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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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