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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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