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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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