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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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