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MicroSD·TF卡终极探秘·MLC颗粒之谜   2  闪迪西数篇

10 03月
作者:WAGF|分类:业界新闻

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接上一篇,博主继续,综合利用以下数据渠道,验证哪些MicroSD存储卡,采用了MLC闪存颗粒。

  1. 官方新闻通稿。

  2. 官方论坛及邮件客服咨询。

  3. 媒体从厂商的市场、公关部门获知的情况。

  4. 代理商。包括电商自营渠道和大型实体商超的客服。

  5. 极客和媒体的耐久度写入测试

  6. 读写速度。3D TLC技术成熟前后,部分年代和卡型可以此判别。

  7. 溶解打磨。用强酸溶解塑封材料后,显微镜辨识显存型号。

闪迪西数的秘密

MicroSD存储卡,原本叫做T-Flash、Trans Flash、TF卡,2004年由Sandisk闪迪和Moto摩托罗拉发明,2005年被纳入SD标准,成为SD标准体系内尺寸最迷你的品类。

TF卡原本就是设计给手机使用的,依托手机的智能化,2013年就已经占据了90%的闪存卡市场。大哥SD卡被边缘化,仅在相机领域可见了。

作为全球闪存卡第一品牌,Sandisk对生产成本的关切理所当然。

无论是闪存卡还是USB优盘,闪存颗粒占据85%以上的成本。

在2008年以前,市面只有价格高昂的SLC、MLC两种闪存颗粒,主要应用在企业级SSD固态硬盘领域。

家用消费类产品讲究的是薄利多销,跟利润丰厚不差钱的专业数据中心产品争抢原材料,没有什么议价权。

随手百度2007年国内各大媒体的存储卡年度横向评测,SLC颗粒的存储卡比比皆是,还能找到“该产品使用MLC这种廉价颗粒,耐久度值得关注”这种语句。

哪想到,刚跨过公历2008,这一年的除夕夜,闪迪就联合东芝,宣布创造了每单元存储3位数据的TLC颗粒,并马上量产。

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2008-2009

2008.02.06 Sandisk宣布,与东芝合作开发的TLC闪存,将于同年3月、4月批量生产,全球第一。采用56nm工艺,单颗容量2GB(16Gb)。[From PhotoGraphyBay]

第二年,刚被东芝存储收购的闪迪,马上郎情妾意的携手宣布了QLC的问世。这是一种更廉价的闪存颗粒,每单位可以存储4位数据。

2009.02.01 日本东芝公司与美国SanDisk公司日前宣布,双方已达成协议,重组其合资闪存制造企业资产。由东芝收购合资晶圆厂的28%产能。
2009.02.11 东芝和SanDisk公司联合宣布将开始使用一种超高密度NAND闪存技术。这种技术称为SanDisk X4(4-bit-per-cell),每单元4位信息存储技术,即QLC。[From 快科技]

为什么闪存颗粒,存储密度越大,读写速度越小,使用寿命就越短呢?

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存储单元比作房子,里面流动的数据比作住在里面的

  • SLC相当于容积率1.0的别墅

  • MLC相当于容积率2.0的6层以下的小洋楼

  • TLC相当于容积率3.0的60米18层小高层

  • QLC相当于容积率4.0的100米以上32层的超高层。

速度读写时,相当于突发地震预警警报解除各自回家

撤离到室外空旷处的速度比较快?

地震的时候,哪种建筑更抗震,不易倒塌?

结论一目了然。

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为什么大家都想要买MLC颗粒?

别墅买不起,普通人有个小洋房的梦想,不过分吧?

3D立体层叠技术制造的闪存,3D TLC、3D MLC之类,为什么能改善读写速度和使用耐久度呢?

这就像棚户区改造啊,朋友们。

虽然是SLC平房,但跟宠物笼子一样,一户挨着一户,一家五口三代人,挤在一个三、四十平的空间里,不够用啊。

原地拆建成3D SLC小洋楼,按人头每人40平,分到两个百平三居室,居住体验得到提高,还能容纳更多的人,何乐而不为?

