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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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