Flash-Speicher: Samsung produziert bald keinen MLC-NAND mehr
NAND-Flash-Speicher mit 2 Bit pro Zelle, der weitläufig als MLC (Multi Level Cell) bezeichnet wird, ist selten geworden. Noch seltener wird dieser Speichertyp, wenn der Bericht von The Elec aus Südkorea Recht behält. Demnach wird der größte NAND-Hersteller Samsung die MLC-Produktion bald einstellen.
Nur noch bis zum Juni, also bereits in wenigen Tagen, werde Samsung noch Bestellungen für MLC-Speicherchips entgegen nehmen. Danach werde die MLC-Herstellung bei Samsung beendet, heißt es in dem Bericht. Samsung habe Kunden zudem über Preissteigerungen für MLC informiert.
Aus diesen Gründen sollen sich Abnehmer nun nach anderen Quellen für MLC-Speicher umsehen. Darunter sei LG Display, die Bildschirmsparte von LG Electronics. Diese sei auf der Suche nach einem Ersatz für die 4-GB-MLC-Chips von Samsung, die im eMMC-Formfaktor bei OLED-Panels von LG zum Einsatz kamen. Die eMMC-Speicherbausteine beziehe LG Display aber auch von ESMT und Kioxia. ESMT nutzt für sein Produkt aber ebenfalls Samsung-Chips, daher bliebe nur Kioxia mit eigenem MLC-Speicher übrig.
Unklar ist, inwieweit andere Hersteller wie Micron oder SK Hynix noch MLC-Speicher bereitstellen oder nicht. In Microns Produktkatalog finden sich noch MLC-Lösungen, die aber teils schon eingestellt (End of Life) oder nur noch auf Anfrage erhältlich sind. Bei SK Hynix finden sich zwar diverse eMMC-Produkte, doch wird der Speichertyp dabei nicht beschrieben.
TLC ist schon lange Standard
MLC-NAND mit 2 Bit pro Zelle ist aus vielen Bereichen ohnehin schon fast komplett verschwunden. Herkömmliche SSDs für Verbraucher kommen schon seit Jahren meist mit TLC- (3 Bit) oder immer häufiger auch mit QLC-Speicher (4 Bit) auf den Markt. The Elec zitiert eine Studie von Mordor Intelligence, laut der der Anteil von TLC-NAND bei den globalen Verkäufen bei etwa 62 Prozent liege. Nur bei kommerziellen SSDs (Enterprise, Embedded ...) spielt MLC noch eine größere Rolle. Samsungs letzte Consumer-SSD mit MLC war die 970 Pro, die im Mai 2018 erschien.
Wie selten MLC bei SSDs für Verbraucher geworden ist, zeigt der Blick in den ComputerBase-Preisvergleich: Werden Modelle seit dem Jahr 2014 angezeigt, sind immerhin noch 206 mit MLC markiert. Wird der Filter auf Modelle seit 2024 beschränkt, dann bleiben nur noch 4 MLC-SSDs übrig, die sich als „Industrial“-Modelle auch nicht an private Endkunden richten.
Wird QLC den TLC-NAND verdrängen?
Langfristig gesehen ist denkbar, dass auch der TLC-NAND mit 3 Bit pro Zelle irgendwann nicht mehr hergestellt und sich stattdessen QLC-NAND mit 4 Bit als Standard etablieren wird. Allerdings ist daran aktuell noch nicht zu denken, denn QLC-NAND ist sowohl bei der Leistung als auch der Haltbarkeit dem TLC unterlegen. Zudem ist der Zugewinn in puncto Speicherdichte geringer, denn der Schritt von 2 Bit auf 3 Bit bedeutete 50 Prozent mehr Speicherkapazität, während es bei TLC auf QLC nur noch 33 Prozent mehr sind.