虽然是MLC楼梯房,可是没有电梯的破旧筒子楼,原地拆建成3D MLC电梯小高层,上下楼效率不降反升,还有更多的房子提供。

3D TLC也是这个道理,100米高层,改成150米以上高楼,但是增加超高速电梯和电梯数量。

那pSLC又是什么意思呢?

pSLC,大概是Pseudo SLC的缩写,意思是假冒、模仿SLC的意思。

看上去有些贬义,实际上,这是现在流行的主控芯片的编码方式,把原本可以一个单元存储2字节数据的MLC芯片,或者一个单元存储3字节数据的TLC芯片,当成SLC芯片使用,每个单元实际上只用来存储1字节的数据

套用博主的住房理论,这就是近年流行的“大平层豪宅”。

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本来3D TLC这种150米以上超高层,是普通住房。

可一单元四梯六户的房型,改成四梯两户300平以上的双边户大平层,就成豪宅了。

虽然没有SLC别墅那么抗震,可是深圳湾之类寸土寸金的地方,这也是当下的顶级选择了,两部入户电梯也保证了通勤速度,住户容量也更大。

3D TLC用pSLC方式运行,速度近似,耐久度能有2D SLC的三成左右,30000 PE

3D MLC用pSLC方式运行,更矮的楼层数,上下楼 速度更快,耐久度更高,能达到2D SLC的六成,即60000 PE

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所以当下,千万别纠结写入速度150MB/s以上的UHS-II超高速卡,究竟是不是MLC。即便是3D TLC,也是以pSLC方式运行的,写入寿命无需担心

譬如:2019版3D TLC的雷克沙 1800x。

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言归正主,继续侃Sandisk。

2009.04.27 东芝宣布,全球首颗32nm工艺4GB(32Gb)NAND单芯片样品即日起出货

这款传奇的32纳米4GB TLC闪存,随后在U盘、闪存卡领域攻城略地,不到两年时间就把红旗插遍大江南北,让MLC只能蜗在东南某岛苟延残喘。

2010

2010-03-26  Sandisk 32GB microSDHC存储卡新品上市,其建议零售价在199.99美元,折合人民币约1358元左右。

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闪迪将东芝这款TLC商品化。

同样自家颗粒,同样采用9层堆叠SIP封装,把8颗4GB+1颗主控,组合成32GB TF卡,还落后三星同类产品2个多月。性能比起上一代普卡不进反退,C4速度缩水成C2……没关系,在后续的产品更替中,闪迪会……

……让你习惯就好,这才是实在的生意人嘛~

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好在,还有Mobile Ultra至尊高速手机版!

2009年,第一代Mobile Ultra发布,专用于TF卡的名称,表明了闪迪深耕智能手机市场的决心。

C4的速度标定很低调,性能却很高调,实测18.3MB/s、12.8MB/s的读写速度,MLC颗粒就是这么狂拽。

次年,第二代Mobile Ultra至尊高速手机版上市,速度等级C4变成C6,性能继续增强到16.6MB/s的实测写入。

同时依然存在Ultra至尊极速 TF卡,与Mobile Ultra,只是卡面少了几个字,并未实质性区别。(Ultra图片未找到,遗憾)

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2011

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UltraMobile Ultra仍然是闪迪TF卡的旗舰,全新的红灰配色极其亮眼,在玩家中有一代卡皇之称。

虽然卡面没有标注速度等级,但包装上,仍然是C6的写入等级。

不过,玩家中传言,MLC被替换成了TLC

我找寻到了不同容量的用户评测:

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Mobile Ultra 16GB R 20MB/s W 19.2MB/s [From ChipHell]

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Mobile Ultra 32GB R 34.4MB/s W 28.9MB/s [From 中关村在线BBS]

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Mobile Ultra 64GB R 27.2MB/s W 12.7MB/s [From 中关村在线]

这个时期的玩家自评测,读卡器一般没有那么高端专业,都是拿手头有的读卡器跑测试。CH论坛那位兄弟的评测,读卡器明显限制了卡片的性能,正常来说可以读写双过30MB/s。

不过,并不影响我们做出结论:64GB版本写入性能严重缩水。

考虑到2011版的Mobile Ultra,MLC颗粒最高容量才是16GB,2012版一下跳跃到64GB,制程进步并不能提供这样的优势,真相只有一个:

32GB及以下容量采用MLC颗粒,64GB为了容量上的突破只能使用TLC颗粒。

2012-2013

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历史上的闪迪产品大年:

