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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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