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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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