  • Mobile Ultra下市,避免用户误会此卡只能用于手机。

  • U1高速标识上线,连保留下来的Ultra都混到一个。

  • 红+富贵金色的Extreme至尊极速 TF家族上线。

  • Extreme Pro至尊超极速,替代Ultra,成为品牌旗舰。

  • BestBuy百思买,全球最大的电器3C零售商,以Extreme Plus至尊极速加强版订制的“Pixtor”系列,线下悄然开卖。

多了个U1标,也阻挡不了Ultra沦为低端,读写速度与2012版本完全一致,但全系TLC化。

Extreme Pro至尊超极速引领全球存储卡最高速度,R95MB/s 90MB/s的读写速度,比市面的旗舰手机自带闪存,还要快,初期仅有8GB和16GB版本。

毫无疑问的MLC颗粒旗舰,还有帖子为证!

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2014.04.06 @MelonGx:为了确认MicroSD存储卡的耐久度,一个日本玩家已经做了一个自评测,结果如下:
Sandisk Extreme Pro (MicroSD) - 8.9k times (MLC)
Transcend Ultimate (MicroSD) - 7.6k times (MLC)
Samsung (Blue font, 24MB/s, MicroSD) - 4.5k times (MLC)
Toshiba EXCERIA Type HD (MicroSD) - 1.3k times (TLC)
[From GBAtemp]

问题在于,亚马逊和韩国Auction购物网站上,被一些第三方卖家标注MLC颗粒的Extreme 和 Extreme Pro,是否名副其实呢?

初代产品一向高规格的闪迪,能否延续传统呢?

我们在下一代产品中,一并揭晓。

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2014

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  • U3高速标识,全线替代了上一代Extreme至尊极速家族的U1。


  • Ultra推出全球最高的128GB产品,读取速度从30MB/s提升至48MB/s,并采用全黑卡面,与其他容量的红灰卡面区分开。

  • Extreme Pro最高容量增至32GB,并第一次采用红黑卡面。

  • Extreme 毫无意外的,比初代产品,性能缩水了。

  • Extreme Plus至尊极速加强版,与初代性能基本一致,低容量版本的写入速度,也从上一代的30MB/s,提升到了50MB/s的官方标称值。

关于Ultra 128GB

128GB由16片8GB(64Gb)闪存堆叠SIP封装,单芯片厚度小于人的头发丝,闪迪的封装制造工艺令人叹为观止。

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关于Extreme Plus

其实Extreme Plus的实测数据很不错, R 92MB/s W 60MB/s的成绩,放在同时期的模组品牌里,妥妥的旗舰。

不过新加坡第一黑莓论坛HWZBB的评测,从官方确认了其为TLC颗粒。

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SanDisk Extreme microSDXC UHS-3 / U3 [2014版](64GB)TLC [ SDSDQXN-064G ]
SanDisk Extreme Plus microSDXC UHS-I [2014版](64GB)TLC [ SDSDQX-064G ] [From HWZBB]

所以,可以确认,2013、2014版的Extreme、Extreme Plus均为TLC。

此外,对东芝闪迪来说,这年有一个大事件:在三星840 TLC SSD上市2年后,东芝闪迪终于跟进了。

2014.08.19 SanDisk Ultra II SSD正式发布,这是闪迪的第一款TLC廉价固态硬盘,采用东芝19纳米 TLC颗粒,三年质保。 [From StorageReview]

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2015

2015.03.02  闪迪本周在巴塞罗那移动巴塞罗那移动世界大会(MWC)上发布了一系列存储产品,首款产品是容量200GB的Ultra microSDXC UHS-I闪存卡,要价400美元。
此外,SanDisk还宣布面向行车记录仪和家庭安防系统推出高耐久性microSD卡,能录制1万小时视频的64GB卡价格为150美元而能录制5000小时视频的32GB卡价格为85美元。

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  • Ultra推出全球最高的200GB产品,读取速度从48MB/s提升至80MB/s,继续采用全黑卡面,与其他容量的红灰卡面区分开,售价400美元。

