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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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