最近大家都升級(jí)了多大的SSD硬盤了?

由于去年NAND閃存價(jià)格由漲轉(zhuǎn)跌，SSD價(jià)格也應(yīng)聲下滑，240/256GB容量的SSD甚至可以做到199塊，500/512GB容量的也能做到400塊以內(nèi)，再也不需要用120GB容量的SSD硬盤緊巴巴地湊合用了。

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隨著今年QLC閃存的量產(chǎn)，NAND閃存的價(jià)格預(yù)計(jì)還會(huì)再跌50%，年底普及1TB大容量SSD有戲了。

在2019年，QLC閃存預(yù)計(jì)會(huì)占到市場(chǎng)產(chǎn)能的1/3左右，雖然還不會(huì)取代TLC的地位，但是今年QLC閃存勢(shì)必會(huì)在市場(chǎng)掀起一場(chǎng)波動(dòng)。

因?yàn)榉蓊~不斷增加的同時(shí)，大家對(duì)QLC以及占據(jù)主流地位的TLC閃存其實(shí)還有不少誤解，以訛傳訛的信息會(huì)誤導(dǎo)不少小白玩家，比如我們之前文章中的評(píng)論區(qū)就有很多玩家對(duì)NAND閃存有諸多誤解，我們今天就打算著重給大家談?wù)勥@些誤解了。

誤解1：QLC閃存P/E壽命只有500次，所以可靠性差?

圍繞QLC閃存爭(zhēng)議***的就是可靠性問題了，因?yàn)楹芏嗳肆私膺^NAND閃存原理之后就知道NAND閃存有SLC、MLC、TLC及現(xiàn)在的QLC閃存了，這幾種閃存基本的特色及優(yōu)缺點(diǎn)大家也多少了解一了。

正常來說性能&可靠性是SLC>MLC>TLC>QLC，價(jià)格的話則是反過來QLC***，SLC閃存是最貴的，所以目前SLC閃存基本上消失了，不論消費(fèi)級(jí)還是企業(yè)級(jí)應(yīng)用中都少見SLC閃存了。

由于技術(shù)原理所致，QLC閃存確實(shí)存在先天性的可靠性降低問題，具體到指標(biāo)上就是P/E擦寫次數(shù)不斷下降，SLC閃存的P/E壽命高達(dá)1萬到10萬次，MLC閃存之前也有5000~1萬次的壽命。

到了TLC時(shí)代就剩下3000次左右，QLC更差，是500~1000次，所以大家就會(huì)認(rèn)為QLC的可靠性很差了。

對(duì)于P/E次數(shù)，很多人并不了解的是P/E次數(shù)并不是固定的，隨著技術(shù)的提升及NAND閃存的改進(jìn)，P/E次數(shù)是會(huì)變化的，而且是往好的方面提升，壽命是會(huì)增加的。

QLC閃存500次的說法最早源于前幾年東芝QLC試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)，不過去年美光發(fā)布企業(yè)級(jí)QLC硬盤時(shí)，給出的P/E次數(shù)是1000次。

退一步說，即便QLC閃存真的只有500次P/E壽命，以1TB容量的硬盤為例，每天日常使用的寫入量大概是20GB，再夸大一點(diǎn)算作50GB，寫入放大率也往大了算，算作2.0，那么1TB容量的QLC硬盤可以使用的時(shí)間=500x1000/(2x50x365)=13.7年。

對(duì)寫入量多的人來說再翻倍到100GB每天，那么也能用7年左右，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通SSD硬盤的質(zhì)保時(shí)間了。如果是2TB的SSD，那可用時(shí)間更是要翻倍了。

只算P/E次數(shù)的話，其實(shí)500次已經(jīng)足夠很多人用了，別說現(xiàn)在的QLC實(shí)際能達(dá)到1000次水平了。不過大家擔(dān)心的問題除了P/E次數(shù)，還有就是寫入大半容量之后，SSD掉速以及空間不足導(dǎo)致的頻繁擦寫特定區(qū)域的問題。

誤解2：如果已經(jīng)寫入80%固定文件，是不是剩下的20%會(huì)被不斷擦寫從而提前損壞?

坦白說，都9102年了還有人擔(dān)心SSD硬盤會(huì)笨到“”逮住一只羊薅羊毛，這種觀念還真讓人有點(diǎn)意外。

因?yàn)樵缭赟SD硬盤發(fā)展初期，這個(gè)問題就被主控、算法解決了，這么多年不再重復(fù)提及是因?yàn)楹膿p平衡(wear-leveling)早已經(jīng)是SSD硬盤的基礎(chǔ)功能了。

即便你寫入了80%容量的數(shù)據(jù)，剩下的20%空間也不會(huì)頻繁被寫入數(shù)據(jù)，SSD主控依然會(huì)將數(shù)據(jù)輾轉(zhuǎn)騰挪，保證每個(gè)閃存核心都是差不多的寫入次數(shù)。

耗損平衡也會(huì)分為不同的技術(shù)類別，有靜態(tài)耗損平衡、動(dòng)態(tài)耗損平衡之分，其中靜態(tài)耗損平衡效果是***的，不過具體使用哪種方案看主控的選擇了。

與之類似的還有垃圾回收、TRIM、壞塊管理、錯(cuò)誤糾正(之前用ECC現(xiàn)在多是LPDC)等等，這些技術(shù)早已經(jīng)成為SSD硬盤的基本能力，資歷老的玩家可能還記得SSD硬盤以前連支持微軟TRIM都不一定做到，但是現(xiàn)在幾乎沒有不支持TRIM的SSD硬盤了。

誤解3：QLC實(shí)際壽命可能不到理論三分之一，廠商標(biāo)稱的P/E次數(shù)會(huì)坑人?

