Memxpro PC32: SSD nutzt kompletten TLC-Speicher als Pseudo-SLC

SSDs, bei denen ein kleiner Teil des TLC-NAND im schnelleren SLC-Modus als sogenannter Pseudo-SLC-Cache betrieben wird, sind inzwischen Standard. Bei der M.2-NVMe SSD PC32 von Memxpro werden hingegen alle TLC-Speicherzellen im SLC-Modus angesprochen. Dies reduziert zwar den Speicherplatz, doch steigen Haltbarkeit und Leistung.

Echter SLC-NAND ist selten und teuer

Nativer SLC-NAND-Flash mit einem Bit pro Speicherzelle ist aufgrund der Kosten pro Bit trotz der Vorzüge bei Haltbarkeit und Leistung nicht mehr zeitgemäß. Selbst MLC-NAND mit 2 Bit wird aus Kostengründen immer weniger produziert. Stattdessen hat sich TLC-NAND mit 3 Bit pro Zelle in den meisten Anwendungsgebieten durchgesetzt, hier und dort gibt es bereits QLC-NAND mit 4 Bit pro Zelle. Je mehr Bit in einer Speicherzelle unterkommen, desto größer ist die Speicherkapazität des NAND-Flash in Relation zur Fläche. Doch müssen innerhalb der Zelle immer mehr verschiedene Spannungen unterschieden werden, der Speichervorgang wird komplexer, die Anforderungen an Controller und Fehlerkorrektur steigen. Darunter leidet insbesondere die Schreibgeschwindigkeit. SSDs mit TLC-NAND sind damit potenziell deutlich langsamer als Modelle mit 2-Bit-MLC oder SLC. Aber auch die durch die möglichen Schreibzyklen limitierte Haltbarkeit des NAND-Flash nimmt von SLC zu MLC zu TLC zu QLC immer weiter ab.

Pseudo-SLC-Cache bei SSDs schon fast Standard

Aus Gründen der Geschwindigkeit hat sich bei SSDs mit TLC (oder QLC) längst ein zusätzlicher Schreibpuffer durchgesetzt, der sogenannte Pseudo-SLC-Cache. Ein gewisser Teil des TLC-NAND-Flash wird dann schlicht wie SLC-NAND behandelt und nur mit einem Bit pro Zelle beschrieben, was den Durchsatz spürbar steigert. Erst in Leerlaufphasen werden die Daten auf den regulären Speicherbereich im TLC-Modus übertragen. Mit einem solchen SLC-Cache lässt sich eine Leistung wie etwa bei einer SSD mit MLC-NAND erzielen, ohne auf den teureren Speicher zurückgreifen zu müssen. Allerdings ist die Größe dieses Zwischenspeichers limitiert und ist dieser erschöpft, dann muss der Cache zunächst geleert werden oder direkt im TLC-Modus geschrieben werden, was entsprechend dauert.

Memxpro C32 nutzt kompletten TLC wie SLC

Bei der Memxpro C32 werden diesbezüglich keine Kompromisse gemacht, denn statt nur einen Teil des TLC-Flash zu nutzen, wird der gesamte Speicher der SSD im Pseudo-SLC-Modus betrieben. Memxpro wirbt mit einer dadurch von 10.000 P/E-Zyklen auf 40.000 P/E-Zyklen gesteigerten Haltbarkeit für den eingesetzten 64-Layer-TLC-3D-NAND (Micron B17A). Allerdings sinkt der nutzbare Speicherplatz auf ein Drittel, die C32 SSD im Formfaktor M.2-2280 ist daher nur mit 80 GB bis 320 GB Speicherplatz verfügbar.

Auch für die Leistung, insbesondere beim wahlfreien Schreiben, und die Leistungsbeständigkeit sollte der so in SLC-Speicher verwandelte TLC-NAND Vorzüge bieten. Detaillierte Angaben liegen dazu aber nicht vor. Memxpro nennt lediglich eine „beständige“ sequenzielle Datentransferrate von bis zu 3.250 MB/s lesend und 2.980 MB/s schreibend via PCIe 3.0 x4. Die C32 mit dem „pure SLC Mode“ und dem SM2262EN-Controller von Silicon Motion soll es später auch in anderen Formfaktoren geben, sofern Nachfrage besteht. Preise wurden nicht veröffentlicht.