NAND 闪存发明于大约四十年前,现已成为广泛应用于电子设备的商品。由于 NAND 闪存可以在不耗电的情况下保留数据,因此非常适合内部和外部存储应用。与传统磁盘相比,NAND 闪存具有体积小、运行安静和稳定性高等优点。此外,由于闪存没有机械部件,因此抗震性更强。这些优势促使 NAND 闪存在各个市场得到广泛应用,并推动了不同类型 NAND 闪存的发展。NAND 闪存主要有四种类型:SLC、MLC、TLC 和 QLC。
SLC(单层电池)
SLC 是最高性能的 NAND 内存类型。每个存储单元只存储 1 位数据,这意味着每个单元只有两种状态:0 或 1。由于只需区分两种状态,SLC 的读写速度非常快。它还具有较长的写入耐久性,通常可达到 100,000 次编程/擦除循环。这使得 SL C 在数据可靠性和耐用性方面表现出色,适合需要高性能和高可靠性的应用,如工业用途、企业存储和高性能计算。
不过,SLC 的制造成本相对较高,因为每个存储单元只能存储 1 位数据,导致存储密度较低。因此,每千兆字节的成本较高,限制了其在大容量存储应用中的广泛使用。
MLC(多层单元)
MLC 是 SLC 的进化版,每个存储单元可存储 2 位数据,这意味着每个单元有四种状态:00、01、10 和 11。与 SLC 相比,MLC 的存储密度更高,因此每千兆字节的成本更低。不过,MLC 的写入和读取速度比 SLC 慢,因为它需要区分更多的状态。此外,MLC 的写入耐久性较短,一般为 3,000 到 10,000 个程序/擦除周期。
尽管在速度和耐用性方面不如 SLC,但 MLC 在存储容量和成本方面具有显著优势,因此适用于工业级和消费级固态硬盘(SSD)。
TLC(三级电池)
TLC 进一步提高了存储密度,每个存储单元可存储 3 位数据,这意味着每个单元有 8 种状态:000、001、010、011、100、101、110 和 111。与 MLC 相比,TLC 的存储密度更高,因此每千兆字节的成本更低。这使得 TLC 非常适合需要大存储容量的应用,如大容量固态硬盘、 USB 闪存盘 和存储卡。

不过,随着存储密度的增加,写入耐久性也会缩短,通常约为 500-1000 个程序/擦除周期。但对于大多数消费应用而言,TLC 的性能仍然足够。
QLC(四级单元)
QLC 是目前存储密度最高的 NAND 内存类型,每个存储单元可存储 4 位数据,即每个单元有 16 种状态:0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110 和 1111。QLC 通常具有较低的制造成本,因此对于需要超大容量且成本较低的存储设备而言,QLC 具有极大的优势。
QLC 的写入耐久性比 TLC 短,通常为 150 次左右的程序/擦除周期。但对于办公室和家庭使用来说,使用寿命已经足够。QLC 适用于需要超大存储容量但对价格要求较低的应用。