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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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