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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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