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憑借高速讀寫、低噪音和抗震等優勢，SSD取代HDD已成為時代必然,但受成本和容量影響，SSD在15年的發展里并未完成這一壯舉。而QLC SSD的出現，在容量上已能與HDD齊平，并在價格上試圖將SSD拉進1元/GB時代，這也意味著，SSD正在吹起全面侵占HDD的號角。

SSD結構組成及概況

SSD在結構上主要由一塊PCB板，主控芯片、緩存芯片和閃存顆粒組成，與HDD眾多機械結構不同，由于不存在高速運轉的馬達和磁頭，SSD在運行過程中幾乎無噪音，并具備良好的抗震能力；同樣，由于不需要磁盤旋轉，所以SSD基本沒有尋道時間，大大縮短響應時間；而閃存顆粒代替機械存儲的方式，也使得SSD在讀寫上比HDD快了許多。

其中，主控芯片相當于SSD的大腦，一方面調配著數據在各個閃存芯片上的負荷，另一方面承擔著整個數據中轉，連接閃存芯片和外部SATA接口功能，主控芯片便是決定SSD性能的一個因素。

在主控芯片廠商上，主要以英特爾、SandFroce、Marvell、三星等為主，但由于主控芯片可通過授權方式直接使用ARM內核、DDR物理層等成熟IP，其研發并不太難，主控公司也在由美系、韓系，向臺灣，以及國內變遷，如臺灣智微JMicron、群聯Phison，國內的國科微、憶芯等廠商。

圖片源自gadgetmatch

除主控外，SSD另一核心部分便是閃存顆粒了，其本質是一種非易失性存儲器，利用電子的寫入和讀取進行存儲，在性能上和穩定性上遠超HDD利用機械進行存儲的模式.

不同于主控芯片，閃存顆粒對技術要求極高，目前能自產閃存顆粒的廠商主要為三星、英特爾/美光、東芝/西數、SK海力士，這四家聯合體生產的閃存顆粒占據著全球近90%的市場，其技術已經可以實現96層，甚至是128層3D堆疊。可喜的是，國內紫光主導的長江存儲目前已經可以實現閃存顆粒的32層堆疊，雖然相比幾大存儲巨頭仍有不小差距，但已能望其項背。

閃存顆粒發展及原理

從2003年SSD逐漸進入大眾視野，閃存顆粒至今也歷經了四代更迭，從最初的SLC、MLC、TLC到今天的QLC，四代顆粒每單元存儲依次從1、2、3提升到今天的4個數據，電壓狀態從最初的0和1 2種提升到今天的0000到1111共計16種變化，如下圖所示：

四類閃存顆粒簡介

四類閃存顆粒電壓變化

SLC到QLC閃存顆粒均是通過內部絕緣層完成數據存儲的，當寫入數據時，需要施加電壓并形成電場，這樣電子便可以通過絕緣層進入到存儲單元，完成寫入，而從第一代SLC到第四代QLC，隨著電壓狀態的成倍遞增，數據在顆粒中的訪問時間也隨著增長，進而降低SSD的讀寫性能和穩定性能。

缺點最大的SSD成為HDD勁敵

SLC由于結構簡單，執行效率極高，特點便是讀寫速度快，壽命長，可擦寫10萬次，在企業級SSD上很常見；MLC、TLC由于單元存儲值得增加，其速度和擦寫性能也隨之下降，MLC可擦寫10000次，TLC則降至3000次，MLC、TLC也是消費級市場主力；而到了如今4 bit的QLC,其理論擦寫值僅為1000次。但正是這缺點越放越大的QLC SSD，或許將在未來2-3年完成三代前輩均為完成的使命:徹底取代HDD。

正如開篇所述，SSD始終未能取代HDD的一個因素便是容量，如今各種大型游戲、藍光視頻、4K監控的應用，更使得用戶對硬盤容量需求提升，普通HDD在容量上可輕松實現4TB-12TB，而SSD容量通常在128GB-1TB之間，遠不能滿足需求。

相比前三代SSD,QLC SSD在容量已經可以做到7.68TB，如美光的5210 ION系列，英特爾面向數據中心應用的DC P4500系列 QLC SSD，更是將容量提高到32TB，這使得SSD在容量上與HDD相比已不具備劣勢。

圖片源自blog.usro.net

阻礙SSD全面取代HDD的另一因素便是價格，SSD 1元/GB也是用戶一直渴求的，QLC SSD的出現或許能將價格拉入1元/GB時代，如目前英特爾基于QLC顆粒推出的660P系列，其512GB售價99美元，折合人民幣1.3元/GB，根據傳聞，英特爾64層QLC SSD的目前的良品率只有48%，接下來隨著QLC工藝的成熟和其他存儲廠商的加入，QLC SSD從1.3元/GB降至1元/GB又何嘗是問題。

盡管從SLC到QLC,SSD的缺點是越放越大，但比起HDD，其優點還是很明顯的，QLC SSD的性能也并非如此的不堪，根據英特爾官方給出的數據，其660P系列SSD讀寫速度為1800MB/s，隨機讀寫220K IOPS，在M.2硬盤中性能還算OK，同時，各存儲廠商推出的QLC SSD均提供3-5年不等的質保，只怕到時QLC還在服役，FLC也上市了，所以，用戶如果覺得QLC SSD價格還OK,完全沒必要糾結壽命問題，買買買就好。

結語

今天的QLC SSD 如同TLC SSD剛面市時一樣，在性能和壽命方面廣受詬病，但TLC SSD取代MLC已成為不爭的事實。長江后浪推前浪，在接下來2-3年里，QLC SSD也會如同TLC SSD一般取代TLC SSD，這也表明，在滿足使用的前提下，價格永遠都是消費者關注的重點。

同時，不管是SSD還是HDD，硬盤市場一直被日韓、美國幾大存儲廠商壟斷，在接下來QLC SSD普及的幾年里，以紫光長江存儲為代表的國內存儲廠商如若奮起直追，國產3D NAND+自主主控芯片的SSD能大規模商用，到那時，我們又何愁1元/GB。

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