生成式AI不僅帶火了GPU，而且也帶動了存儲產(chǎn)品的快速增長，尤其是大容量的QLC NAND，目前，雖然市場中仍有很多聲音質(zhì)疑其性能和穩(wěn)定性表現(xiàn)，但根據(jù)TrendForce預(yù)測，到2024年，QLC企業(yè)級SSD出貨量將達到30EB，相比2023年增長四倍。

那么，2023年嚴重下滑的QLC NAND出現(xiàn)一路上漲的市場態(tài)勢，究竟有何原因？在生成式AI和各種大模型應(yīng)用中QLC NAND又具備哪些優(yōu)勢？本文將一一解讀。

何為QLC？有何優(yōu)勢和不足？

QLC全稱Quad-Level Cell，即四層式存儲單元，是固態(tài)存儲顆粒的一種，在一個存儲單元中可以存儲4個比特的數(shù)據(jù)。

在QLC之前，還有SLC、MLC和TLC三種不同的固態(tài)存儲顆粒：

SLC（Single-Level Cell）：即單層式存儲單元，在一個存儲單元中可以存儲1個比特的數(shù)據(jù)；

MLC（Multi-Level Cell）：即多階式存儲單元，在一個存儲單元中可以存儲2個比特的數(shù)據(jù)；

TLC（Triple-Level Cell）：即三階式存儲單元，在一個存儲單元中可以存儲3個比特的數(shù)據(jù)。

在QLC之后，還有PLC（Penta-Level Cell五階式存儲單元），在一個存儲單元中可以存儲5個比特的數(shù)據(jù)。不過，由于技術(shù)等原因，PLC目前仍舊處于初期階段。

由于在一個存儲單元中可以存儲更多比特的數(shù)據(jù)，因此QLC與SLC、MLC和TLC相比，擁有更高的存儲密度和更低的成本，能夠?qū)螇KSSD的容量做得更大，并且成本上更低。

當然，由于QLC在每個存儲單元中需要存儲更多的電荷，在相同條件下可能更容易磨損，因此其P/E壽命與前三者相比會進一步降低。另外，更高的存儲密度意味著每個單元的電荷狀態(tài)更難進行區(qū)分，需要更復(fù)雜的讀取機制來區(qū)分更多的電荷狀態(tài)，這就會影響數(shù)據(jù)的讀寫速度，因此在性能方面QLC也存在著一定的劣勢。

總結(jié)來看，QLC的優(yōu)勢是擁有更高的存儲密度，目前采用QLC NAND的閃存盤單盤最高容量已經(jīng)達到61TB，擁有更低的每TB成本。但性能和壽命相比TLC略顯不足。

為何QLC是生成式AI的最佳存儲設(shè)備

雖然QLC在性能和壽命方面存在一定的不足，但這并不影響其成為AI時代的最佳存儲設(shè)備。

我們知道，AI在訓(xùn)練階段和推理階段對存儲系統(tǒng)有著不同的要求。在訓(xùn)練階段，需要對龐大的數(shù)據(jù)集進行復(fù)雜的計算，數(shù)據(jù)量越大，訓(xùn)練的精度越高，這就要求存儲系統(tǒng)必須具備高速的讀寫能力，且存儲容量一定要大。在推理階段，數(shù)據(jù)主要以頻繁的讀取為主，因此對于存儲的訪問性能提出了更高的要求。

不難發(fā)現(xiàn)，無論是AI訓(xùn)練還是推理，都對存儲性能和容量有著極高的要求。TLC雖然在性能上有著一定的優(yōu)勢，但容量明顯不夠用，且成本更高，顯然不是最佳的選擇。機械硬盤雖然容量夠大，成本也較低，但性能卻達不到AI的要求。因此，從整體性價比來看，QLC無疑是最佳的選擇。

實際上，為了提高QLC NAND的使用壽命，各大廠商也正在采用諸如改進寫入策略、數(shù)據(jù)刷新技術(shù)、高級錯誤校正碼（ECC）、智能磨損均衡算法、熱輔助磁記錄（HAMR）、存儲單元隔離技術(shù)、自適應(yīng)讀寫技術(shù)等等一系列的創(chuàng)新技術(shù)。例如西部數(shù)據(jù)可能采用了動態(tài)數(shù)據(jù)刷新技術(shù)來減少對特定存儲單元的重復(fù)寫入，從而延長其使用壽命。長江存儲等廠商可能采用3D NAND技術(shù)，通過垂直堆疊存儲單元來提高存儲密度，同時可能通過更精細的工藝控制來提高每個單元的可靠性。

此外，主控廠商也在通過技術(shù)創(chuàng)新，來提高QLC NAND的壽命。例如，聯(lián)蕓科技Agile ECC3技術(shù)引入4K LDPC，LDPC軟解碼能力的提升保障了最惡化情況下的閃存數(shù)據(jù)可靠性，極大地延長了SSD的使用壽命。

除了通過技術(shù)創(chuàng)新不斷提高QLC NAND的使用壽命之外，閃存顆粒廠商也在不斷提高3D NAND的層數(shù)來提升SSD的存儲容量。

目前，Solidigm采用四層單元最大容量為61.44TB的SSD已經(jīng)上市銷售，美光基于232層技術(shù)的6500系列30TB SSD也已經(jīng)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心當中。 SK hynix除了計劃推出60TB eSSD之外，還預(yù)計未來SSD會從36TB發(fā)展到128TB。存儲容量的增加，將會進一步拉低SSD成品的價格，進一步加速了機械硬盤的淘汰速度（目前最大的機械硬盤容量為24TB）。

寫在最后：

技術(shù)的進步，不僅提高了QLC NAND的使用壽命，而且讓它擁有了更高的存儲容量，以及更低的價格。

在筆者看來，由于SSD擁有更高的性能、更大的容量和更低的能耗，因此在同等密度的數(shù)據(jù)中心中能夠部署更多的產(chǎn)品，不但能夠大幅提高數(shù)據(jù)中心的存儲密度，而且能夠大幅降低數(shù)據(jù)中心的能耗，因此擁有更低的TCO。所以，隨著QLC NAND技術(shù)的不斷成熟和價格的不斷降低，其勢必將快速淘汰HDD，成為數(shù)據(jù)中心的主流存儲產(chǎn)品。