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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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