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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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