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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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