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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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