替代HDD！大容量儲存時代QLC未來可期

2018年，三星釋出了首款搭載QLC顆粒的固態硬碟860 QVO，定位入門級硬碟領域，釋出之後消費者對QLC固態硬碟的評價褒貶不一。

經過一年的沉澱，三星釋出了860 QVO的升級版本——870 QVO，1TB起步的起步容量以及最高8TB的超大容量，新QVO系列可以說得到了口碑和價效比的雙豐收。

不過對於一些使用者而言，他們認為固態硬碟使用QLC顆粒就是一種“退步”。

那麼QVO系列的推出，究竟是固態硬碟發展史的進步，還是開了一次“倒車”呢？這裡不著急先下結論，我們一步步來進行分析。

說在前面：QLC固態的使命，不是為了替代TLC

首先我們再來回顧一下NAND快閃記憶體儲存的基本原理：儲存單元通過施加不同變化的電壓實現資訊儲存。

其實SLC/MLC/TLC/QLC顆粒的區別，就是按儲存單元可存放的資料量進行區分，TLC顆粒的一個cell單元可以儲存3bit資訊，容量相比MLC顆粒增加1/3，擦寫壽命也降至1000-3000次。

而QLC顆粒的一個cell單元可以儲存4bit資訊，容量相比TLC顆粒再次增加1/3，但是寫入效能、擦寫壽命同樣會相應減少。

目前，TLC顆粒佔據著固態硬碟顆粒市場的大頭，縱觀固態硬碟從SLC顆粒到TLC顆粒的發展歷程，我們很容易就能得出“QLC固態硬碟即將替代TLC硬碟”的結論。

實際上，QLC固態的使命，並不是為了替代TLC固態，而是為了替代HDD硬碟。

大容量儲存時代，QLC未來可期

在QLC固態剛推出的時候，許多儲存廠商都將首發目標對準了企業級市場，而不是消費級，原因在於，NAND廠商把QLC顆粒的硬碟定位於大容量資料盤，用於取代企業級HDD硬碟的地位。

一旦QLC快閃記憶體顆粒大規模量產，除了在連續讀取效能上雖然不會領先HDD太多外，可以達到10-100TB的大容量。

在連續讀取效能上雖然不會領先HDD太多，但是隨機讀寫能力也可以遠超機械硬碟，這是固態硬碟的執行原理所決定的。

同時相比待機功耗，QLC硬碟更是低上不少，因此在企業級大規模資料陣列的應用上，QLC固態硬碟可以說完勝HDD硬碟。

那麼QLC快閃記憶體是如何將容量大幅提升的呢？除了上面所提到的每個cell單元的儲存資料量上升之外，3D-NAND技術也是其中不可或缺的一環，它的原理是通過在同一個晶片上垂直堆疊多層儲存單元，通過堆疊更高的層數，實現更大的儲存密度。

三星在3D-NAND快閃記憶體技術方面已經實現大規模成熟量產，此前首發的860 QVO就已經實現單顆粒1TB容量，如今發售新一代870 QVO甚至達到了最高8TB的儲存容量。

隨著成本的降低，未來QLC固態硬碟將會進入TB起步的大容量時代，是真正可能取代HDD硬碟的選擇。

對於普通使用者，最理想的使用場景就是使用一塊TLC的NVMe硬碟作為系統磁碟，大容量的QLC固態硬碟作為從盤（資料盤），這樣QLC快閃記憶體的優勢就能夠最大化的發揮了。

3D-NAND：提升QLC可靠性的良方

部分使用者不看好QLC固態硬碟的普遍原因就在於QLC快閃記憶體的壽命。前面也提及到，由於先天技術原理的原因，QLC顆粒的效能和可靠性確實會有所降低。但是要知道，現在是屬於3D-NAND堆疊技術的時代。

以往2D-NAND快閃記憶體想要追求容量提升，就需要依靠製程工藝，提高電晶體密度，就像一個房間裡，所有人都變小了，才能裝得下更多人。

因此那段時間NAND快閃記憶體的製程工藝一路飆升，從50nm不斷升級最終發展到10nm工藝製程，不過人太多也會“喘不過氣”，隨著2D-NAND快閃記憶體工藝的提升，由於快閃記憶體的特性，其可靠性會隨之降低。

但是有了3D-NAND堆疊，情況就變得不一樣了，以三星870 QVO為例子，其採用的都是堆疊90層以上V-NAND快閃記憶體顆粒，不僅容量變得更大，可靠性也隨著堆疊層數的上升而提高。

因此頂配的8TB版本的壽命高達2880TBW，這意味著即便一天讀寫1TB的資料，也可以用上接近8年。

即便主流消費者選擇的870 QVO 1TB版本，寫入壽命為360TBW，一般每天日常讀寫40G左右，同樣也能用上十幾二十年，所以關於壽命的問題。

目前主流的QLC固態壽命，已經可以滿足大部分使用者的需求。

新一代QVO的效能到底如何？

在新一代870 QVO上市的時候，PConline也對其進行了評測，新一代QVO系列的顆粒和主控都有進行升級，並且增加了8TB的超大容量選擇。

讀寫效能方面，雖然QLC快閃記憶體的連續讀寫效能比HDD硬碟沒強上多少，但是可以通過智慧TurboWrite技術，硬碟在資料傳輸過程中會建立一個固定空間的高效能SLC寫緩衝區，大幅提高寫入速度。

像三星870 QVO 4TB版本就擁有78G的動態SLC快取空間，基本可以滿足日常的使用需求，可能有些小夥伴會擔心寫入放大的情況，實際上動態SLC快取並不會對同一區塊進行反覆擦寫，而是會智慧選取，所以這是一項效能與壽命兼顧的技術。

總結：QLC固態的誕生，順應了時代潮流

隨著時代發展和5G網路的普及，未來我們對於大容量儲存的需求勢必進一步加大，而QLC固態硬碟的誕生正是順應了這股時代潮流，大容量、高隨機讀寫的特點無論在消費級還是企業級領域必然會有更廣闊的發揮空間。

反之，現在HDD硬碟為了實現大容量，開始採用SMR（疊瓦式磁記錄）技術，在擦寫可靠性方面的優勢已經不再，未來HDD硬碟被QLC硬碟所取代，可能只是時間問題了。