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QLC閃存SSD將來(lái)襲 HDD還能否安好

2017-06-28
關(guān)鍵詞: SSD NAND 閃存 三星

如今,市面上消費(fèi)級(jí)SSD,不管是主流的SATA SSD新品還是新興的NVMe SSD新品,基本上都是采用TLC閃存。但自2012年10月份,第一款采用TCL NAND閃存的三星840 SSD誕生以來(lái),TLC 閃存一直面臨著質(zhì)疑。

不過(guò),經(jīng)過(guò)幾年技術(shù)發(fā)展,TLC 閃存越來(lái)越成熟,正逐漸取代MLC成為主流。但,正當(dāng)TLC NAND為自己正名時(shí),它的取代者QLC悄然來(lái)襲,有消息稱明年首款QLC將面世。QLC閃存真的適合用在SSD上嗎?今天我們就來(lái)聊一聊QLC閃存。

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先了解目前三種類型的閃存:SLC、MLC及TLC

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SLC = Single-Level Cell ,即1bit/cell,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但是執(zhí)行效率高,最大的特點(diǎn)就是速度快,壽命長(zhǎng),價(jià)格超貴(約MLC 3倍以上的價(jià)格),約10萬(wàn)次擦寫(xiě)壽命。

MLC = Multi-Level Cell,即2bit/cell,其有00,01,10,11四個(gè)充電值。因此,要比SLC需要更多的訪問(wèn)時(shí)間。其最大特點(diǎn)就是速度中等,壽命中等,價(jià)格比SLC便宜,約3000——10000次擦寫(xiě)壽命。

TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell,每個(gè)單元可以存放比MLC多1/2的數(shù)據(jù),共八個(gè)充電值,111、110、101、011、010、001、000。最大特點(diǎn)就是速度慢壽命短,約500——1000次擦寫(xiě)壽命,但價(jià)格是三者最低的。由于價(jià)格成本的原因,目前被廣泛運(yùn)用于消費(fèi)級(jí)SSD中。

為什么TLC閃存這么受歡迎?

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由于TLC采用不同的電壓狀態(tài),加上存儲(chǔ)密度大,擊穿絕緣層次數(shù)也比其他介質(zhì)多,加速絕緣層的損耗過(guò)程,導(dǎo)致TLC SSD的壽命比SLC、MLC短得多,同時(shí)可靠性、效能等方面存在問(wèn)題。但是TLC也有自己的優(yōu)勢(shì),TLC儲(chǔ)存容量更大,成本相比MLC、SLC低廉許多。

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隨著TLC閃存技術(shù)的飛速發(fā)展,廠商不斷的改進(jìn)算法以及優(yōu)化主控,TLC的P/E壽命由不到1000次提升到1000到2000次,同時(shí)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因此贏得用戶的青睞。

目前TLC正不斷的蠶食著MLC消費(fèi)級(jí)的份額,最后不出意外的話,TLC將完全占據(jù)主流消費(fèi)級(jí)SSD市場(chǎng),MLC則繼續(xù)在高端領(lǐng)域發(fā)揮它作用。

但QLC閃存要來(lái)了,要取代TLC?

閃存芯片中,除了我們耳熟能祥的SLC,MLC,TLC以外,還有一種叫QLC閃存芯片。

QLC = Quad-Level Cell,我們知道,TLC閃存是每個(gè)Cell單元存儲(chǔ)3位電荷,有8種狀態(tài),QLC閃存則是存儲(chǔ)4位電荷,有16種狀態(tài)。這意味著QLC閃存單位存儲(chǔ)密度更大,是TLC的2倍,單顆芯片可達(dá)到256GB甚至512GB。但是,也因如此,QLC閃存的電壓更難控制,寫(xiě)入速度更低,可靠、穩(wěn)定性及壽命比TLC更差。目前QLC閃存處于研發(fā)階段,要想它能夠運(yùn)用到SSD上還需要一段時(shí)間。

為什么廠商還會(huì)去研發(fā)比TLC還坑的QLC?

如今游戲、電影、照片,影像等數(shù)據(jù)越來(lái)越大。想一想,那幾G、幾十G的游戲,動(dòng)不動(dòng)就幾十G藍(lán)光電影,同時(shí)VR時(shí)代的來(lái)臨,你的存儲(chǔ)盤(pán)將會(huì)面臨大數(shù)據(jù)前所未有的挑戰(zhàn)。 120G、240G,甚至480G SSD容量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠用。雖然現(xiàn)在也有不乏2TB 超大容量SSD,但一塊SSD頂一臺(tái)高端主機(jī)價(jià)格,對(duì)于普通大眾用戶沒(méi)有任何存在的意義。

TLC能夠解決SSD容量瓶頸,卻解決不了SSD價(jià)格的難題,大容量SSD仍舊貴貴貴。因此很多用戶會(huì)選擇一個(gè)小容量SSD+大容量便宜的HDD組成的存儲(chǔ)解決方案。這種方案畢竟是臨時(shí)性的,整體體驗(yàn)也沒(méi)有單純大容量SSD來(lái)得好。

SSD需要更廉價(jià)的閃存解決方案,以降價(jià)SSD的制造成本,讓大容量SSD真正便宜起來(lái),最好能夠比肩目前同容量機(jī)械硬盤(pán)的價(jià)格。

QLC雖說(shuō)速度、壽命、穩(wěn)定性等方面比TLC差,但是更便宜的成本、更大容量的優(yōu)勢(shì)是無(wú)法忽視的。就像當(dāng)年TLC從不被接納到廣泛認(rèn)可,主要原因也不正是如此嗎?

總結(jié):

科技發(fā)展的速度是我們無(wú)法所預(yù)估的,QLC閃存解決方案也一直在研究中,對(duì)廠商來(lái)說(shuō)QLC的大容量低成本也是個(gè)不可抗拒的誘惑,如同當(dāng)年TLC一樣,QLC在速度和壽命上的問(wèn)題隨時(shí)可能被優(yōu)化被解決。

當(dāng)QLC SSD出現(xiàn)的時(shí)候,它帶來(lái)的變化無(wú)法想象,也許沒(méi)法馬上的取代TLC SSD,但是機(jī)械硬盤(pán)卻將會(huì)面臨巨大的挑戰(zhàn),或許那個(gè)時(shí)候才跟機(jī)械硬盤(pán)say byebye。


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