今年7月，東芝與西數(shù)率先宣布了96層堆疊3D QLC閃存技術(shù)，單芯片就能做到1.33Tb(166GB)，單個封裝可以做到266TB的驚人容量。做成2.5寸的SSD，容量要達到10TB也不是很難的事情。
隨后，Intel和三星也展示了同樣是96層堆疊的3D QLC閃存技術(shù)，存儲密度上也是遠(yuǎn)比原有的TLC閃存產(chǎn)品更加優(yōu)秀。一時間QLC有山雨欲來之勢，大容量SSD的普及似乎已經(jīng)觸手可及。
然而消費者對于QLC 閃存并不買賬，很多人質(zhì)疑其可靠性以及性能相比MLC和TLC倒退太多，難堪大用。
有鑒于此，我們就和讀者聊聊QLC的實用性以及其他一些和固態(tài)硬盤相關(guān)的事情。
一、QLC可靠性的確很差? 但是未來依然是它的
SLC每Cell只能存放1bit數(shù)據(jù)，電壓只有0、1兩種變化。由于結(jié)構(gòu)簡單，使得可擦寫壽命達到了10萬次，而單Cell讀寫速度也有35/25MB/s。
MLC每Cell可以存放2bit數(shù)據(jù)，相同面積下可以做出2倍于SLC的容量，但是有00、01、10、11四種電壓變化，相比SLC需要更復(fù)雜的的電壓控制，加壓過程用時也變長，因此在可靠性上只有SLC的1/10。目前的MLC產(chǎn)品可擦寫測試通常在3000~10000次之間，讀寫速度也降到了SLC閃存1/3的樣子。
TLC每Cell可以存放3bits數(shù)據(jù)，相同面積下，容量可以比MLC提高50%，但是卻有8種電壓變化，可靠性進一步降低，一般在300~1000次之間。單Cell讀取速度仍然有10MB/s，而寫入速度就大幅度降低，不到SLC是1/10，僅有1.5MB/s。
QLC每Cell可以存放4bits數(shù)據(jù)，相比TLC，存儲密度又提高了33%，但是電壓變化卻有16種之多，導(dǎo)致可擦寫壽命僅有100~150次。單Cell的讀寫速度目前沒有廠商公開資料，預(yù)計相比TLC還要進一步降低。
由于SLC閃存超強的可靠性以及遠(yuǎn)高于其他閃存顆粒的讀寫速度，通常被當(dāng)作MLC、TLC SSD的緩存來使用。目前市面上的SSD產(chǎn)品，一般都集成了8~50GB的SLC閃存作為緩存。平時我們的讀寫操作都是在SLC緩存里面進行，但是當(dāng)一次性寫入的數(shù)據(jù)超過SLC緩存容量的時候，SSD的寫入性能會大幅度降低，特別是TLC SSD在這種情況下，寫入速度基本上都是可憐的幾十MB/s(閃存顆粒的擦除速度很慢，比寫入速度更慢，所以SLC緩存寫滿后需要一定的時間才能完全釋放供下次使用)。
雖然目前各大廠商都在積極推出QLC顆粒的SSD產(chǎn)品，但實際上，相對TLC顆粒，它僅能提高1/3的存儲密度，而壽命卻縮短了將近10倍!
看上去QLC閃存得到的容量相比損失的壽命而言似乎是得不償失。但是SSD的使用壽命除了閃存顆粒的可擦寫次數(shù)之外，還有很重要的一點，就是SSD自身的容量。
(即便不進行大容量數(shù)據(jù)拷貝操作，使用電腦時，系統(tǒng)盤也有產(chǎn)生一定的寫入量。主要是來自于虛擬內(nèi)存、瀏覽器緩存、windows系統(tǒng)使用以及運行應(yīng)用程序時所產(chǎn)生的臨時文件。根據(jù)每個人使用環(huán)境不同，一般來說，每天的寫入量大概在10~50GB之間。上表的使用年限即是以每天50GB寫入量為基準(zhǔn)計算)
MLC的使用壽命就不說了，即便128GB容量，理論上寫入壽命也能達到20年以上。
對于TLC來說，當(dāng)SSD容量達到了1TB的時候，寫入壽命也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了128GB的MLC。
但是QLC就沒這么簡單了。由于只有100次可擦寫壽命，用QLC顆粒做出來的128GB SSD的寫入量最高只能達到13TB，重度玩家使用不到一年就報廢了。當(dāng)SSD容量增加到1TB的時候，寫入量能達到102TB，重度使用下也能堅持5-6年。依此類推，10TB的QLC SSD的寫入壽命足夠正常玩家使用56年。至于100TB的QLC SSD…….
