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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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