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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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