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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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