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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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