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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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