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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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