QLC闪存SSD详细分析：取代TLC SSD 真正灭HDD!
QLC闪存SSD详细分析：取代TLC SSD 真正灭HDD!
如今，市面上消费级SSD，不管是主流的SATA SSD新品还是新兴的NVMe SSD新品，基本上都是采用TLC闪存。自2012年10月份，第一款采用TCL NAND闪存的三星840 SSD诞生以来，TLC 闪存一直面临着质疑。　　但是，经过几年技术发展，TLC 闪存越来越成熟，正逐渐取代MLC成为主流。不过，正当TLC NAND为自己正名时，它的取代者QLC悄然来袭，有消息称明年首款QLC将面世。QLC闪存真的适合用在SSD上吗？今天我们就来聊一聊QLC闪存。先了解目前三种类型的闪存：SLC、MLC及TLCSLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，其结构简单但是执行效率高，最大的特点就是速度快，寿命长，价格超贵（约MLC 3倍以上的价格），约10万次擦写寿命。MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，其有00,01,10,11四个充电值。因此，要比SLC需要更多的访问时间。其最大特点就是速度中等，寿命中等，价格比SLC便宜，约3000---10000次擦写寿命。TLC = Trinary-Level Cell，即3bit/cell，每个单元可以存放比MLC多1/2的数据，共八个充电值，111、110、101、011、010、001、000。最大特点就是速度慢寿命短，约500-1000次擦写寿命，但价格是三者最低的。由于价格成本的原因，目前被广泛运用于消费级SSD中。为什么TLC闪存这么受欢迎？　　由于TLC采用不同的电压状态，加上存储密度大，击穿绝缘层次数也比其他介质多，加速绝缘层的损耗过程，导致TLC SSD的寿命比SLC、MLC短得多，同时可靠性、效能等方面存在问题。但是TLC也有自己的优势，TLC储存容量更大，成本相比MLC、SLC低廉许多。　　随着TLC闪存技术的飞速发展,厂商不断的改进算法以及优化主控，TLC的P/E寿命由不到1000次提升到次，同时TLC SSD性能及可靠性方面得到大大改善，在加上成本更低廉，TLC SSD因此赢得用户的青睐。　　目前TLC正不断的蚕食着MLC消费级的份额，最后不出意外的话，TLC将完全占据主流消费级SSD市场，MLC则继续在高端领域发挥它作用。但QLC闪存要来了，要取代TLC？　　闪存芯片中，除了我们耳熟能祥的SLC，MLC,TLC以外，还有一种叫QLC闪存芯片。　　QLC = Quad-Level Cell，我们知道，TLC闪存是每个Cell单元存储3位电荷，有8种状态，QLC闪存则是存储4位电荷，有16种状态。这意味着QLC闪存单位存储密度更大，是TLC的2倍，单颗芯片可达到256GB甚至512GB。但是，也因如此，QLC闪存的电压更难控制，写入速度更低，可靠、稳定性及寿命比TLC更差。目前QLC闪存处于研发阶段，要想它能够运用到SSD上还需要一段时间。为什么厂商还会去研发比TLC还坑的QLC？　　如今游戏、电影、照片，影像等数据越来越大。想一想，那几G、几十G的游戏，动不动就几十G蓝光电影，同时VR时代的来临，你的存储盘将会面临大数据前所未有的挑战。 120G、240G，甚至480G SSD容量都远远不够用。虽然现在也有不乏2TB 超大容量SSD，但一块SSD顶一台高端主机价格，对于普通大众用户没有任何存在的意义。　　TLC能够解决SSD容量瓶颈，却解决不了SSD价格的难题，大容量SSD仍旧贵贵贵。因此很多用户会选择一个小容量SSD+大容量便宜的HDD组成的存储解决方案。这种方案毕竟是临时性的，整体体验也没有单纯大容量SSD来得好。　　SSD需要更廉价的闪存解决方案，以降价SSD的制造成本，让大容量SSD真正便宜起来，最好能够比肩目前同容量机械硬盘的价格。　　QLC虽说速度、寿命、稳定性等方面比TLC差，但是更便宜的成本、更大容量的优势是无法忽视的。就像当年TLC从不被接纳到广泛认可，主要原因也不正是如此吗？总结：　　科技发展的速度是我们无法所预估的，QLC闪存解决方案也一直在研究中，对厂商来说QLC的大容量低成本也是个不可抗拒的诱惑，如同当年TLC一样，QLC在速度和寿命上的问题随时可能被优化被解决。　　当QLC SSD出现的时候，它带来的变化无法想象，也许没法马上的取代TLC SSD,但是机械硬盘却将会面临巨大的挑战，或许那个时候才跟机械硬盘say byebye。
