《厨房打野战A片》

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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