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从SLC到QLC：缺点最大的SSD成HDD劲敌

凭借高速读写(🏜)、低(📨)噪音和抗震等优势，SSD取代HDD已成为时代必然,但受成本和容量影响，SSD在15年的发展里并未完成(❕)这一壮举。而QLC SSD的出现，在容量上已能与HDD齐平，并在价格上试图将SSD拉进1元/GB时代，这也意味着，SSD正在吹起全面侵(🏃)占HDD的号角。

SSD结构组成及概况

SSD在结构上主要由一块PCB板，主控芯片、缓存芯片和(🎸)闪存(🆖)颗粒组成，与HDD众多机械结构不同，由于(😢)不存在高速运转(🚦)的马达和磁头，SSD在运行过程中几乎(💡)无噪音，并具备良好的(🐾)抗震能力；同样，由于不需要磁盘旋转(🤚)，所以SSD基本没有寻道时间，大大缩短响应时间；而闪存颗粒代替机械存储的方式，也使得SSD在读写上比HDD快了许多。

其中，主控芯片相当于SSD的大脑，一(🤸)方面调配着数据在各个闪存芯片上(📲)的负荷，另一方面承担着整个数据中转，连接闪存芯(🚑)片和外部SATA接口功能，主控芯片便是决定SSD性能的一个因素。

在主控芯片厂商上，主要以英特尔、SandFroce、Marvell、三星等为主，但由于主控芯片可通过授权(🕷)方式直接使用ARM内核、DDR物理层等成熟IP，其研发并不太难，主控公司(⛳)也在由美系、韩系，向(🌁)台湾，以及国内变迁(🐻)，如台湾智微JMicron、群联Phison，国内的国科微、忆芯等厂商。

图片源自gadgetmatch

除主控外，SSD另一核心部分便是闪存颗粒了，其本质是一种非易失性存储器，利用(🍡)电子的写(🤸)入和读取进行存储，在性能上和(🎤)稳定性上远超HDD利用机械进行存储的模式.

不同于主控芯片，闪存颗粒对技术要求极高(🐶)，目前能自产闪存颗粒的(💢)厂商主要为三星(✍)、英特尔/美光、东芝/西数、SK海力士，这四家联合体生(💸)产的闪存颗粒占据着全球近90%的市场，其技术已经可以实现96层，甚至是128层(😉)3D堆叠。可喜的是，国内紫光主导的长江存储目前已经可以实现闪存颗粒的32层堆叠，虽然相比几大存储巨头仍(👏)有不小差距，但已能望其项背。

闪存颗粒发展及原理

从2003年SSD逐渐进入大众视野，闪存颗(➰)粒至今也历经了四代更迭，从最初(🐇)的SLC、MLC、TLC到今天的QLC，四代颗粒每单元存储依次从1、2、3提升到今天的4个数据，电压状态从最初的0和1 2种(🤮)提升(🍖)到今天的0000到1111共计16种变化，如下(🙉)图(🤷)所示：

四类闪存颗粒简介

四类闪存颗粒电压变化

SLC到QLC闪存颗粒均是通过内部绝缘层完成数据存储的，当写入数据时，需要施加电压并形成电场，这样电子便(💁)可以通(🏻)过(🤠)绝缘层进入到存储单元，完成(🎫)写入，而(🐢)从第一代SLC到第四代(🙈)QLC，随着电压状态的成倍递增，数据在颗粒中的访问时间也随着增长，进而降低SSD的读写性能和(😀)稳定性能。

缺点最大的SSD成为HDD劲敌

SLC由于结构简单，执行效率极高，特(💆)点便是读写速度快，寿命长，可(🌏)擦写10万次，在(🦓)企业(📐)级SSD上(😢)很常见；MLC、TLC由于(🍏)单元存(📚)储值得增加，其速度和擦写性(💚)能(🍄)也随之下降，MLC可擦写10000次，TLC则降至3000次，MLC、TLC也是消费级市场主力；而到了如今4 bit的QLC,其理论擦写值仅为1000次。但正是(💹)这缺点越放越大的QLC SSD，或许将在未来2-3年完成三代前辈均为完成的使命:彻底取代HDD。

正如开篇所述，SSD始终未能取代HDD的一个因素(🎹)便(🎽)是(📐)容量，如今各种大型游戏、蓝光视频、4K监控的应用，更使得用户对硬盘容量需求提升(🚩)，普通HDD在容量上可轻松实现4TB-12TB，而SSD容量通常在(⏱)128GB-1TB之间，远不能满足需求。

相比前三代SSD,QLC SSD在容量已经可以做到7.68TB，如美光的5210 ION系列，英特尔面向数据中心应用的DC P4500系列 QLC SSD，更是将(🎭)容量提高到32TB，这使得SSD在容量上与HDD相比已不具备劣势。

图片源自blog.usro.net

阻碍SSD全面取代HDD的另一因(🐓)素便是价格，SSD 1元/GB也是用户一直渴求的，QLC SSD的出现或许能将价格拉入1元(🕕)/GB时代，如目前英特尔基于QLC颗粒推出的660P系列，其512GB售价99美元，折合人民币1.3元/GB，根据传闻，英特尔64层QLC SSD的目前的良品率只有48%，接下来随着QLC工艺的成(🐥)熟和其他存储厂商的加入，QLC SSD从1.3元(🚶)/GB降至1元/GB又何尝是问题。

尽管从SLC到(🌖)QLC,SSD的缺点是越放越大，但比起HDD，其优点还是很明显(🥁)的，QLC SSD的性能也并非如此的不堪，根据英特尔官方给出的数据，其660P系列SSD读写速度为1800MB/s，随机(🎡)读写220K IOPS，在M.2硬盘中性能还算OK，同时(🔸)，各存(👉)储厂商推出的QLC SSD均提供3-5年不等的质保，只怕到时QLC还在服役，FLC也上市了，所以，用户如果觉得QLC SSD价格还OK,完全没必要(🏌)纠结寿命问题，买买买就好(🚷)。

结语

今天的QLC SSD 如同TLC SSD刚面市时一样，在性能和寿命方面广受诟病，但TLC SSD取代MLC已成为不争的事实。长江后浪推(🈺)前浪，在接下来2-3年里，QLC SSD也会如同TLC SSD一般取代TLC SSD，这也表明，在满足使用的前提下，价格永远都是消费者关注的重点。

同时(🐯)，不管是SSD还是HDD，硬(🛄)盘市场一直被日韩、美国几大存储厂商垄断，在接下来QLC SSD普及的几年(🥩)里，以紫光长江存储为代(🚒)表的国(🛏)内存储厂商如若奋起直追，国(🌸)产3D NAND+自主(🕘)主控芯片的SSD能大规模商用，到(🌙)那时，我们又何愁1元/GB。

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