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SSD固態(tài)硬盤(pán)已經(jīng)是如今裝機(jī)或者購(gòu)機(jī)的絕對(duì)標(biāo)配，而伴隨著SSD技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，如何挑選一塊稱(chēng)心如意的SSD，也需要額外注意。
NAND閃存閃存技術(shù)不斷成長(zhǎng)，從單一Cell單元存儲(chǔ)1bit（比特）的SLC，發(fā)展到單一Cell存儲(chǔ)2bit的MLC，再到目前主流的單一Cell存儲(chǔ)3bit的TLC，以及即將普及的單一Cell存儲(chǔ)4bit的QLC，隨著每一次技術(shù)革新，閃存的成本都呈指數(shù)倍下降，帶給用戶(hù)的是越來(lái)越便宜的產(chǎn)品。
而且不論是用于個(gè)人電腦的SSD固態(tài)硬盤(pán)，還是用在手機(jī)中的eMMC/UFS，今后數(shù)年容量會(huì)不斷翻倍，而購(gòu)買(mǎi)成本將會(huì)越來(lái)越低。
全球NAND閃存存儲(chǔ)密度增長(zhǎng)趨勢(shì)
目前市場(chǎng)上的SSD品牌琳瑯滿(mǎn)目，讓一般消費(fèi)者無(wú)從下手。這里我們就通過(guò)一般用戶(hù)能抓取到的數(shù)據(jù)，窺探一個(gè)SSD的質(zhì)量好與壞，讓普通用戶(hù)也可以根據(jù)這些表面數(shù)據(jù)，來(lái)選擇合適自己的SSD。
京東上SSD品類(lèi)有8000多個(gè)商品可供選擇
一、閃存顆粒數(shù)對(duì)SSD質(zhì)量的影響
前文我們提過(guò)，NAND閃存技術(shù)從SLC發(fā)展到MLC再發(fā)展到TLC，目前主力提供商包括三星、海力士、東芝、美光、Intel和閃迪（被西部數(shù)據(jù)收購(gòu)），并且以TLC為絕對(duì)主力（3D NAND），還有少量的MLC。
每一家閃存供應(yīng)商都有自己的戰(zhàn)略布局，例如三星的閃存在性能上表現(xiàn)優(yōu)越，成為高性能手機(jī)的主力者和首選（華為手機(jī)就曾因三星UFS供應(yīng)問(wèn)題而躺槍?zhuān)ntel的閃存在手機(jī)里面難覓其蹤，因?yàn)榇罅看钆淦?a target="_blank">CPU用在了服務(wù)器領(lǐng)域，以穩(wěn)定性和容量著稱(chēng)，而非性能。
我們?cè)诋?dāng)前市面上非原廠(chǎng)品牌SSD中看到的閃存，三星和海力士的用得最少，主流多以東芝/閃迪和Intel/美光為主。
任何一個(gè)SSD需要兩部分協(xié)作方可穩(wěn)定運(yùn)行，即主控+閃存。主控對(duì)閃存類(lèi)型支持的越多，就可以打造更豐富的產(chǎn)品，自然更有價(jià)值，這是基本的商業(yè)邏輯，但是當(dāng)前市場(chǎng)上雖然很多主控廠(chǎng)聲稱(chēng)支持所有原廠(chǎng)閃存，但實(shí)際上對(duì)韓系閃存的支持一般般。
比如說(shuō)Intel 2016年推出的3D NAND，代號(hào)是L06B、B0KB，其中L06B是MLC顆粒，采用ONFI 4.0標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)Die容量為32GB，頁(yè)面尺寸為16KB，使用4層設(shè)計(jì)，閃存壽命是3000 P/E（編程擦寫(xiě)循環(huán)）。
B0KB則是TLC顆粒，其實(shí)采用的是同一芯片，用戶(hù)可以根據(jù)需求選擇采用MLC模式和TLC模式，單個(gè)Die的容量達(dá)48GB，不過(guò)壽命只有1500 P/E，所以需要更高的LDPC ECC糾錯(cuò)標(biāo)準(zhǔn)。
Intel 3D NAND架構(gòu)
將多個(gè)Die堆疊封裝為閃存顆粒，MLC閃存容量就可選32GB到512GB（16層堆疊），TLC閃存則可以從48GB到768GB。
