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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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