【TLC闪存为什么不耐用？】

三星并未公布TLC闪存的确切读取、编程和擦写时间指标，只说比MLC闪存低大约50％，所以这三项都是猜测的，但是编程/擦写次数确定是1000，MLC的三分之一，SLC的百分之一。为什么会这么低？(这也是用户最为关注的焦点)

下图是一个MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。在对一个闪存单元编程的时候，电压加到控制栅极(control gate)上，形成一个电场，让电子穿过硅氧化物栅栏，达到浮动栅极(floating gate)。穿越过程完成后，控制栅极上的电压会立刻降回零，硅氧化物就扮演了一个绝缘层的角色。单元的擦除过程类似，只不过电压加在硅基底(P-well)上。

SLC、MLC、TLC三种闪存的MOSFET是完全一样的，区别在于如何对单元进行编程。SLC要么编程，要么不编程，状态只能是0、1。MLC每个单元存储俩比特，状态就有四种00、01、10、11，电压状态对应也有四种。TLC每个单元三个比特，状态就有八种了(000、001、010、100、011、101、110、111)。

说这些和耐用性有什么关系呢？问题在于，闪存单元每次编程或擦除的电子穿越过程都会导致硅氧化物的损耗。这东西本来就只有区区10纳米的厚度，每进行一次电子穿越就会变薄一些。也正因为如此，随着半导体工艺的进步，硅氧化物越来越薄，耐用性自然就更差了。

硅氧化物损耗得差不多之后，原子键就会断裂，部分电子可能会在穿越过程中被困在氧化物中，导致负电荷积累，使得闪存单元再次编程的时候抵消控制栅极的部分电压。擦写时间也会因此延长，因为在达到何时的电压之前需要更长时间、更高的加压。

记住，主控制器是无法改变编程和擦写电压的(部分可以后文再说)。如果原本设计的电压值工作异常，主控就会尝试不同的电压，这自然需要时间，也会给硅氧化物带来更多压力。

简单地说，SLC的电压状态最少，可以容忍电压的更大变化，MLC的四种状态也基本可以接受，TLC的八种就太多了，电压可变余地很小。在不清楚确切的所需电压之时，就不得不将同样的电压分成八份(SLC、MLC分别只要两份和四份)。在使用过程中，编程和擦写一个TLC闪存单元所需要的时间也越来越长，最终达到严重影响性能、无法接受的地步，闪存区块也就废了。

另外，随着闪存的磨损，所需要的ECC错误校验也越来越多，因为错误的发生几率更高了。这对于TLC又是一个麻烦，因为需要纠正的数据比特多达三个。虽然如今的ECC引擎都很强大了，但到使用后期，与其费劲纠正错误，还不如直接废了整个区块。