  • 新上线High Endurance,专为行车记录仪和视频安防系统设计,32GB售价85美元,64GB售价150美元。

  • Extreme Pro最高容量增至64GB。

关于Ultra 200GB

200GB 版本Ultra是非常奇怪的产品,不但容量规格独一无二,实测写入速度,200GB要比其他容量版本低得多,只有20MB/s。

这与2D TLC颗粒的特性有关系。因为是每单元存储3字节,所以其单颗容量增长,不一定是整数倍,而是1.5倍。

譬如,同样工艺同样面积2D生产的闪存,SLC 4GB,MLC 8GB,TLC会是奇怪的12GB,所以出现48GB之类的2D TLC也并不奇怪。

之前我们得知Ultra 128GB,是由16片8GB TLC闪存构成,而16片12GB闪存刚好是192GB。

200GB产品,按照2进制计算实际容量 200GB ÷ (1.024的3次方)= 186.4GB

192GB的16片闪存刚好覆盖,没多少空间浪费。

所以,我们购买TF卡时,应该尽量避免购买新上市的最高容量型号和奇怪容量的型号,不是降级芯片,就是性能可能不尽如人意

High Endurance是否为MLC?

64GB的Extreme Pro继续采用MLC,这是毋庸置疑的。

博主好奇的,是全球首创的High Endurance监控用白卡

购物网站验证

之前在美亚闲逛时,搜索“microSD MLC”,这是为数不多的、搜到的产品:

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不过,卖家并非亚马逊自营,是一家名为“Memoski Memory”的第三方,虽然评价还不错,但不可轻信。

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继续NewEgg新蛋搜索,除开工控卡外,监控用白卡是唯一的搜索结果。

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可惜仍然不是新蛋自营,而是一个“OEMPCWorld”的卖家。随手一搜,原来是一家独立的电商网站,1998年64KB内存时期,开始就做存储产品的业务了。

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在OEMPCWorld逛了一圈,这家还真不是乱标的,确认MLC身份的,除开监控用白卡,全是工控卡。

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这个卖家的背书,有一部分说服力。

肺炎疫情这段时间,国人跑去韩国淘宝Gmarket买口罩。这家Ebay旗下的韩国网站,我也搜了一下,这个搜索结果,果然很“淘宝”:

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排名靠前里,有家“SanDiskStore”的金冠店,似乎靠谱,点进去一看,一下就破功:

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看过我《终极指南》系列帖子的朋友都知道,雷克沙新版TF卡中,只有1000x型号才是MLC,而这边把新版667x当MLC卖,行为果真很“棒子”。

等等,发现了一家貌似是实体商超的金冠卖家,叫“Hyundai Hmall”。

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点进去一看:这个品类数量,应该是现代集团旗下的实体百货店吧?

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在韩国敢山寨三星和现代,那不是茅厕点灯么。

耐久度验证

下结论前,博主继续执着一下,计算该系列的耐久度:

根据Sandisk官方PDF,32GB 5000小时耐久度,64GB 10000小时耐久度,和三星PRO监控卡一样,都是基于26Mb/s码率的1080P视频录入计算。

标称容量32GB,是千进制
实际容量是2进制,为 32GB / (1.024的3次方) = 29.8GB
26M码率 / 8bit位宽 × 60秒 × 60分 × 5000小时 / (1024 × 29.8)= 1917 P/E

或者 ,直接拿三星32GB PRO监控卡的 6717 PE × 5000小时 / 17520小时 = 1917 P/E

2D TLC一般寿命在1000 P/E,闪迪又习惯于把参数标定得很保守,留出冗余。

结论很明显:这玩意肯定不是2D TLC颗粒。

速度测试验证

博主是个强迫癌,这款标称读写均为20MB/s的High Endurance监控用白卡,我竟然搜不到相关测评,于是我就闲鱼收了两颗回来,自己测。

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细心的朋友可以发现了,这两张卡是和《价虽廉 物可美?再探Lexar 05U UHS-Ⅱ读卡器》那时的lexar  1800x  32GB一起买的。

这两张白卡,产于2018年3月和4月。测试读写成绩,都是R 47MB/s W 45MB/s,远超标定值。

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这两款产品为何到2018年都没更新,一直都是64GB的最高容量?

读写速度上限一致,这也非常符合2D MLC颗粒的特性。

这已经足够我们下定结论:High Endurance监控用白卡采用了2D MLC闪存颗粒。

这也能反过来解释,闪迪为何把一款读写45MB/s +的产品,仅标称20MB/s,这已经不能用低调来解释了,只能说锦衣夜行,定价不高,怕影响其他TLC产品线销量。

当然,有朋友可能会问:

3D TLC也能有3000 P/E的写入寿命上限,为什么排除了这个可能性?

