NAND-Flash: SLC-, MLC- oder pSLC – Was brauche ich?

NAND-Flash-Speicher sind im Gegensatz zu Harddisks unempfindlich gegen Schocks und Vibrationen. Dadurch eignen sie sich ideal für Industrieanwendungen. Nachteilig sind hingegen die beschränkten Schreib- und Lesezyklen von NAND-Speichern. Trotzdem eignen sie sich für Anwendungen, die eine lange Lebensdauer verlangen. Vorausgesetzt die Speicher werden bedarfsgerecht evaluiert.

SLC-Speicher sind unerreicht – ideal für die Industrie
SLC-NAND-Speicher (Single Level Cell) haben die höchste Lebensdauer. Diese Grundregel hat für nach wie vor Bestand. SLC-NAND-Speicher lassen mit Abstand am meisten Schreib- und Löschzyklen zu und haben dadurch die höchste Lebensdauer. Die von Syslogic vertriebenen SLC-Speicher von Cactus Technologies verfügen über A-Grad-Flash-Zellen (NAND) von Toshiba mit 43- oder 32-Nanometer-Technologie. Dabei handelt es sich um die größten erhältlichen NAND-Shrinks. Die SLC-Speicher von Cactus Technologies gehören zu den langlebigsten Flash-Speichern auf dem Markt. Sie erlauben 100000, respektive 80000 Schreib- und Löschzyklen. Entsprechend müssen sie lange nicht ersetzt werden. Einzige Nachteile von SLC-Speichern sind der höhere Preis gegenüber MLC-Speichern (Multi Level Cell) sowie die beschränkten Speicherkapazitäten.

Wir empfehlen für alle Anwendungen, bei denen eine lange Lebensdauer wichtig ist und bei denen die benötigte Speicherkapazität 16 GB nicht übersteigt, in SLC-Speicher zu investieren. Auch bei hoher thermischer Belastungen lohnt sich die Investition in SLC-Speicher, da diese unter extremen Temperaturen wesentlich zuverlässiger funktionieren als MLC-Speicher.

pSLC-Speicher (Pseudo Single Level Cell) – das Beste, was man aus MLC-Flash machen kann
Die neueste Innovation bei industriellen Flash-Speichern ist die pSLC-Technologie (Pseudo Single Level Cell). Diese baut zwar auf MLC-NAND (Multi Level Cell) auf, die NAND-Zellen werden aber wie ein SLC-Speicher betrieben. Anstelle von zwei Bits wie bei MLC üblich wird nur ein Bit pro NAND-Zelle gespeichert. Zudem sind die Unterschiede zwischen den Spannungsniveaus wesentlich größer als bei herkömmlich betriebenen MLC-NAND. Dadurch erreichen pSLC-Speicher sechsmal mehr Schreib- und Löschzyklen als herkömmliche MLC-Speicher.

Bei Industrieanwendungen mit hohem Speicherbedarf, die trotzdem hohe Anforderungen an die Lebensdauer und Funktionssicherheit stellen, können pSLC-Speicher eine attraktive Alternative sein. Dass pSLC-Speicher allerdings an SLC-Speicher heranreichen, ist ein Irrglaube. Echte SLC-Speicher haben eine bis zu fünfmal höhere Lebensdauer (Endurance) als pSLC-Speicher.

MLC-Speicher (Multi Level Cell) – für sehr große Speicherkapazitäten
MLC-Speicher waren in der Industrie lange verpönt. Mittlerweile gibt es aber Speicherhersteller, die mit cleverer Firmware die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit von MLC-Flash-Speichern verlängern. Gleichwohl erreichen MLC-NAND bis zu dreißigmal weniger Schreib- und Lesezugriffe als SLC-Speicher. Entsprechend empfehlen wir MLC-Speicher nur für Anwendungen, bei denen entweder die Langlebigkeit nicht zentral ist, oder bei denen sehr große Speicherkapazitäten benötigt werden.

Wenn man sich für MLC-Speicher entscheidet, lohnt es sich, auf einen Hersteller mit Industrieerfahrung zurückzugreifen. Zudem lässt sich die Haltbarkeit von MLC-Speichern verlängern, indem man große Speicherkapazitäten einsetzt. Dadurch werden die Schreib- und Lesezugriffe auf mehr NAND-Zellen verteilt.

Flash-Speicher erfüllen die Ansprüche der Industrie betreffend Langlebigkeit ideal. Voraussetzung dafür ist, dass eine gewissenhafte und bedarfsgerechte Evaluation gemacht wird. Moderne Flash-Speicher verfügen zudem über ausgeklügelte Kontroll-Algorithmen, welche den Speicherzustand permanent überwachen. Zeichnet sich das Ende eines Flash-Speichers ab, kann frühzeitig reagiert werden. Damit lassen sich Feldausfälle erfolgreich vermeiden – und damit auch jede Menge Frust und Ärger.