Im Gegensatz zu Festplatten sind NAND-Flash-Speicher unempfindlich gegen Stöße und Vibrationen. Dafür haben sie allerdings einen entscheidenden Nachteil: Sie altern und verfügen über eine begrenzte Anzahl an Schreib- und Löschzyklen.
Namhafte Hersteller gehen dieses Manko an und haben sich zum Ziel gesetzt, Flash-Speicher industrietauglich und langlebig zu machen. Dadurch werden frühzeitige Ausfälle im Feld erfolgreich vermieden. Vorausgesetzt, man nimmt die Speicherevaluation nicht auf die leichte Schulter.
SLC-NAND-Speicher (Single Level Cell) haben die längste Lebensdauer. Diese Grundregel gilt immer noch. SLC-NAND-Speicher ermöglichen mit Abstand die meisten Schreib- und Löschzyklen und haben daher die längste Lebensdauer. Die von Syslogic vertriebenen SLC-Speicher von Cactus Technologies verfügen über A-Grade-Flash-Zellen (NAND) von Kioxia mit 32- oder 24-Nanometer-Technologie. Dies sind die grössten verfügbaren NAND-Shrinks. SLC-Speicher von Cactus Technologies gehören zu den langlebigsten Flash-Speichern auf dem Markt. Sie bieten zwischen 50‘000 und 100‘000 Schreib- und Löschzyklen. Das bedeutet, dass sie lange Zeit nicht ausgetauscht werden müssen. Die einzigen Nachteile von SLC-Speichern sind ihr höherer Preis im Vergleich zu MLC-Speichern (Multi Level Cell) und ihre begrenzte Speicherkapazität.
Syslogic empfiehlt die Investition in SLC-Speicher für alle Anwendungen, bei denen eine lange Lebensdauer und Ausfallsicherheit wichtig sind. Auch bei hohen thermischen Belastungen lohnt sich die Investition in SLC-Speicher, da diese bei extremen Temperaturen deutlich zuverlässiger sind als MLC-Speicher.
Cactus Technologies - SLC-NAND
Pseudo Single Level Cell (pSLC) Speicher sind ein kommerziell und technologisch interessanter Kompromiss. Die pSLC-Technologie nutzt die kostengünstigen MLC-Chips für nur zwei verschiedene Ladezustände - die NAND-Zellen werden also wie ein SLC-Speicher betrieben. Dadurch ist die pSLC-Technologie deutlich schneller als die herkömmliche MLC-Technologie. Der pSLC-Speicher von Cactus Technologies erhöht zudem die Anzahl der möglichen Schreib- und Löschzyklen von 3.000 bei MLC auf 20.000. Gleichzeitig steigt die Lebensdauer der Speichermedien um das Sechsfache, während sich der Preis pro gespeichertes Bit nur verdoppelt.
Für industrielle Anwendungen mit hohem Speicherbedarf, die dennoch eine hohe Lebensdauer und Zuverlässigkeit erfordern, kann pSLC-Speicher eine attraktive Alternative sein. Es ist jedoch ein Irrglaube, dass pSLC-Speicher an SLC-Speicher heranreichen. Echter SLC-Speicher haben eine bis zu fünfmal längere Lebensdauer als pSLC-Speicher.
Cactus Technologies - pSLC NAND
MLC-Speicher waren in der Branche lange Zeit verpönt. Mittlerweile gibt es Speicherhersteller, die mit cleverer Firmware die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von MLC-Flash-Speichern verlängern. Allerdings erreichen MLC-NAND immer noch bis zu dreißigmal weniger Lese- und Schreibzugriffe als SLC-Speicher. Syslogic empfiehlt MLC-Speicher deshalb nur für Anwendungen, bei denen entweder die Haltbarkeit kein entscheidender Faktor ist oder sehr grosse Speicherkapazitäten benötigt werden.
Bei der Auswahl von MLC-Speicher ist es wichtig, einen Hersteller mit Industrieerfahrung zu wählen. Die Haltbarkeit von MLC-Speicher lässt sich zudem durch den Einsatz großer Kapazitäten verlängern. Dadurch werden Lese- und Schreibzugriffe auf mehr NAND-Zellen verteilt.
Cactus Technologies - MLC-NAND
Der im Consumer-Markt häufig verwendete Triple Level-Cell-NAND-Speicher (TLC) benötigt zum Lesen von drei Bits acht verschiedene Ladezustände. Schon kleinste Alterungserscheinungen führen zu Fehlern. Dadurch nutzt sich der TLC-Speicher besonders schnell ab.
Die Alterungsanfälligkeit ist ein Nachteil, die hohe Speicherdichte ein Vorteil von TLC-NAND. Da auch industrielle Anwendungen immer grössere Speicherkapazitäten erfordern, haben sich TLC-Speicher mittlerweile etabliert. Es gibt industrielle TLC-NANDs, die eine bessere Retention und Endurance bieten als Consumer-TLC-Nands. Die von Syslogic vertriebenen TLC-Speicher von Cactus Technologies verwendet hochwertigen TLC-NAND von Kioxia. Syslogic empfiehlt TLC-Speicher nur für kostensensitive Anwendungen oder wenn sehr grosse Speicherkapazitäten benötigt werden.
Cactus Technologies - TLC-NAND
Flash-Speicher erfüllen die Ansprüche der Industrie in puncto Langlebigkeit durchaus. Voraussetzung dafür ist eine gründliche Evaluation anhand der Anforderungen. Moderne Flash-Speicher verfügen zudem über ausgefeilte Kontrollalgorithmen, die den Speicherzustand ständig überwachen. Zeichnet sich das Ende eines Flash-Speichers ab, kann frühzeitig reagiert werden. Auf diese Weise lassen sich Ausfälle im Feld erfolgreich vermeiden – und damit jede Menge Frust und Ärger.
