《综合日本久久》

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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