Nějakou dobu po tom, co výrobci pamětí NAND přišli s čipy MLC, zvyšujícími kapacitu ukládáním dvou bitů místo jednoho (u SLC čipů) do každé buňky, se objevilo i další stádium, TLC s třemi bity. Pokaždé se však tímto také redukovala užitečná životnost. Tu v poslední době současně zhoršují i přechody na nové procesy a nyní už se u TLC uvádí jen několik set přepisů. Plány na další krok, tedy zápis QLC („quadruple-level cell “), který by ukládal do buňky čtyři bity, proto vzbudily rozpaky. Avšak Toshiba, která s nápadem předloni přišla, si za ním přesto stojí a nyní definitivně ohlásila, že takovéto čipy (s nadsázkou) „na jedno použití“ skutečně vyvinula chystá k výrobě. Během následujících měsíců by se tak měly objevit v reálně dostupných SSD a podobných produktech.
Paměti QLC budou vyráběné jako varianta mainstreamovějších 3D vrstvených čipů NAND pro běžné použití (Toshiba této technologii říká BiCS), přičemž budou odvozené od jejich aktuální 64vrstvé generace. Zatímco TLC čipy nabízejí v jednom kusu křemíku kapacitu 512 Gb (64 GB), čipy QLC nacpou na jeden kousek křemíku ještě o 50 % více úložného prostoru. Podle tiskové zprávy bude jejich kapacita 768 Gb (96 GB).
Snímek NAND čipů ToshibaBuňka QLC ukládá čtyři uložené bity místo tří, což znamená, že QLC bude tvořena odlišným, větším čipem s větším počtem buněk než u 512GB TLC, pokud má kapacita narůst o polovinu a ne jen o třetinu. Komplexita ovšem není jen o třetinu vyšší, ve skutečnosti narostla dvojnásobně. Buňka musí rozlišovat šestnáct různých logických hodnot čili úrovní napětí (dvě na čtvrtou k pokrytí všech kombinací, které čtyři bity mohou nabývat), kdežto pro tři bity v buňce TLC stačí rozlišit osm hodnot napětí (dvě na třetí).
Kvalita signálu při dvojnásobném množství úrovní se přirozeně stává ještě kritičtější. Z tohoto pak pramení snížená houževnatost a výrazně kratší přepisovací životnost buňky, kdy toto zhoršení j podstatně horší, než kolik byste čekali na základě třetinového nárůstu kapacity. Proto se odhadovalo, že by QLC mohla mít od výrobce garantováno třeba jen kolem 100 přepisů než příliš zdegraduje, i když Toshiba žádné údaje neposkytla, takže zde šlapeme na půdě spekulací.
Toshiba prezentuje QLC NAND, Flash Memory Summit 2015. Na slajdech je vidět růst počtu úrovní signálu u MLC, TLC a QLC (Zdroj: Custom PC Review)WORMy v serverech
Podstatně zhoršená životnost už zřejmě na rozdíl od čipů TLC nebude v rámci prakticky akceptovatelných limitů. Tudíž se zatím neočekává, že by se QLC objevila v běžných spotřebitelských zařízeních jako jsou mobily, tablety a SSD pro počítače. Určitou výjimkou by teoreticky mohly být flashdisky nebo paměťové karty, ale zdá se, že Toshiba tento produkt zatím míří hlavně na enterprise sféru, do úložišť pro servery – což znamená, že se zatím nemusíte bát, že někde na slabou životnost těchto čipů nečekaně narazíte.
V tomto nasazení by měla přijít vhod vysoká kapacita, která umožní se stejnou infrastrukturou a technologiemi nahustit do serverů vyšší kapacitu (vzpomeňme si, že zatímco TLC čipy budou 64GB, QLC mají kapacitu 96 GB). Na danou jednotku terabajtů/petabajtů bude třeba méně zařízení a serverů, což také srazí energetické nároky. Podmínkou ale je, aby data nemusela být často přepisována. Užitečnost těchto speciálních SSD bude tedy na úlohy typu „write once, read many“ (WORM), kdy jsou data na serveru prakticky jen čtena a k zápisu dochází sporadicky, někdy dokonce jen jedinkrát. Podle Toshiby je zřejmě nasazení s takto používanými dat na světě dost, aby se pro ně speciální SSD s QLC (jejichž kapacita by mohla začínat na 100 TB) vyplatilo vyrábět.
První generace paměti QLC v tuto chvíli existuje ve formě předprodukčních vzorků. Toshiba počítá s tím, že jednotlivé čipy bude zapouzdřovat po 16 kusech (s použitím štosování čipů na sebe). Jeden takový „šváb“ bude mít kapacitu 1,5 TB, což dovolí pro enterprise trh vyrobit sktuečně hodně velká SSD. Toshiba již čipy QLC začala zásobovat výrobce SSD a řadičů, ti tedy již mohou na výsledných produktech pracovat. Kdy přesně je lze očekávat na trhu, ale sděleno nebylo, neboť kromě startu masové výroby samotné NAND možná bude překážkou (zdržením) i potřeba speciálních řadičů.
