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如今，市面上消费级SSD，不管是主流的SATA SSD新品还是新兴的NVMe SSD新品，基本上都是采用TLC闪存。自2012年10月份，第一款采用TCL NAND闪存的三星840 SSD诞生以来，TLC 闪存一直面临着质疑。 但是，经过几年技术发展，TLC 闪存越来越成熟，正逐渐取代MLC成为主流。不过，正当TLC NAND为自己正名时，它的取代者QLC闪存芯片悄然来袭，有消息称明年首款QLC闪存芯片将面世。QLC闪存芯片真的适合用在SSD上吗？今天我们就来聊一聊QLC闪存芯片。
SSD行业要变天 HDD将彻底出局！新型QLC闪存芯片驾到！ 图1 先了解目前三种类型的闪存：SLC、MLC及TLC  SSD行业要变天 HDD将彻底出局！新型QLC闪存芯片驾到！ 图2 SLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，其结构简单但是执行效率高，最大的特点就是速度快，寿命长，价格超贵（约MLC 3倍以上的价格），约10万次擦写寿命。 MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，其有00,01,10,11四个充电值。因此，要比SLC需要更多的访问时间。其最大特点就是速度中等，寿命中等，价格比SLC便宜，约3000---10000次擦写寿命。 TLC = Trinary-Level Cell，即3bit/cell，每个单元可以存放比MLC多1/2的数据，共八个充电值，111、110、101、011、010、001、000。最大特点就是速度慢寿命短，约500-1000次擦写寿命，但价格是三者最低的。由于价格成本的原因，目前被广泛运用于消费级SSD中。 为什么TLC闪存这么受欢迎？
SSD行业要变天 HDD将彻底出局！新型QLC闪存芯片驾到！ 图3 由于TLC采用不同的电压状态，加上存储密度大，击穿绝缘层次数也比其他介质多，加速绝缘层的损耗过程，导致TLC SSD的寿命比SLC、MLC短得多，同时可靠性、效能等方面存在问题。但是TLC也有自己的优势，TLC储存容量更大，成本相比MLC、SLC低廉许多。
SSD行业要变天 HDD将彻底出局！新型QLC闪存芯片驾到！ 图4 随着TLC闪存技术的飞速发展,厂商不断的改进算法以及优化主控，TLC的P/E寿命由不到1000次提升到1000到2000次，同时TLC SSD性能及可靠性方面得到大大改善，在加上成本更低廉，TLC SSD因此赢得用户的青睐。 目前TLC正不断的蚕食着MLC消费级的份额，最后不出意外的话，TLC将完全占据主流消费级SSD市场，MLC则继续在高端领域发挥它作用。 但QLC闪存芯片要来了，要取代TLC？
SSD行业要变天 HDD将彻底出局！新型QLC闪存芯片驾到！ 图5 闪存芯片中，除了我们耳熟能祥的SLC，MLC,TLC以外，还有一种叫QLC闪存芯片。 QLC = Quad-Level Cell，我们知道，TLC闪存是每个Cell单元存储3位电荷，有8种状态，QLC闪存芯片则是存储4位电荷，有16种状态。这意味着QLC闪存单位存储密度更大，是TLC的2倍，单颗芯片可达到256GB甚至512GB。但是，也因如此，QLC闪存芯片的电压更难控制，写入速度更低，可靠、稳定性及寿命比TLC更差。目前QLC闪存芯片处于研发阶段，要想它能够运用到SSD上还需要一段时间。 为什么厂商还会去研发比TLC还坑的QLC？
SSD行业要变天 HDD将彻底出局！新型QLC闪存芯片驾到！ 图6 如今游戏、电影、照片，影像等数据越来越大。想一想，那几G、几十G的游戏，动不动就几十G蓝光电影，同时VR时代的来临，你的存储盘将会面临大数据前所未有的挑战。 120G、240G，甚至480G SSD容量都远远不够用。虽然现在也有不乏2TB 超大容量SSD，但一块SSD顶一台高端主机价格，对于普通大众用户没有任何存在的意义。
SSD行业要变天 HDD将彻底出局！新型QLC闪存芯片驾到！ 图7 TLC能够解决SSD容量瓶颈，却解决不了SSD价格的难题，大容量SSD仍旧贵贵贵。因此很多用户会选择一个小容量SSD+大容量便宜的HDD组成的存储解决方案。这种方案毕竟是临时性的，整体体验也没有单纯大容量SSD来得好。 SSD需要更廉价的闪存解决方案，以降价SSD的制造成本，让大容量SSD真正便宜起来，最好能够比肩目前同容量机械硬盘的价格。 QLC虽说速度、寿命、稳定性等方面比TLC差，但是更便宜的成本、更大容量的优势是无法忽视的。就像当年TLC从不被接纳到广泛认可，主要原因也不正是如此吗？ 总结： 科技发展的速度是我们无法所预估的，QLC闪存芯片解决方案也一直在研究中，对厂商来说QLC闪存芯片的大容量低成本也是个不可抗拒的诱惑，如同当年TLC一样，QLC闪存芯片在速度和寿命上的问题随时可能被优化被解决。 当QLC SSD出现的时候，它带来的变化无法想象，也许没法马上的取代TLC SSD,但是机械硬盘却将会面临巨大的挑战，或许那个时候才跟机械硬盘say byebye。 |
