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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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