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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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