robot en miniatura sosteniendo una unidad Flash USB y una tarjeta de memoria SD

Diferencia entre SLC, MLC, TLC y NAND 3D en unidades flash USB, SSD y tarjetas de memoria

may. 2021

¿Qué es NAND?

NAND es una memoria Flash no volátil que puede mantener datos incluso sin estar conectada a una fuente de alimentación. La capacidad de retención de datos sin alimentación convierte a NAND en una excelente opción para dispositivos internos, externos y portátiles. Las unidades USB, los discos SSD y las tarjetas SD utilizan tecnología Flash, proporcionando memoria a dispositivos tales como teléfonos móviles o cámaras digitales.

En el mercado existen diversos tipos de NAND. Para explicarlo fácilmente, lo que diferencia a cada tipo es el número de bits que puede almacenar cada celda. Los bits representan una carga eléctrica capaz de contener uno de dos valores: 0 o 1, encendido/apagado.

Las principales diferencias entre los tipos de NAND son el coste, la capacidad y la resistencia. La resistencia se determina por la cantidad de ciclos de programación/borrado (P/E) que una celda Flash puede tolerar antes de empezar a gastarse. Un ciclo de P/E es el proceso de borrado y escritura de una celda, y cuanto más ciclos de P/E puede admitir la tecnología NAND, mayor será la resistencia del dispositivo.

Los tipos comunes de almacenamiento Flash NAND son SLC, MLC, TLC y 3D NAND. Este artículo explica las diferentes características de cada tipo de NAND.

infografía mostrando las principales diferencias entre los distintos tipos de NAND

NAND SLC

Ventaja: Mayor resistencia - Desventaja: Cara y de baja capacidad

La NAND SLC (celda de un solo nivel) almacena solamente 1 bit de información por celda. La celda guarda un 0 o un 1 y, en consecuencia, los datos pueden escribirse y recuperarse más rápido. SLC ofrece el mejor rendimiento y la mayor resistencia con 100.000 ciclos de P/E por lo cual durará más que otros tipos de NAND. Sin embargo, por su baja densidad el SLC es el tipo de NAND más caro y, por consiguiente, no suele utilizarse en productos de consumo. Normalmente se emplea en servidores y otras aplicaciones industriales que requieren rapidez y durabilidad.

MLC NAND

Ventaja: Más barato que SLC - Desventaja: Más lento y menos resistente que SLC

La NAND MLD (celdas multinivel) almacena múltiples bits por celda, aunque normalmente el concepto MLC es equivalente a 2 bits por celda. MLC tiene una mayor densidad de datos que SLC y, por consiguiente, puede producirse con mayores capacidades. MLC se caracteriza por una buena combinación de precio, rendimiento y resistencia. No obstante, MLC es más sensible a errores de datos, con 10.000 ciclos de P/E por consiguiente, su resistencia es inferior a SLC. Normalmente, MLC se utiliza en productos de consumo en los que la resistencia es menos importante.

NAND TLC

Ventaja: Más barata y mayor capacidad - Desventaja: Baja resistencia

La NAND TLC (celda de triple nivel) guarda 3 bits por celda. Al agregarse más bits por celda, el costo se reduce y la capacidad se incrementa. No obstante, esto tiene efectos negativos en el rendimiento y en la resistencia, con solamente 3.000 ciclos de P/E. Muchos productos de consumo emplean TLC, dado que es la opción más barata.

NAND 3D

En la última década, NAND 3D ha sido una de las mayores innovaciones en el mercado de memorias Flash. Los fabricantes de Flash desarrollaron NAND 3D para corregir los problemas que experimentaban al desescalar NAND 2D, con el objetivo de conseguir mayores densidades a menor coste. En NAND 2D, las celdas que almacenan los datos están ubicadas horizontalmente, lado a lado. Ello implica que la cantidad de espacio donde pueden colocarse es limitada y, si se intenta reducir el tamaño de las celdas, se reduce su fiabilidad.

Por consiguiente, los fabricantes de NAND decidieron apilar las celdas en una dimensión diferente, lo cual llevó a NAND 3D, donde las celdas se apilan verticalmente. La mayor densidad de memoria posibilita mayores capacidades de almacenamiento sin un enorme incremento de precio. Por otra parte, NAND 3D se caracteriza por su mayor resistencia y menor consumo eléctrico.

En general, NAND es una tecnología de memoria extremadamente importante que posibilita rápidos tiempos de borrado y escritura a menor coste por bit. Con el crecimiento del sector de los juegos, la tecnología NAND pretende seguir desarrollándose para contribuir a satisfacer las crecientes necesidades de almacenamiento de los consumidores.

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