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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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