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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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