通過(guò)多Die封裝的方式，可以讓單顆閃存顆粒容量越做越大，而這些顆粒用于SSD，就存在一個(gè)很基本的邏輯，即質(zhì)量越高的Die，可封裝的層數(shù)越多，容量越大;一個(gè)SSD采用的顆粒數(shù)越少，出問(wèn)題的幾率就越低。
所以，在挑選SSD的時(shí)候，顆粒越少同時(shí)容量越大，證明該SSD的質(zhì)量越高。
近期從某拆解網(wǎng)站上看到的120GB SSD采用了8顆TSOP封裝顆粒
入門(mén)級(jí)的120GB、240GB固態(tài)硬盤(pán)，若是兩三年前TLC還未普及的時(shí)候，有可能會(huì)采用多顆顆粒的方式，但是在目前TLC已經(jīng)成為主流的情況下，用戶(hù)在選擇的時(shí)候還需要先掂量掂量。
近期從某拆解網(wǎng)站上看到的640GB SSD采用單顆BGA封裝顆粒
這顆應(yīng)該就是前面談到Intel TLC單顆能做到的最大容量768GB，一顆就能打造出640GB容量的SSD。
二、OP預(yù)留空間對(duì)質(zhì)量的影響
OP預(yù)留空間，英文名稱(chēng)Over-Provisioning，是指SSD內(nèi)部由主控芯片控制的、用戶(hù)不可操作的隱藏空間，用于主控各種優(yōu)化機(jī)制的操作，諸如GC垃圾回收、磨損均衡等。
通俗來(lái)講，SSD預(yù)留的OP空間越多，越能提高GC回收、磨損均衡等的性能，從而提升和保持SSD持久高速，不會(huì)掉速，自然就會(huì)越穩(wěn)定，返修率越低，壽命更長(zhǎng)。
不同使用容量的OP占比
在MLC時(shí)代，128/256/512GB SSD容量較為常見(jiàn)，，在邁入TLC時(shí)代之后，120G/240/480GB 更常見(jiàn)一些，Intel SSD在服務(wù)器市場(chǎng)上還出現(xiàn)了360/800GB，而美光針對(duì)消費(fèi)類(lèi)更是喜歡推出275/525GB這種奇葩容量。
可以推算出來(lái)，360GB SSD如果閃存原始容量為512GB，OP空間預(yù)留比例就高達(dá)42%。275GB SSD如果使用192GB+96GB（與Intel共廠(chǎng)生產(chǎn)的B0KB），則OP值為4.7%。
可以看到，原廠(chǎng)在制作SSD的時(shí)候，會(huì)根據(jù)不同市場(chǎng)設(shè)定不同的OP值來(lái)滿(mǎn)足于市場(chǎng)。對(duì)于非原廠(chǎng)類(lèi)的品牌，若是TLC產(chǎn)品，必然是OP值越大越好。
組裝機(jī)電商用320G做主力硬盤(pán)降低返修率
可以觀(guān)察到，國(guó)內(nèi)較大規(guī)模的組裝機(jī)電商經(jīng)常用到320GB、160GB這種特殊容量，原因是這類(lèi)產(chǎn)品有較大OP預(yù)留。如果是192GB開(kāi)卡為160GB，OP值為20%，通過(guò)降低返修率，可以降低其返修帶來(lái)的往返運(yùn)費(fèi)。
Intel針對(duì)服務(wù)器使用的S3520系列
Intel S3520采用的是MLC顆粒，入門(mén)級(jí)的150GB容量如果用256GB顆粒制作，預(yù)留的OP值達(dá)70%！通過(guò)大量的OP值預(yù)留，可以保證穩(wěn)定運(yùn)行在服務(wù)器上，這也印證了前文所提及的Intel閃存的企業(yè)戰(zhàn)略——優(yōu)先滿(mǎn)足于服務(wù)器的需求。
三、不要被SSD速度“誤導(dǎo)”了
SSD的速度取決于兩個(gè)層面，即主控的運(yùn)作方式和所采用的NAND閃存。
在閃存速度層面，三星一直是Bug般的存在，同級(jí)別閃存中確實(shí)不可匹敵，而在主控層面，不同的解決方案就會(huì)帶來(lái)以不同的SSD表現(xiàn)。
在當(dāng)前的TLC時(shí)代，主控給出的廉價(jià)解決方案為：將部分TLC模擬SLC模式，先讓SLC這部分當(dāng)搬運(yùn)工，數(shù)據(jù)寫(xiě)入SLC，效率最高;SLC寫(xiě)完之后，主控親自上陣當(dāng)搬運(yùn)工，這時(shí)候才能體現(xiàn)出TLC的真實(shí)速度。
