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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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