總體來說，QLC顆粒不適合做小容量SSD產(chǎn)品。但是當(dāng)SSD容量達到2TB甚至更多的時候，就不必太在意他到底是用的TLC，還是QLC，放心使用就行了。
由于成本和容量上優(yōu)勢，未來民用級的大容量SSD產(chǎn)品將會大量使用QLC顆粒。
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二、養(yǎng)成正常使用習(xí)慣 讓SSD更長壽更快速
1、固態(tài)硬盤分區(qū)4K對齊? BIOS打開AHCI選項
SSD 4K對齊以及在BIOS開啟ACHI選項的對SSD性能的影響，相信大部分玩家都有所了解， 下圖是2種情況下的速度差異。
沒有AHCI與4K對齊時，在AS SSD Benchmark軟件中，會出現(xiàn)pciide-BAD以及31K-BAD的紅字。此時的性能慘不忍睹，只發(fā)揮了SDD 1/3不到的性能。
目前新出的主板基本上默認(rèn)就打開了AHCI選項，所以SSD到手之后只需要在分區(qū)時注意4K對其就行了。
2、保證SSD至少有20%的可用容量
有一個朋友，他120G的固態(tài)硬盤(實際可用容量112GB)，可用空間被他用的只剩下不到5GB，C盤D盤都是紅彤彤的。這種做法對硬盤的危害極大，不僅是壽命，就連速度也會大打折扣。
我們知道閃存顆粒有P/E擦寫次數(shù)限制，因此目前的SSD都有帶有均衡擦寫技術(shù)，拷貝到SSD的數(shù)據(jù)不會像機械硬盤那樣連續(xù)放在一起。當(dāng)一塊區(qū)塊當(dāng)前寫入數(shù)據(jù)之后，馬上刪除掉，下次再寫入時，主控會將數(shù)據(jù)存放在其他區(qū)域， 以保持每個區(qū)塊的寫入次數(shù)處于一個均衡的水準(zhǔn)，不會讓一個區(qū)塊反復(fù)被擦寫提前報廢掉。
從前面我們知道，日常使用時，每天會向SSD寫入10~50GB的臨時文件數(shù)據(jù)。如果整個SSD只剩下5GB的可用空間，而每天至少要寫入10GB數(shù)據(jù)，TLC閃存300次的可擦寫壽命很快就會被消耗殆盡，所以固態(tài)硬盤一定至少要保留20%的可用空間。
上面說了對固態(tài)硬盤壽命的影響，下面再來說說可用空間不足對速度的影響。
(由于沒有足夠時間做測試，引入了國外某媒體的測試數(shù)據(jù))
以上是SSD容量被使用50~100%時，讀寫速度的變化情況。當(dāng)可用空間還剩50%的時候，?速度比可用空間用完時要快10倍左右。為什么同樣一塊固態(tài)硬盤裝滿數(shù)據(jù)程度不同，性能會有如此大的差距?
閃存顆粒中數(shù)據(jù)刪除不是以單個的字節(jié)為單位而是以固定的區(qū)塊為單位，區(qū)塊大大小為256K~20MB之間。由于閃存區(qū)塊數(shù)據(jù)不可直接覆寫，因此所有的SSD都存在一個寫入放大率的問題。
當(dāng)4KB數(shù)據(jù)要寫入閃存區(qū)塊時，如果整個區(qū)塊正好是空的，那么4K數(shù)據(jù)就直接寫入，寫入放大率就是1。
當(dāng)4KB數(shù)據(jù)要寫入閃存區(qū)塊時，如果64KB的區(qū)塊已經(jīng)存放了48K的數(shù)據(jù)，那么不好意思，需要將原有的48K數(shù)據(jù)先復(fù)制到內(nèi)存，然后主控將閃存區(qū)塊的數(shù)據(jù)全部擦除，最后才會將要寫入的4K數(shù)據(jù)與原有的48K數(shù)據(jù)一起寫入閃存。實際上一共寫入了52KB的數(shù)據(jù)，此時的寫入放大率就是52/4=13。
SSD的可用空間越多，出現(xiàn)這種情況的幾率越低。當(dāng)SSD可用空間所剩無幾的時候，寫入放大率會隨之變大，SSD的讀寫速度則會急劇降低。
其實SSD廠商也有考慮到上面的情況，通常會給SSD預(yù)留一些額外冗余空間。比如240GB的SSD一般會有16GB冗余空間，480GB SSD一般有32GB冗余空間，但這點空間能起到的作用很有限。
為了讓SSD一直暢快運行，為了能讓SSD能使用壽命更長久，請一定一定要給SSD保留至少20%的可用空間。
智能手機閃存也是使用的MLC與TLC顆粒，所以以上結(jié)論同樣適用于智能手機。當(dāng)您的智能手機用起來越來越慢的時候，請檢查一下可用存儲空間是否足夠。
