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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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