前面已經(jīng)算過了，即便是500次P/E壽命，實(shí)際上也是足夠用很多年的，但是在大部分人的眼里，商業(yè)公司為了騙人是什么敢說的，萬一他們說的P/E次數(shù)是坑人的呢，實(shí)際值不到理論值1/3的話，那我們豈不是要被騙了?

這個(gè)朋友的擔(dān)心不無道理，廠商為了利益有騙人的動(dòng)機(jī)，但是另一方面廠商如果在這些數(shù)據(jù)上造假也會(huì)面臨嚴(yán)重的法律后果，所以不要?jiǎng)硬粍?dòng)就陰謀論。

實(shí)際上廠商公布出來的P/E壽命是他們承諾的***值，遠(yuǎn)不是NAND閃存的真正壽命，換句話說真正的壽命只會(huì)比標(biāo)稱P/E值更高，有的時(shí)候還會(huì)高出很多。

SSD硬盤的實(shí)際P/E壽命高于標(biāo)稱值早就不是新聞了，前幾年就有過很多類似的測(cè)試了，在20nm MLC時(shí)代，Anandtech網(wǎng)站就以英特爾335系列SSD為例做過測(cè)試，當(dāng)時(shí)標(biāo)稱的P/E值大概是3000次，實(shí)際模擬測(cè)試之后P/E次數(shù)超過6000次了，而且SSD依然在正常使用中。

影馳公司前不久也公布過一項(xiàng)測(cè)試，他們?cè)贠ne系列240GB硬盤上做的耐久度測(cè)試達(dá)到了715.5TB，換算下來P/E次數(shù)達(dá)到了大約3000次，這是一款3D TLC閃存的硬盤，標(biāo)稱P/E次數(shù)大概是2000次左右，壽命高出50%以上。

誤解4：QLC閃存會(huì)取代TLC，TLC/MLC閃存消失

從之前的發(fā)展過程來看，MLC閃存取代了SLC閃存，TLC閃存也取代了MLC，現(xiàn)在已經(jīng)是市場(chǎng)上份額***(超過50%了)的NAND類型，現(xiàn)在QLC閃存出現(xiàn)了，很多人認(rèn)為QLC閃存會(huì)取代TLC閃存，以為也會(huì)重復(fù)這個(gè)過程，但實(shí)際上并不是，QLC閃存即便大規(guī)模應(yīng)用了，也不會(huì)取代TLC閃存，更不會(huì)取代MLC閃存。

這是QLC閃存的特性決定的，我們之前的文章中已經(jīng)解釋過了，NAND廠商目前對(duì)QLC閃存的定位是取代HDD機(jī)械盤，而非TLC閃存。

大家可以注意下，不論美光、英特爾還是東芝、西數(shù)，首發(fā)QLC閃存的時(shí)候都是把QLC閃存用于企業(yè)級(jí)市場(chǎng)的，消費(fèi)者反而是后推出的，這點(diǎn)跟之前并不一樣。

這次之所以有這樣的變化，就是因?yàn)镹AND廠商把QLC閃存的硬盤定位于大容量數(shù)據(jù)盤，取代的是企業(yè)級(jí)中HDD硬盤的地位。

如上圖所示，企業(yè)級(jí)、數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)對(duì)硬盤陣列的容量、性能、功耗乃至空間的要求夠很高，如果是HDD硬盤，需要12塊8TB硬盤才能組成100TB級(jí)別的陣列，多盤并行的速度有3000MB/s，但是隨機(jī)性能就只有2K IOPS，待機(jī)功耗高達(dá)96W，而且12個(gè)硬盤占據(jù)的空間也很大。

一旦換成QLC閃存，單盤容量就可以做到100TB(暫時(shí)還不行，但未來一兩年就可以了)，速度也有3000MB/s，而且隨機(jī)性能高達(dá)50K IOPS，是HDD硬盤的25倍，同時(shí)功耗低至0.1W，占用空間也會(huì)大大減少。

這只是一個(gè)例子，但已經(jīng)說明了QLC硬盤的定位，那就是取代HDD硬盤而非TLC/MLC硬盤，因?yàn)镼LC的容量、成本是其***優(yōu)勢(shì)，連續(xù)性能不一定比HDD高很多，但隨機(jī)性能依然是秒殺HDD硬盤的存在。