Allerdings macht auch QLC deutliche Fortschritte, insbesondere bei der Leistung, wie die Redaktion letzten Sommer in einem Bericht ausführlich beschrieben hat:
Was aber bis heute bleibt, ist der potenzielle Haltbarkeitsnachteil. Hersteller schränken bei ihren SSDs die Garantie durch festgelegte Schreibgrenzen, die sogenannten Total Bytes Written (TBW) ein. Werden die TBW vor Ablauf des Garantiezeitraums überschritten, dann erlischt die Garantie vorzeitig. Die TBW fallen bei SSDs mit QLC-Speicher deutlich niedriger aus, es dürfen also bis zum Garantieverlust deutlich weniger Daten auf die SSD geschrieben werden.
| Modell | 5xx GB | 1 TB | 2 TB | 4 TB | 8 TB |
|---|---|---|---|---|---|
| Crucial P310 (QLC) | – | 220 TB | 440 TB | – | – |
| WD Blue SN5000 (TLC/QLC) | 300 TB (TLC) | 600 TB (TLC) | 900 TB (TLC) | 1.200 TB (QLC) | – |
| Kingston NV2 (TLC/QLC) | 160 TB | 320 TB | 640 TB | 1.280 TB | – |
| Corsair MP600 Core (QLC) | – | 225 TB | 450 TB | 900 TB | – |
| WD_Black SN8100 (TLC) | – | 600 TB | 1.200 TB | 2.400 TB | 4.800 TB |
| Samsung 9100 Pro (TLC) | – | 600 TB | 1.200 TB | 2.400 TB | 4.800 TB |
| Kioxia Exceria Plus G4 (TLC) | – | 600 TB | 1.200 TB | – | – |
| Seagate FireCuda 530R (TLC) | – | 1.100 TB | 2.400 TB | 5.050 TB | – |
| Kingston KC3000 (TLC) | 400 TB | 800 TB | 1.600 TB | 3.200 TB | – |
| WD_Black SN850X (TLC) | – | 600 TB | 1.200 TB | 2.400 TB | 4.800 TB |
| Samsung 990 Pro (TLC) | – | 600 TB | 1.200 TB | 2.400 TB | – |
| Corsair MP700 Pro SE (TLC) | – | – | 1.400 TB | 3.000 TB | – |
| MSI Spatium M580 Frozr (TLC) | – | 700 TB | 1.400 TB | 3.000 TB | – |
| Crucial T705 (TLC) | – | 600 TB | 1.200 TB | 2.400 TB | – |
| Kioxia Exceria Plus G3 (TLC) | – | 600 TB | 1.200 TB | – | – |
| WD_Black SN770M (TLC) | 300 TB | 600 TB | 1.200 TB | – | – |
| Lexar NM790 (TLC) | 500 TB | 1.000 TB | 1.500 TB | 3.000 TB | 6.000 TB |
| Seagate FireCuda 540 (TLC) | – | 1.000 TB | 2.000 TB | – | – |
Warum bei QLC-NAND die Haltbarkeit und Leistung geringer als bei TLC ausfallen und bei TLC geringer als bei MLC, liegt an der mit jedem weiteren Bit zunehmenden Komplexität. Wie die nachfolgende Tabelle abschließend veranschaulicht, müssen in jeder Zelle bei MLC nur 4 verschiedene Spannungszustände unterschieden werden, bei TLC sind es bereits 8 und bei QLC schon 16.
| 1 Bit (SLC) | 2 Bit (MLC) | 3 Bit (TLC) | 4 Bit (QLC) | |
|---|---|---|---|---|
| Benötigte Spannungszustände | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 1 | 0 | 0 0 | 0 0 0 | 0 0 0 0 |
| 2 | 1 | 0 1 | 0 0 1 | 0 0 0 1 |
| 3 | – | 1 0 | 0 1 1 | 0 0 1 1 |
| 4 | – | 1 1 | 1 1 1 | 0 1 1 1 |
| 5 | – | – | 1 0 0 | 1 1 1 1 |
| 6 | – | – | 1 1 0 | 1 0 0 0 |
| 7 | – | – | 0 1 0 | 1 1 0 0 |
| 8 | – | – | 1 0 1 | 1 1 1 0 |
| 9 | – | – | – | 1 0 0 1 |
| 10 | – | – | – | 0 1 1 0 |
| 11 | – | – | – | 1 1 0 1 |
| 12 | – | – | – | 1 0 1 1 |
| 13 | – | – | – | 0 1 0 0 |
| 14 | – | – | – | 0 0 1 0 |
| 15 | – | – | – | 0 1 0 1 |
| 16 | – | – | – | 1 0 1 0 |