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SLC、MLC和TLC三者的区别及网友的讨论
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SLC、MLC和TLC三者的区别及网友的讨论
SLC、MLC和TLC
SLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，速度快寿命长，价格超贵（约MLC 3倍以上的价格），约10万次擦写寿命
MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，速度一般寿命一般，价格一般，约次擦写寿命
TLC = Trinary-Level Cell，即3bit/cell，也有Flash厂家叫8LC，速度慢寿命短，价格便宜，约500次擦写寿命，目前还没有厂家能做到1000次。
X3(3-bit-per-cell)架构的TLC芯片技术是MLC和TLC技术的延伸，最早期NAND Flash技术架构是SLC(Single-Level Cell)，原理是在1个存储器储存单元(cell)中存放1位元(bit)的资料，直到MLC(Multi-Level Cell)技术接棒后，架构演进为1个存储器储存单元存放2位元。
2009年TLC架构正式问世，代表1个存储器储存单元可存放3位元，成本进一步大幅降低。如同上一波SLC技术转MLC技术趋势般，这次也是由NAND Flash大厂东芝(Toshiba)引发战火，之后三星电子(Samsung Electronics)也赶紧加入战局，使得整个TLC技术大量被量产且应用在终端产品上。
TLC芯片虽然储存容量变大，成本低廉许多，但因为效能也大打折扣，因此仅能用在低阶的NAND Flash相关产品上，象是低速快闪记忆卡、小型记忆卡microSD或随身碟等。
象是内嵌世纪液体应用、智能型手机(Smartphone)、固态硬碟(SSD)等技术门槛高，对于NAND Flash效能讲求高速且不出错等应用产品，则一定要使用SLC或MLC芯片。
2010年NAND Flash市场的主要成长驱动力是来自于智能型手机和平板计算机，都必须要使用SLC或MLC芯片，因此这两种芯片都处于缺货状态，而TLC芯片却是持续供过于求，且将整个产业的平均价格往下拉，使得市调机构iSuppli在统计2010年第2季全球NAND Flash产值时，出现罕见的市场规模缩小情况发生，从2010年第1季43亿美元下降至41亿美元，减少6.5%。
U盘MP3中使用的SLC、MLC、TLC闪存芯片的区别：
SLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，速度快寿命长，价格超贵（约MLC 3倍以上的价格），约10万次擦写寿命
MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，速度一般寿命一般，价格一般，约次擦写寿命
TLC = Trinary-Level Cell，即3bit/cell，也有Flash厂家叫8LC，速度慢寿命短，价格便宜，约500次擦写寿命，目前还没有厂家能做到1000次。
目前，安德旺科技生产的指纹U盘产品中采用的闪存芯片都是三星MLC中的原装A级芯片。读写速度：采用H2testw v1.4测试，三星MLC写入速度: 4.28-5.59 MByte/s，读取速度: 12.2-12.9 MByte/s。三星SLC写入速度: 8.5MByte/s，读取速度: 14.3MByte/s。需要说明的闪存的寿命指的是写入(擦写)的次数，不是读出的次数，因为读取对芯片的寿命影响不大。
下面是SLC、MLC、TLC三代闪存的寿命差异
SLC 利用正、负两种电荷 一个浮动栅存储1个bit的信息，约10万次擦写寿命。
