以后你買的SSD可能就用它了 QLC閃存顆粒開始發(fā)力
最近，因為東芝宣布了世界上首款走出實驗室投入實用的QLC閃存，讓QLC閃存顆粒再次讓世人關注了起來，不過相信很多人還不了解QLC是什么東西........其實就連筆者身邊的很多做硬件的朋友都不太了解，所以筆者覺得今天有必要和大家聊一聊它！
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。而QLC則是有望未來接替他成為主流的產品！
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個數據，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，所以性能較好，壽命也最長（理論可擦寫10W次），成本也最高，最早的優(yōu)異顆粒，但因為成本問題，目前已經消失在大家的視野里。
MLC雙比特單元（每個Cell單元儲存2個數據，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)級產品。
TLC三比特單元（每個Cell單元儲存3個數據，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），但隨著技術的成熟，目前壽命問題已經得到解決，并成為目前閃存顆粒中的最主流產品。
QLC四比特單元（每個Cell單元儲存4個數據，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的產品還有急需解決的問題。
注：每Cell單元存儲數據越多，單位面積容量就越高，但同時導致不同電壓狀態(tài)越多，越難控制，所以導致顆粒穩(wěn)定性越差，壽命低。利弊都有。
QLC閃存顆粒的劣勢：
QLC出現(xiàn)的時間很早，但一直未被人關注過，它真正的進入大家的眼睛，應該是從2015年，以往QLC閃存頂多是在實驗室里討論，因為這種閃存還不成熟，而東芝首次在公開場合討論了QLC閃存，也讓大家真正開始注意到它，對其的擔憂也一直沒有中斷。
1.產品本身問題：如同早期的TLC閃存顆粒，QLC也急需解決得問題有閑置漏電問題、壽命問題、錯誤率高問題、讀寫干擾問題，由于這些因素，以及QLC可擦寫性低的原因，它之前一直被定義為只被用于存儲盤的行列。
2.市場的考驗：這一點依然要從TLC的過往說起，最早的TLC出現(xiàn)時候，MLC顆粒雖然價格依然昂貴，但因為均衡性強，相較SLC又廉價了太多，所以當時獨領風騷，而TLC面臨著狀態(tài)不穩(wěn)定，壽命低的嚴重缺陷，只配使用在U盤這類產品中（而且也基本是山寨無保貨），甚至多年被市場與廠商的摒棄。QLC必然也要經歷一番。
3.消費者的認可：從懷疑到認可TLC閃存顆粒，消費者花費了多年的時間與印證，這一點上不知道QLC會需要經歷多久，新技術的出現(xiàn)一定會需要時間的考驗才能真正讓人放心。
QLC閃存顆粒的優(yōu)勢：
價格：TLC當初雖然弱勢，但依然未被放棄，并最終取代了MLC，最主要的原因就在于價格，而QLC的成本則相對于TLC還要低25%甚至更多，這讓一直希望將SSD普及并取代機械硬盤的廠商們不得不對其關注并報以期待。
容量：從QLC的特性就可以看到，QLC的容量上是碾壓TLC的，如今的TLC在3D技術的幫助下，512Gb核心容量的64層堆棧3D NAND閃存，單顆核心容量就達到了64GB，每顆閃存封裝多顆核心，三星可以在單顆芯片封裝內，做到1TB容量。那么QLC的容量就更不可估量了，硬盤的容量局限性已經很難解決，但SSD卻仍有很大空間，未來做到100TB以上也是完全可行的。
速度：雖然目前的QLC在速度方面，還沒有任何體現(xiàn)，但是閃存顆粒的特性決定了它不會很慢，至少相比機械硬盤是一定有優(yōu)勢的，而且如今接口類型的發(fā)展以及主控越做越好，速度上并不會成為阻礙它的因素。
QLC閃存顆粒的轉機：
雖然QLC目前還有各種問題需要解決，但其優(yōu)勢也非常明顯，尤其對于廠商來說，QLC的大容量低成本對廠商來說是個不可抗拒的誘惑。
而3D閃存的發(fā)展QLC閃存顆粒來說是個天賜良機，傳統(tǒng)平面NAND閃存在提升容量及可靠性上日漸乏力，但3D堆棧技術使得閃存可靠性及速度都有所改善，這一點上在TLC上已經得到印證。
在穩(wěn)定性方面，4位數據帶來的挑戰(zhàn)也很大，更精確的電壓控制、更復雜的干擾等問題都會影響QLC閃存的性能及可靠性，但現(xiàn)在東芝用自己先進的電路設計和3D閃存技術克服了這一技術難關，成功打造了世界上首個QLC 3D閃存。
而壽命方面，東芝稱其QLC NAND擁有多達1000次左右的P/E編程擦寫循環(huán)，已經打破之前預計的100-150次魔咒，可以與TLC閃存顆粒壽命想媲美，現(xiàn)在的TLC SSD在質保方面，都已經做到5年包換了，那么QLC的未來又有什么好擔心。
容量上，東芝的QLC技術實現(xiàn)了每閃存顆粒768Gb的容量，相比之前512Gb TLC顆粒有了更大提升。東芝的QLC顆粒能以16顆粒封裝，實現(xiàn)單顆芯片封裝達到1.5TB的容量，容量達到目前單顆最大。
QLC閃存顆粒的展望：
從之前的圖表中就可以看到，四種顆粒都是呈接替狀態(tài)出現(xiàn)，MLC接替了SLC，TLC接替了MLC,主要原因都在于成本以及容量，而未來的QLC也將繼承這個狀態(tài)，只需要如TLC當年一樣，解決壽命以及穩(wěn)定性問題，而從東芝的消息中得知，這些或許都已經不再是難題。
除了東芝外，Intel、美光、三星幾家芯片廠商其實都早已開始研究QLC閃存，如今東芝首先讓其從實驗室走出，那么真正市場只是時間問題，各種消息已經透露出，QLC閃存在明年下半年就會正式進入商業(yè)化。
從早起的TLC面臨的各種困難來看，QLC真正商業(yè)化也會步履艱難，但它的命運要遠比TLC好的多，因為壽命以及穩(wěn)定性方面等各項技術在TLC發(fā)展過程中已經趨向成熟， 事實上，經過廠商不斷的改進，TLC技術已經十分成熟，無論性能還是壽命都可以滿足日常消費甚至企業(yè)級應用，目前幾乎絕大多數消費級SSD都在用它。而QLC的巨大誘惑也會讓芯片廠商廢寢忘食的將其完善。
對于我們最終用戶來說，只要價格便宜，容量大，速度快，壽命有保障，那么是TLC還是QLC又有什么關系，相信目前最該發(fā)愁的就是希捷、西數了，在這一點上，西數走在了前面，目前已經推出了多款SSD，并稱將率先使用QLC，而希捷卻依然固守機械硬盤市場，而TLC沒有做到的事情，QLC SSD是真的有望完成的，那就是讓固態(tài)硬盤徹底取代機械硬盤，如果未來QLC真的在容量與價格上都碾壓了機械硬盤的話，不知道希捷會不會后悔?！?/p>
本文編輯：宋陽
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