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*，以及国内变迁，如*智微jmicron、群联phison，国内的国科微、忆芯等厂商。

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。

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。

国产ssd若崛起又何愁1元/gb

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。