因为,3月发布新TF卡时,东芝和闪迪根本无力量产3D TLC。


2015.03.26  东芝和闪迪宣布,开始跟进三星,开发3D NAND立体制造技术,名为BiCS,首期产品采用48层堆叠的单颗16GB(128Gb) MLC颗粒。
同日,镁光和英特尔也联合宣布,他们也将跟进32层堆叠 3D NAND技术。
[From Storage Review]
2015.08.03   东芝闪迪宣布,首颗BiCS技术制造的3D TLC NAND芯片,开始上线生产,单颗容量32GB(256Gb)。
[From Storage Review]

而且,麻烦来了。


2015.10.15  据传,Sandisk正在找寻买家,可能是WD西部数据或镁光接盘。[From Storage Review]
2015.10.21  急于转型的传统存储第一大厂Western Digital西部数据,将以现金和股票的形式,约190亿美元的价格收购SanDisk闪迪。该交易有望在2016年第三季度完成。
WD西数还宣布,闪迪与东芝的合资晶圆厂仍然照常运营,继续从东芝获得闪存颗粒和技术。[From Storage Review]


2016

2016.07.26  WD今天宣布,成功开发了最新一代3D NAND技术BiCS3,现已拥有64层垂直存储容量,这是全球第一个64层产品,领先三星的48层。
WD指出,在日本四日市的合资工厂已开始进行试生产。年底将实现初步产量,BiCS3正式量产在2017年上半年实现。[From Storage Review]

看上去,这场收购,三方受益。可痛失Sandisk的终端产品线和渠道,开始给东芝存储的发展埋下了隐患。

全球首发的64层制造工艺,也就领先了一周而已,8月3日三星就官宣了自己的64层3D V-NAND技术。

而且,东芝和闪迪的3D制造技术也尚未成熟,难堪大任,自家的年度SSD——Sandisk X400,仍然采用的是15nm(纳米)2D TLC。

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所以这一年的TF卡产品,只能在MLC颗粒上发力了:

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  • Ultra至尊高速,按部就班的来到了256GB,写入速度未变,读取速度提升至95MB/s。

  • 新一代Extreme PRO至尊超极速上市,采用了最新的UHS-II标准,速度全球第一,达到275MB的读取速度。

  • 原本最高容量黑卡红字的设计,也从Ultra转移给了Extreme PRO。

只有2bit MLC以上的编码方式,才能达到如此高速,UHS-II版本的Extreme PRO毋庸置疑是MLC

2017-2019

2017.02.06  WD西数宣布,全球第一片64GB(512Gb)64层 3D TLC闪存下线,并将于下半年量产。
。[From Storage Review]

2017.07.30  WD西数闪迪宣布,首批3D NAND TLC SSD固态硬盘已经发货,型号分别为WD Blue 3D和Sandisk Ultra 3D,均为64层3D TLC。[From tomshardware]

媳妇熬成婆,自家3D NAND终于靠谱了,闪迪TF卡开始容量上的狂飙:

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  • 主流产品线全部一股脑,升级到了1TB的容量,全球第一。

  • 标识新增了视频速度等级V30 和 APP速度等级A1 A2。

  • High Endurance监控用白卡,2019年更新,最高容量一举提高到256GB,标称耐久时间缩水一半。

  • Extreme至尊极速家族,从2018年起,全部支持独家的“超传输”技术,配合指定读卡器,可以突破UHS-II 104MB/s的物理上限,读取速度达到160MB/s以上。

关于超传输技术

闪迪官方表示,Extreme全系都可以做成UHS-II接口,只是考虑到支持UHS-II的主机设备太少了,所以做了这样一个“超传输”技术。

不过,闪迪没有告诉你的是:

  1. 超传输只支持Sandisk指定的两款UHS-I读卡器,连在家的UHS-II读卡器上都跑不出来这样的速度。

  2. 实测中,不止读取速度,写入速度同样可以突破104MB/s的上限。


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这两款读卡器都是单口的,单MicroSD接口的这款好找,英文名“SanDisk MobileMate USB 3.0 Reader”,京东自营中文名叫“闪迪移动伴侣USB3.0 microSD读卡器。