前面提到TLC是1個(gè)Cell存儲(chǔ)3個(gè)bit，SLC是1個(gè)Cell存儲(chǔ)1個(gè)bit，故TLC模擬SLC模式，最多也只能模擬到全盤(pán)的1/3容量。
為了滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求，主控廠(chǎng)商們還給出了另外一個(gè)解決方案，即在TLC模擬SLC的同時(shí)，增加一顆DDR緩存顆粒，讓緩存顆粒協(xié)助搬運(yùn)數(shù)據(jù)，一般是1GB閃存應(yīng)對(duì)1MB緩存的匹配關(guān)系。
不帶緩存480G SLC模式下的測(cè)試（40G寫(xiě)入）
不帶緩存480G填充全盤(pán)1/3以上測(cè)試（40G寫(xiě)入）
帶緩存的500G填充全盤(pán)1/3以上測(cè)試（40G寫(xiě)入）
這個(gè)工具叫做HD Tune Pro，能讓用戶(hù)實(shí)打?qū)嵉販y(cè)試出SSD的真實(shí)效能，不輕易被品牌工廠(chǎng)和媒體誤導(dǎo)。
之所以沒(méi)有測(cè)試填充后的讀取，是因?yàn)镾SD的讀取基本是不變的，一般我們用到SSD的時(shí)候，比如說(shuō)玩游戲，也基本都是讀取操作。
時(shí)至今日，仍有人誤導(dǎo)用戶(hù)說(shuō)機(jī)械硬盤(pán)比固態(tài)硬盤(pán)好，也有人說(shuō)SSD性能不如U盤(pán)，實(shí)在是貽笑大方。
通過(guò)上面三張圖的比較我們可以得出以下結(jié)論：
不論是帶DDR方案還是不帶DDR方案，就寫(xiě)入比較而言，模擬SLC段的寫(xiě)入都是大同小異的。
當(dāng)SLC模擬容量填充完之后，寫(xiě)入速度就會(huì)出現(xiàn)變化。主控帶DDR的解決方案的平均速度是不帶DDR的平均速度的一倍以上。
不論是帶DDR還是不帶DDR方案，均會(huì)出現(xiàn)最低速度低于10MB/s的情況，這是因?yàn)橹骺卦诎徇\(yùn)數(shù)據(jù)的時(shí)候的垃圾回收功能決定的。在看一個(gè)SSD的寫(xiě)入的時(shí)候，最好的考核參數(shù)是平均寫(xiě)入速度，而最高值和最低值均只能作參考。
如果你每天需要大量的拷貝吸入，選擇帶DDR的解決方案或者三星的SSD會(huì)是最好的選擇。
四、國(guó)產(chǎn)閃存任重而道遠(yuǎn)
最后，我們來(lái)看看國(guó)產(chǎn)閃存的趨勢(shì)和進(jìn)度。
長(zhǎng)江存儲(chǔ)最近宣布，32層堆疊的64Gb 3D閃存將會(huì)在2018年達(dá)成小規(guī)模量產(chǎn)，2019年64層堆疊的128Gb 3D閃存將進(jìn)入規(guī)模研發(fā)的階段。
單Die 64Gb也就是8GB容量，而我們?cè)谇拔恼劦絀ntel上一代代號(hào)為B0KB的TLC為單Die 32GB，當(dāng)前量產(chǎn)的代號(hào)為B17的TLC為單Die 64GB。
這樣一來(lái)，即使國(guó)產(chǎn)閃存的良率與國(guó)際大廠(chǎng)一致，成本差異也將達(dá)到8倍。如果摩爾定律在閃存中繼續(xù)生效，國(guó)產(chǎn)閃存的成本仍然需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)。
當(dāng)前中美貿(mào)易戰(zhàn)爭(zhēng)還在繼續(xù)，面對(duì)這種受制于人的局面，只能由衷地祝愿國(guó)產(chǎn)閃存能夠早日實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新并規(guī)?；慨a(chǎn)，這樣我們也能早日能用上中國(guó)芯的SSD產(chǎn)品。
NAND技術(shù)還在繼續(xù)發(fā)展，并仍然遵循摩爾定律，可以大膽地預(yù)測(cè)，當(dāng)QLC時(shí)代正式來(lái)臨，SSD徹底取代HDD將成為可能。
在SSD的選擇上，我們需要掌握一定的基礎(chǔ)知識(shí)，遵循基礎(chǔ)的選購(gòu)邏輯，這才能避免掉入別人的忽悠陷阱。
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