最近大家都升級了多大的SSD硬盤了?

由于去年NAND閃存價格由漲轉(zhuǎn)跌，SSD價格也應聲下滑，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閃存的價格預計還會再跌50%，年底普及1TB大容量SSD有戲了。

在2019年，QLC閃存預計會占到市場產(chǎn)能的1/3左右，雖然還不會取代TLC的地位，但是今年QLC閃存勢必會在市場掀起一場波動。

因為份額不斷增加的同時，大家對QLC以及占據(jù)主流地位的TLC閃存其實還有不少誤解，以訛傳訛的信息會誤導不少小白玩家，比如我們之前文章中的評論區(qū)就有很多玩家對NAND閃存有諸多誤解，我們今天就打算著重給大家談談這些誤解了。

誤解1：QLC閃存P/E壽命只有500次，所以可靠性差?

圍繞QLC閃存爭議***的就是可靠性問題了，因為很多人了解過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)缺點大家也多少了解一了。

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

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

到了TLC時代就剩下3000次左右，QLC更差，是500~1000次，所以大家就會認為QLC的可靠性很差了。

對于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，隨著技術的提升及NAND閃存的改進，P/E次數(shù)是會變化的，而且是往好的方面提升，壽命是會增加的。

QLC閃存500次的說法最早源于前幾年東芝QLC試驗中的數(shù)據(jù)，不過去年美光發(fā)布企業(yè)級QLC硬盤時，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硬盤可以使用的時間=500x1000/(2x50x365)=13.7年。

對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)遠遠超過普通SSD硬盤的質(zhì)保時間了。如果是2TB的SSD，那可用時間更是要翻倍了。

只算P/E次數(shù)的話，其實500次已經(jīng)足夠很多人用了，別說現(xiàn)在的QLC實際能達到1000次水平了。不過大家擔心的問題除了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%會被不斷擦寫從而提前損壞?

坦白說，都9102年了還有人擔心SSD硬盤會笨到“”逮住一只羊薅羊毛，這種觀念還真讓人有點意外。

因為早在SSD硬盤發(fā)展初期，這個問題就被主控、算法解決了，這么多年不再重復提及是因為耗損平衡(wear-leveling)早已經(jīng)是SSD硬盤的基礎功能了。

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

耗損平衡也會分為不同的技術類別，有靜態(tài)耗損平衡、動態(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、錯誤糾正(之前用ECC現(xiàn)在多是LPDC)等等，這些技術早已經(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實際壽命可能不到理論三分之一，廠商標稱的P/E次數(shù)會坑人?

前面已經(jīng)算過了，即便是500次P/E壽命，實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，實際值不到理論值1/3的話，那我們豈不是要被騙了?

這個朋友的擔心不無道理，廠商為了利益有騙人的動機，但是另一方面廠商如果在這些數(shù)據(jù)上造假也會面臨嚴重的法律后果，所以不要動不動就陰謀論。

實際上廠商公布出來的P/E壽命是他們承諾的***值，遠不是NAND閃存的真正壽命，換句話說真正的壽命只會比標稱P/E值更高，有的時候還會高出很多。

SSD硬盤的實際P/E壽命高于標稱值早就不是新聞了，前幾年就有過很多類似的測試了，在20nm MLC時代，Anandtech網(wǎng)站就以英特爾335系列SSD為例做過測試，當時標稱的P/E值大概是3000次，實際模擬測試之后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測試，他們在One系列240GB硬盤上做的耐久度測試達到了715.5TB，換算下來P/E次數(shù)達到了大約3000次，這是一款3D TLC閃存的硬盤，標稱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，很多人認為QLC閃存會取代TLC閃存，以為也會重復這個過程，但實際上并不是，QLC閃存即便大規(guī)模應用了，也不會取代TLC閃存，更不會取代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QLC閃存的定位是取代HDD機械盤，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閃存的時候都是把QLC閃存用于企業(yè)級市場的，消費者反而是后推出的，這點跟之前并不一樣。

這次之所以有這樣的變化，就是因為NAND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)級中HDD硬盤的地位。

如上圖所示，企業(yè)級、數(shù)據(jù)中心市場對硬盤陣列的容量、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級別的陣列，多盤并行的速度有3000MB/s，但是隨機性能就只有2K IOPS，待機功耗高達96W，而且12個硬盤占據(jù)的空間也很大。

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

這只是一個例子，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，因為QLC的容量、成本是其***優(yōu)勢，連續(xù)性能不一定比HDD高很多，但隨機性能依然是秒殺HDD硬盤的存在。

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

但隨機性能依然遠勝HDD硬盤，而且容量也達到4TB以上，日常使用中用作數(shù)據(jù)盤也足夠了，擔任系統(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。

誤解5：SSD硬盤一代比一代爛，性能在倒退?

從SLC、MLC到TLC、QLC，由于技術原理的限制，不同類型的閃存性能、可靠性確實是在下降的，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。

從SLC到QLC，這些升級過程其實是不同類型的選擇，并不能稱之為技術上的倒退，大家更應該看到的是當年做SLC是因為當時的技術限制只能做到SLC的水平，技術不斷進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，技術上的缺陷就是性能(相對)降低了，但是絕對性能是在不斷增長的。

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，隨機性能97K、98K IOPS，而且起價也在120美元左右，算算這個提升是多大吧。

當然，SATA硬盤因為接口限制，讀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到3.5GB/s，寫入也有2.7GB/s，370K、500K的隨機性能更強大，性能比五年前的高端SSD強得多了。

對普通人來說，這么多年來NAND***的變化實際上是讓大家能夠承受得起容量越來越大SSD硬盤了，從當初核心容量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價格高達10美元以上，現(xiàn)在每GB大概是0.1美元了，國內(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，白菜價了。

總結(jié)：NAND閃存可靠性不是單一原因所致

對于NAND閃存的可靠性問題，這其實是個非常復雜的話題，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)別確實是個主要因素，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上，但現(xiàn)實情況中真正影響NAND閃存可靠性的因素多了，原片、白片、黑片導致的差異其實比SLC/MLC/TLC/QLC大多了。

有關原片、白片、黑片的話題也是爭議很多了，這三者的區(qū)別簡單來說就是NAND廠商質(zhì)量控制要求不同的區(qū)別，原片有復雜、嚴格的測試流程保證質(zhì)量。

但是價格肯定是***的，白片價格便宜30%以上，但質(zhì)量可能有瑕疵，也可能運氣好不會遇到問題，而黑片就更沒法保證了，但是因為淘汰的邊角料更便宜，成本極低。

總之，今天說了這么多，主要是針對大家在NAND閃存認知上的一些誤解做個解釋，不論是TLC閃存還是QLC閃存，都經(jīng)歷過有關性能、可靠性及價格上的長期爭議。

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