurer sein als ein einfaches Three Level Cell-Design und hat oft eine geringere Speicherkapazität. Es wird am besten in Situationen mit hoher Leistung und mittlerer Dichte eingesetzt.
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Es wird normalerweise in Situationen verwendet, in denen Geschwindigkeit erforderlich ist, beispielsweise bei Servern, Hochleistungsmedienkarten, Hybridplattenlaufwerken und High-End-Solid-State-Laufwerken. Es ist auch in professionellen High-End-SD-Karten wie der FX-Serie von Panasonic zu finden.
MLC (Multi-Level-Zelle)
MLC NAND speichert zwei Bits pro Zelle und kann daher die doppelte Datenmenge in einem gleich großen Gerät speichern, wodurch die Kosten pro Bit erheblich gesenkt werden. Es eignet sich hervorragend für Anwendungen mit höherer Dichte und geringer Zyklenzahl.
Es gibt jedoch einen Kompromiss: MLC kann nur etwa 10.000 Schreibzyklen pro Zelle unterstützen, bevor sie sich verschlechtert, was sich negativ auf die Langlebigkeit auswirkt.
MLC kann als NAND für Verbraucher angesehen werden. Es ist für fast 80 Prozent aller NAND-Flash-Lieferungen weltweit verantwortlich und wird am häufigsten in Solid-State-Laufwerken der Verbraucherklasse verwendet.
TLC (Dreistufige Zelle)
TLC NAND ist die billigste der drei Formen und kostet etwa 30 Prozent billiger als MLC-Speicher (und sogar billiger als SLC-Speicher).
Es hat die höchste Dichte – kann drei Datenbits pro Zelle speichern und hat die schlechteste Haltbarkeit. Tatsächlich kann ein typischer TLC-Chip nur etwa 4.000 Schreibzyklen pro Zelle unterstützen, was viel schlechter ist als sowohl MLC als auch SLC.
TLC wird am häufigsten in kosteneffizienten Produkten verwendet, die keine Top-End-NAND-Leistung erfordern und nicht annähernd so lange halten wie ihre Gegenstücke. Beispiele sind MP3-Player, die besten USB-Speichersticks , und tragbare Low-End-Mediengeräte.
Es wird nicht auf Geräten gefunden, auf denen ein Betriebssystem ausgeführt wird oder auf denen kritische Daten gespeichert werden (z. B. Solid-State-Laufwerke).
Was ist mit eMMC-Flash-Speicher?
eMMC steht für „Embedded Multimedia Card“, die selbst aus ihrem Vorgänger MMC (Multimedia Card) hervorgegangen ist.
Multimedia-Karten kamen erstmals 1997 in die Regale. Sie wurden als Speichermedium für tragbare Geräte verwendet, darunter die frühesten MP3-Player und Digitalkameras. Ports für die Karten wurden damals oft in Computer eingebaut, aber als die Popularität von SD-Karten zunahm, beschäftigten sich weniger Hersteller mehr mit MMC. Heutzutage wird es schwierig, einen PC mit einem MMC-Steckplatz zu kaufen.
Das Erbe lebt jedoch in Form von eMMC-Karten weiter. eMMC-Speicher ist im mobilen Bereich immer noch weit verbreitet als häufigste Form des integrierten Speichers in mobilen Geräten und findet sich sogar in einigen Low-End-PCs, Tablets und Chromebooks.
Es ist auf einem kleinen Ball Grid Array (BGA) angeordnet, das auf das Gerät gelötet und nicht abnehmbar ist. Es ist langsamer und daher billiger als andere Formen von NAND. Wenn Sie es sich leisten können, sollten Sie stattdessen lieber auf NAND-Geräte zielen.
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NAND und eMMC in Kürze
Hoffentlich haben wir NAND und eMMC verständlich erklärt, aber wenn Sie immer noch verwirrt sind, machen Sie sich keine Sorgen. Es ist zweifellos ein verwirrendes Thema.
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Die Verwirrung wird durch die Geschwindigkeit verstärkt, mit der sich die Technologie bewegt. Die neueste Version des eMMC bietet beispielsweise Schreibgeschwindigkeiten von etwa 400 MB/s, die mit diskreten SATA-basierten SSDs konkurrieren können. In den meisten Fällen müssen Sie jedoch nur die Unterschiede zwischen SLC, MLC und TLC kennen.
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Dan kam 2014 zu MakeUseOf und ist seit Juli 2020 Partnerships Director. Wenden Sie sich an ihn, wenn Sie Fragen zu gesponserten Inhalten, Partnervereinbarungen, Werbeaktionen und anderen Formen der Partnerschaft haben. Sie können ihn auch jedes Jahr auf der CES in Las Vegas auf der Ausstellungsfläche finden. Sagen Sie Hallo, wenn Sie mitkommen. Vor seiner Karriere als Autor war er Finanzberater.
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