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单SD接口的型号为“SDDR-C531”,很多人搜不到,也很少会去看京东商品介绍内的型号,所以我特地标出来了,京东自营搜“闪迪USB3.0 SD UHS-I读卡器”

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对于没有UHS-II设备、也不追求MLC颗粒的朋友,新版V30的Extreme至尊极速 + Sandisk UHS-I读卡器,算是现下比较好的高速组合,256GB型号的京东自营历史低价255元,性价比爆棚。

反正,现在连带V30版Extreme PRO在内,Extreme家族速度一样、容量一样、颗粒一样,这种产品神规划,产品经理真是路边喝汽水、瓶盖抽奖送的。

没错,京东客服会告诉你:新版Extreme PRO各容量都是TLC,可能闪迪觉得马上低端全部3D QLC化了,比起耐久度500 PE的QLC,现在顶级3D TLC 3000 PE的耐久,确实是“高端”了。

关于High Endurance 2019

新版全面缩水,各容量耐久时间直接减半。

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可能闪迪的逻辑是:虽然同容量耐久减半,但最大容量翻四倍到256GB,所以写入量仍提升了一倍呢!

2015版 1917 P/E ÷ 2 = 958 P/E

再怎么保守标定,这货也是TLC无疑了。

闪迪总览

MicroSD·TF卡终极探秘·MLC颗粒之谜   2  闪迪西数篇

MicroSD·TF卡终极探秘·MLC颗粒之谜   2  闪迪西数篇


  • 闪迪旗舰产品必MLC颗粒的规律,在2016年就已终结。

  • High Endurance 2015白卡,因为2019年才停产的缘故,是闪迪性价比最高的MLC颗粒产品,新品、二手都很好买到,非常适合行车记录仪、监控、树莓派使用。

  • 尽量避免购买新品的最高容量型号,要么闪存降级,要么性能缩水。 特别是大容量产品。

  • 2018年之前的闪迪TLC产品,耐久度不佳,应避坑。

闪迪Ultra至尊高速降低到TLC后,口碑一度差到爆棚,与同是TLC的三星EVO Plus红卡口碑两极化。

背后原因就是东芝闪迪的3D NAND工艺的落后。

2017年之前一直采用2D平面制造工艺,17年终于量产的第三代BiCS 64层工艺,耐久度并未有实质性的提升。在主控和缓存加持的TLC固态硬盘上,就可以看出。

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2016年的15纳米 2D TLC的X400 SSD,标称耐久度300~600 PE,到2017年第三代BiCS 64层TLC的WD Blue 3D/闪迪 Ultra 3D,标称耐久度依然只有400 PE

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这种情况,东芝西数闪迪自己也很清楚,BiCS3 64层,存在不到半年,就加速升级到第四代96层,直到2017年底量产BiSC4,才大幅度的提升了自家3D TLC耐久度,并将BiSC4 3D TLC,第一次使用到了自家企业级产品中。

WD西部数据总览

2017.06.28   WD西数闪迪宣布全球第一次实现96层堆栈的Bi
CS 4,不但包含3D TLC,还会将QLC颗粒业内第一次量产。
2017.09.19  东芝存储与WD西数,共同在日本三重县四日市的6号晶圆厂(Fab 6)举行开幕仪式,且透漏新厂9月初已经开始量产新一代96层3D Bi
CS 4闪存。
2018.04.13   闪迪母公司西数最新宣布推出WD Purple紫卡 microSD卡,特别为现代监控摄像机设计,采用3D 闪存技术。

作为企业级存储卡的领军者,西数Purple紫卡第一次切入准消费领域,为后续黑、红、蓝、绿家族化TF卡产品,奠定了基础。

MicroSD·TF卡终极探秘·MLC颗粒之谜   2  闪迪西数篇

这篇写到这里,严重超长了,二话不说,放图。

MicroSD·TF卡终极探秘·MLC颗粒之谜   2  闪迪西数篇

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原定的东芝篇,留到下期,和镁光雷克沙,一起讲。

MicroSD·TF卡终极探秘·MLC颗粒之谜   2  闪迪西数篇

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MicroSD·TF卡终极探秘·MLC颗粒之谜 1 三星篇 SSD深度解析:MLC颗粒和TLC颗粒到底有多大差别?