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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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