Tipos de memorias SSD: SLC, MLC, TLC, QLC... ¿cuál es mejor?

Mario Cruz, 27 octubre 2020

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Las unidades de estado sólido (SSD o Solid State Drive) mejoran muchísimo el rendimiento de los discos duros tradicionales (HDD) ya que usan memoria NAND flash que tiene la capacidad prácticamente inmediata para acceder y recuperar la información, mientras que un disco mecánico gira a una velocidad limitada y necesita mover el peine con la cabeza lectora antes de empezar a leerla.

Además de eso, las unidades SSD ocupan menos espacio, no hacen ruido y consumen menos energía. Eso sí, tienen un precio por Gb mayor que los discos duros tradicionales.

Aunque, como puedes suponer, no todas las unidades SSD usan el mismo tipo de memorias NAND Flash, en este artículo vamos a ver las diferencias entre las memorias SLC, MLC, TLC, QLC, PLC, 3D NAND, etc.

Por cierto, los SSD son unidades, no discos. Por tanto, aunque se nos escapa muchas veces, el término de discos SSD no es correcto.

Tipos de memorias NAND Flash

Los SSD utilizan almacenamiento NAND flash, cuyos bloques de construcción son las celdas de memoria. Estas son las unidades básicas en las que se escriben los datos en un SSD.

Cada celda de memoria acepta una cierta cantidad de bits, que se registran en el dispositivo de almacenamiento como 1 o 0. Y, como puedes imaginar, hay varias formas diferentes de construir estas celdas, cada una con sus ventajas e inconvenientes.

Memoria SLC (Single-Level Cell)

Es el tipo más antiguo y básico de memoria NAND Flash. Las memorias SLC aceptan un solo bit de información por cada célula de memoria. Eso tiene la ventaja de que son las memorias que menos desgaste sufren por lo que son las más duraderas y las menos propensas a los errores. Además, también son las más rápidas.

Lo malo es que su precio es muchísimo más alto. De hecho, no suelen comercializarse a nivel usuario y su uso suele centrarse en entornos empresariales donde la pérdida de datos es menos tolerable, y la durabilidad es clave.

Por ejemplo, una unidad SSD SLC de 128 Gb puede costarte más que una SSD TLC de 1 Tb. Si ves una SSD SLC en Amazon o similares a un precio razonable, probablemente tenga un tipo diferente de NAND y una memoria caché SLC para mejorar el rendimiento.

Memoria MLC (Multi-Level Cell)

Este tipo de memoria NAND Flash puede almacenar dos bits por cada celda, lo cual permitió duplicar la capacidad de manera barata. Esto permitió que las unidades SSD bajasen significativamente de precio y facilitó la popularización de las primeras unidades SSD entre los usuarios.

Las memorias MLC son un poco más lentas que las SLC porque se tarda más tiempo en escribir dos bits en una célula que solo uno. Aunque esto conlleva que su durabilidad y fiabilidad se reduce ya que se los datos se escriben más a menudo que con celdas SLC.

Memoria TLC (Triple-Level Cell)

Como su nombre indica, las memorias TLC pueden almacenar tres bits en cada celda. Esto aumenta la capacidad y disminuye el precio por Gb, sin embargo, sacrifican la velocidad, la fiabilidad y la durabilidad.

Eso no significa que las unidades TLC sean malas. De hecho, tienen un equilibrio bastante bueno entre precio y rendimiento; y son el tipo de memorias NAND Flash más común en las unidades SSD hoy en día.

La durabilidad de las unidades SSD se suele expresas como TBW (terabytes escritos). Este es el número de terabytes que se pueden escribir en la unidad antes de que falle.

Un Samsung 860 Evo de 500 GB (un popular SSD de hace unos años) tiene un TBW de 600; mientras que el modelo de 1 TB tiene un 1.200 TBW. Los TBW también son estimaciones de “nivel seguro” y los SSD suelen superar estos límites.

Son un montón de datos, así que una unidad de este estilo debería durarte muchísimos años.

Memoria QLC (Quad-Level Cell)

Como ya puedes imaginar, las memorias QLC pueden escribir cuatro bits por celda. Por tanto, tienen un rendimiento peor en general, aunque se intenta mitigar con el uso de cachés de gran tamaño. Gracias a eso y a la optimización de los fabricantes las unidades SSD QLC mantienen una velocidad de uso bastante buena para su precio.

Sin embargo, la durabilidad es un aspecto que les está costando un poco más a los fabricantes. Por ejemplo, una unidad Crucial P1 QLC NVMe económica tiene una durabilidad de solo 200 TBW en el modelo de 1 TB. Por tanto, los fabricantes siguen trabajando por mejorar este aspecto y traernos unidades SSD con capacidades mucho mayores.

Memoria PLC (Penta-Level Cell)

Se trata de un tipo de memoria NAND Flash que puede escribir hasta cinco bits por cada celda. Sin embargo, aún no están disponibles para los consumidores. Como hemos visto, las memorias QLC tienen un límite de durabilidad muy justo de momento y las PLC tienen incluso peor durabilidad.

Otros términos relacionados con las memorias NAND Flash

  • 3D NAND: los fabricantes de memorias NAND tratan de poner más celdas de memoria juntas para aumentar la capacidad de almacenamiento, sin embargo, si las ponemos en una superficie también aumentamos el tamaño físico del dispositivo, algo que no siempre es posible. Por eso apilaron las celdas de memoria una encima de la otra para aumentar la capacidad. Es lo que se conoce como NAND 3D o NAND vertical.
  • Tecnologías de nivelación de desgaste: las celdas de memoria SSD comienzan a degradarse tan pronto como se usan. Para ayudar a mantener las unidades SSD en buen estado durante más tiempo, los fabricantes incluyen una tecnología de desgaste que trata de escribir datos en las células de memoria de la forma más equitativa posible. En lugar de escribir un determinado bloque en una sección de la unidad todo el tiempo, distribuye los datos de forma uniforme, por lo que todas las células se llenan a una velocidad relativamente igual.
  • Caché: cada SSD tiene una memoria caché en la que los datos se almacenan brevemente antes de ser escritos en la unidad. Estas cachés son críticas para aumentar el rendimiento de los SSD y normalmente están formadas por memorias SLC o MLC NAND. Cuando la caché está llena, el rendimiento tiende a disminuir de forma significativa, especialmente en algunas unidades TLC y en la mayoría de las unidades QLC.
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