Speicherzelle mit einem Bit Was ist SLC-Flash / SLC-NAND (Single-Level-Cell-Flash)?

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber / Dr. Jürgen Ehneß

SLC-Flash ist ein auf der NAND-Flash-Speichertechnologie basierender Speicher. Er kommt beispielsweise in SSD- oder USB-Speichergeräten zum Einsatz. Eine SLC-Speicherzelle kann genau ein Bit an Information speichern. Sie hat entweder den Zustand 0 oder 1. Im Vergleich zu einer Multi-Level Cell bietet die Single-Level Cell eine höhere Zuverlässigkeit. Aufgrund der geringeren Speicherdichte sind SSDs mit SLC-Flash teurer.

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
(Bild: © aga7ta - Fotolia)

Die Abkürzung SLC-Flash steht für „Single-Level-Cell-Flash“. Es handelt sich um eine Speicherzelle, die auf der NAND-Flash-Speichertechnologie basiert. SLC-Flash wird beispielsweise für SSD-Speicher verwendet.

Charakteristisches Merkmal der Single-Level Cell ist, dass die Speicherzelle genau ein Bit an Information aufnimmt. Abhängig vom Ladungszustand der Zelle ist die gespeicherte Information 0 oder 1. Der Informationszustand der Zelle bleibt auch ohne angelegte Versorgungsspannung erhalten. Im Gegensatz zur Single-Level-Speicherzelle sind eine Multi-Level-Cell (MLC) oder eine Triple-Level-Cell (TLC) in der Lage, zwei beziehungsweise drei Bit an Information zu speichern.

Vorteile von SLC-Flash sind die lange Lebensdauer der Speicherzelle, die gute Wiederbeschreibbarkeit und die hohe Zuverlässigkeit. Aufgrund der geringeren Speicherdichte sind SSDs mit SLC-Flash jedoch teurer. Typischer Einsatzbereich sind schreibintensive Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit des Speichers, wie sie im professionellen Umfeld auftreten.

Abgrenzung von SLC-Flash zu MLC-Flash und TLC-Flash

Neben SLC existieren Speicherzellen, die mehrere Bits an Information je Zelle aufnehmen wie Multi-Level-Cell (MLC) oder Triple-Level-Cell (TLC). Sie sind in der Lage, zwei beziehungsweise drei Bit und damit vier beziehungsweise acht verschiedene Zustände je Zelle zu speichern. SSD-Speicher mit MLC- oder TLC-Speicherzellen haben eine größere Speicherdichte und sind günstiger in der Herstellung. Allerdings sind das Speichern und das Auslesen der Daten aufwendiger. Die Zellen lassen sich weniger oft wiederbeschreiben, haben eine niedrigere Lese- und Schreibgeschwindigkeit, benötigen mehr elektrische Energie, zeigen höhere Bitfehlerraten und haben kürzere Lebenszeiten.

Vor- und Nachteile der Single-Level-Speicherzellen

Die Vorteile der Single-Level-Speicherzellen sind:

  • schnellerer Datentransfer,
  • weniger Energieverbrauch,
  • längere Lebensdauer,
  • öfter wiederbeschreibbar,
  • geringere Bitfehlerrate,
  • zuverlässiger,
  • geeignet für schreibintensive Anwendungen.

Als Nachteile lassen sich aufführen:

  • geringere Speicherdichte,
  • höhere Herstellungskosten bezogen auf die Speicherkapazität.

Verwendung von Single-Level Cell Flash

Aufgrund der besseren Performance und des höheren Preises von Single-Level-Cell-Flash im Vergleich zu MLC- oder TLC-Flash kommt diese Speichertechnologie hauptsächlich für professionelle Anwendungen zum Einsatz. Speicher auf Basis von Single-Level-Cell-Flash wird beispielsweise in Form von SSDs in Servern oder als Speicherbaustein in Embedded-Systemen verwendet.

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