未來消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)上也是如此，QLC閃存可以輕松作出廉價(jià)的大容量數(shù)據(jù)盤，由于先天特性限制，QLC硬盤的寫入速度不會(huì)很高，非緩存狀態(tài)下真實(shí)寫入性能可能也就100-200MB/s，沒比HDD好多少。

但隨機(jī)性能依然遠(yuǎn)勝HDD硬盤，而且容量也達(dá)到4TB以上，日常使用中用作數(shù)據(jù)盤也足夠了，擔(dān)任系統(tǒng)盤的則是PCIe通道的MLC或者TLC硬盤，也就是說未來大家的硬盤系統(tǒng)是QLC、TLC/MLC共存的，不是取代，而是互相協(xié)作，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。

誤解5：SSD硬盤一代比一代爛，性能在倒退?

從SLC、MLC到TLC、QLC，由于技術(shù)原理的限制，不同類型的閃存性能、可靠性確實(shí)是在下降的，但是綜觀SSD硬盤以及NAND閃存這10年來的發(fā)展，不說容量越來越大，性能、可靠性、性能實(shí)際上是在不斷提升的，這聽上去讓部分玩家不滿意，但這是事實(shí)。

從SLC到QLC，這些升級(jí)過程其實(shí)是不同類型的選擇，并不能稱之為技術(shù)上的倒退，大家更應(yīng)該看到的是當(dāng)年做SLC是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)限制只能做到SLC的水平，技術(shù)不斷進(jìn)步了才有可能做出來MLC、TLC再到今天的QLC。

QLC在容量增加、成本降低的同時(shí)，技術(shù)上的缺陷就是性能(相對(duì))降低了，但是絕對(duì)性能是在不斷增長(zhǎng)的。

舉例來說，五年前三星的主流SSD還是840 Evo，使用的是19nm TLC閃存，***容量120GB，讀取速度520MB/s，寫入速度410MB/，隨機(jī)性能是94K IOPS、35K IOPS。

如今SATA產(chǎn)品中，三星的新品是860 QVO，使用的是QLC閃存，***容量都是1TB，讀寫速度550/520MB/s，隨機(jī)性能97K、98K IOPS，而且起價(jià)也在120美元左右，算算這個(gè)提升是多大吧。

當(dāng)然，SATA硬盤因?yàn)榻涌谙拗疲x寫性能是沒提升空間了，如果考慮到NVMe硬盤，三星970 PRO系列的硬盤讀取速度都達(dá)到3.5GB/s，寫入也有2.7GB/s，370K、500K的隨機(jī)性能更強(qiáng)大，性能比五年前的高端SSD強(qiáng)得多了。

對(duì)普通人來說，這么多年來NAND***的變化實(shí)際上是讓大家能夠承受得起容量越來越大SSD硬盤了，從當(dāng)初核心容量32Gb到現(xiàn)在的512Gb甚至1Tbi，SSD的單位容量成本急劇下降，之前每GB價(jià)格高達(dá)10美元以上，現(xiàn)在每GB大概是0.1美元了，國(guó)內(nèi)差不多是1元/GB了，部分產(chǎn)品甚至能做到每GB不到7毛錢，白菜價(jià)了。

總結(jié)：NAND閃存可靠性不是單一原因所致

對(duì)于NAND閃存的可靠性問題，這其實(shí)是個(gè)非常復(fù)雜的話題，多年來業(yè)界一直在討論SSD可靠性問題，SLC/MLC/TLC/QLC的類型區(qū)別確實(shí)是個(gè)主要因素，但可靠性從來不是單一因素所致的。

說MLC比TLC可靠、TLC比QLC可靠需要站在同一基礎(chǔ)上，但現(xiàn)實(shí)情況中真正影響NAND閃存可靠性的因素多了，原片、白片、黑片導(dǎo)致的差異其實(shí)比SLC/MLC/TLC/QLC大多了。

有關(guān)原片、白片、黑片的話題也是爭(zhēng)議很多了，這三者的區(qū)別簡(jiǎn)單來說就是NAND廠商質(zhì)量控制要求不同的區(qū)別，原片有復(fù)雜、嚴(yán)格的測(cè)試流程保證質(zhì)量。

但是價(jià)格肯定是***的，白片價(jià)格便宜30%以上，但質(zhì)量可能有瑕疵，也可能運(yùn)氣好不會(huì)遇到問題，而黑片就更沒法保證了，但是因?yàn)樘蕴倪吔橇细阋?，成本極低。

總之，今天說了這么多，主要是針對(duì)大家在NAND閃存認(rèn)知上的一些誤解做個(gè)解釋，不論是TLC閃存還是QLC閃存，都經(jīng)歷過有關(guān)性能、可靠性及價(jià)格上的長(zhǎng)期爭(zhēng)議。

如今QLC閃存受到質(zhì)疑只不過是在重復(fù)當(dāng)年TLC閃存剛問世時(shí)的遭遇而已，并不新奇，希望大家不要被單一因素迷惑了。