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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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