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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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