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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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