我們渴求大容量的SSD,不過超過TB大容量SSD動不動就幾千元的售價,對于支付能力有限用戶實際上沒有意義。SSD的成本主要來源于閃存,在TLC閃存能夠?qū)崿F(xiàn)TB容量可惜價格未能降下來。只有不斷開發(fā)新類型的閃存,解決容量與價格的矛盾,才能讓SSD真正在大數(shù)據(jù)時代發(fā)揮應(yīng)有作用。
這時,QLC 閃存就應(yīng)運(yùn)而生, 目前,東芝和西數(shù)先后宣布成功開發(fā)基于四比特單元3D NAND閃存芯片,即QLC閃存,這也意味著QLC SSD將要來臨。那么,它與TLC閃存又有什么區(qū)別,能否取代TLC成為SSD主流閃存之選?
QLC閃存顆粒是什么?
在聊QLC之前,我覺得先來聊一聊TLC會有助于大家理解它。
現(xiàn)在購買過SSD的朋友應(yīng)該都聽說過TLC閃存顆粒,因為2017年整體TLC SSD出貨比重接近75%,而SSD市場所占比重更大,也就是說現(xiàn)在大家買到的固態(tài)硬盤,基本上都是TLC的。
QLC則是有望未來接替他成為主流的產(chǎn)品!
閃存顆粒的類型有以下幾種:SLC、MLC 、TLC 、QLC。
參照上圖解釋給大家會更清晰一些
SLC單比特單元(每個Cell單元只儲存1個數(shù)據(jù),有21=2個狀態(tài),就是0和1,也就是僅有兩種不同的電壓狀態(tài)),因為穩(wěn)定,所以性能最好,壽命也最長(理論可擦寫10W次),成本也最高,最早的頂級顆粒,但因為成本問題,目前已經(jīng)消失在大家的視野里。
MLC雙比特單元(每個Cell單元儲存2個數(shù)據(jù),有22=4個狀態(tài),00/01/10/11,因此有四種不同電壓狀態(tài)),也就是僅有兩種不同的電壓狀態(tài))性能、壽命(理論可擦寫1W次)、成本在幾種顆粒中算是均衡的,接替SLC的產(chǎn)品,在TLC之前的絕對主流顆粒,而目前主要用于高端和企業(yè)級產(chǎn)品。
TLC三比特單元(每個Cell單元儲存3個數(shù)據(jù),有23=8個狀態(tài),不詳列,如上圖,有八種不同電壓狀態(tài)),成本低,容量大,但壽命越來越短(理論可擦寫1500次),但隨著技術(shù)的成熟,目前壽命問題已經(jīng)得到解決,并成為目前閃存顆粒中的最主流產(chǎn)品。
QLC四比特單元(每個Cell單元儲存4個數(shù)據(jù),有24=16個狀態(tài),不詳列,如上圖,有十六種不同電壓狀態(tài)),成本更低,容量更大,但壽命更短(理論可擦寫150次),想成為接替TLC的產(chǎn)品還有急需解決的問題。
注:每Cell單元存儲數(shù)據(jù)越多,單位面積容量就越高,但同時導(dǎo)致不同電壓狀態(tài)越多,越難控制,所以導(dǎo)致顆粒穩(wěn)定性越差,壽命低。利弊都有。
不得不承認(rèn),TLC閃存的出現(xiàn)大大提升了SSD的容量,并在一定程度上降低了SSD的價格。不過,依舊沒解決SSD價格的難題,大容量SSD仍舊貴。小容量SSD+大容量HDD的存儲方案,終究沒有單純大容量SSD來得好。
當(dāng)QLC 閃存的誕生,也許既廉價又擁有超大容量的SSD,從理想變?yōu)楝F(xiàn)實。
QLC與TLC之間的區(qū)別:
1、壽命
前段時間,東芝稱其QLC NAND擁有多達(dá)1000次左右的P/E編程擦寫循環(huán),打破100-150次魔咒,可以與TLC閃存顆粒壽命相媲美。如果真的達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn),那么QLC SSD就能夠“理直氣壯”進(jìn)入市場了。
1000次壽命,對于普通人來說,也沒有那么可怕。一般人平均每天的寫入量很少能超過10GB,那么我們就假設(shè)是10GB,120GB QLC SSD,寫入壽命達(dá)到120 TB。假設(shè)寫入放大系數(shù)則假定為3,甚至5,那么三年之內(nèi),很難寫壞它。且QLC閃存擁有高容量,也意味著其在QLC驅(qū)動器中可通過超額配置以延長產(chǎn)品本身的有效壽命。
目前TLC SSD在質(zhì)保期普遍達(dá)到3年,有的質(zhì)保期甚至達(dá)到5年。那么QLC 壽命問題又有什么好擔(dān)心?
2、穩(wěn)定性
QLC閃存是存儲4位電荷,有16種狀態(tài),而TLC存儲3位電荷,有8種狀態(tài)。這意味著QLC閃存單位存儲密度更大,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,干擾更復(fù)雜,而這些問題都會影響QLC閃存的性能、可靠性及穩(wěn)定性。不過TLC的這個活生生的案例在前面,解決起來會更容易一些。
3、成本
雖然QLC只是在TLC的電子單元內(nèi)增加了一個比特位,但其所要求的技術(shù)含量卻非常高。因為不僅要在原有的基礎(chǔ)上增加一個比特單位,還需要雙倍的精度才能保有足夠高的穩(wěn)定性以及性能。不過,一旦解決了所有技術(shù)上的難題,隨著SSD容量的大幅增加,其所需要的單位成本也會相應(yīng)降低。
4、容量
東芝的QLC的技術(shù)已經(jīng)可以實現(xiàn)每閃存顆粒768Gb(96GB)的容量,相比之TLC顆粒的512Gb有了更大提升。如果采用16顆粒封裝,那么可以實現(xiàn)單顆芯片封裝達(dá)到1.5TB的容量,容量達(dá)到目前單顆最大。如果一塊SSD采用八顆這樣的新品,總?cè)萘靠梢赃_(dá)到驚人的12TB。
寫在最后:
雖說目前QLC 閃存不過剛正式出現(xiàn)在人們的視線中,其在速度、壽命、穩(wěn)定性等方面可能會比TLC差,但是更便宜的成本、更大容量的優(yōu)勢是無法忽視的。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,QLC就像當(dāng)年TLC一樣從不被接納到廣泛認(rèn)可也是早晚的事情,
其實不管是TLC還是QLC,只要價格夠便宜,容量夠大,速度夠快,壽命有保障,總會獲得消費者的喜歡,贏得屬于自己的市場份額。
而對于HDD來說,QLC的出現(xiàn)將帶來更大的威脅?;蛟S真正QLC SSD普及之時,才是HDD 跟我們Say byebye之時。
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