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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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