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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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