MLC 利用不同电位的电荷，一个浮动栅存储2个bit的信息，约一万次擦写寿命，SLC-MLC【容量大了一倍，寿命缩短为1/10】。
TLC 利用不同电位的电荷，一个浮动栅存储3个bit的信息，约500-1000次擦写寿命，MLC-TLC【容量大了1/2倍，寿命缩短为1/20】。
闪存产品寿命越来越短，现在市场上已经有TLC闪存做的产品了。
鉴于SLC和MLC或TLC闪存寿命差异太大，强烈要求数码产品的生产商在其使用闪存的产品上标明是SLC和MLC或TLC闪存产品。
许多人对闪存的SLC和MLC区分不清。就拿目前热销的MP3随身听来说，是买SLC还是MLC闪存芯片的呢？在这里先告诉大家，如果你对容量要求不高，但是对机器质量、数据的安全性、机器寿命等方面要求较高，那么SLC闪存芯片的首选。但是大容量的SLC闪存芯片成本要比MLC闪存芯片高很多，所以目前2G以上的大容量，低价格的MP3多是采用MLC闪存芯片。大容量、低价格的MLC闪存自然是受大家的青睐，但是其固有的缺点，也不得不让我们考
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& >&TLC是什么？iPhone 6 Plus死机门分析
TLC是个什么货？iPhone 6 Plus死机门分析天极网手机频道 14:26
1TLC到底是什么？
　　用过吧？用过吧？用过吧？SSD听说过吧？这些设备用都需要存储或多或少的数据。有的手机传输数据速度快，有的手机数据传输速度慢，有的手机甚至会不定时的出现一些损坏文件，当然最近iPhone还爆出死机门，要想知道这些现象出现的原因，我们先得聊聊这个东西――NAND Flash。
NAND Flash
　　NAND Flash从被发明到现在过去了至少20年了，20年来NAND Flash的类型也有了很多，知名NAND Flash的厂家并不多，差不多就这几家：、美光、、HYNIX、(嗯，我就知道这几家了……)。NAND Flash存数据的原理先不谈，你得知道一点，它也是通过物理方法保存数据的，既然是用物理方法就必须得有损耗。
　　想一下：你在石头上刻字，然后想再在石头上刻新的东西，是不是先要把刻的字磨掉？简单来说，NAND Flash有着相似的原理，所以NAND Flash的寿命是有限的，写入超过一定次数后就会报废，目前普通人能看到的NAND Flash类型基本就两种：MLC和TLC，至于哪个多我不知道了，应该还是MLC多一点，不过TLC以后或许会迎头赶上。NAND Flash的类型是不止两种的，还有SLC和QLC。
石头刻字……
　　从使用寿命上看，SLC〉MLC〉TLC〉QLC。
　　从传输速度上看，SLC〉MLC〉TLC〉QLC。
　　从数据保存时间方面看，SLC〉MLC〉TLC〉QLC。
　　从成本上看，SLC〉MLC〉TLC〉QLC，这东西，一分钱一分货，就不用笔者再说哪个更好了吧。
　　通俗的说完了，我们看看更加官方的说法(可以直接跳过的部分)：
――――――――――――――――――专业人士分割线――――――――――――――――――――
　　SLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，即利用正、负两种电荷，一个浮动栅存储1个bit的信息，其结构简单但是执行效率高，最大的特点就是速度快寿命长，价格超贵(约MLC倍以上的价格)，约10万次擦写寿命。其在企业级SSD上比较常见，例如经典的Intel X25-系列，此外在一些高端的U盘上也有使用。
　　MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，一个浮动栅存储个bit的信息，其有00,01,10,11四个充电值，因此要比SLC需要更多的访问时间。其最大特点就是速度一般寿命一般，价格一般，约---10000次擦写寿命。如今大多数的消费级SSD都是使用的MLC。
　　TLC = Trinary-Level Cell，即3bit/cell，一个浮动栅存储3个bit的信息，每个单元可以存放比MLC多1/2的数据，共八个充电值，也有Flash厂家叫8LC，最大特点就是速度慢寿命短，价格便宜，约500次擦写寿命，目前还没有厂家能做到次，通常用在U盘或者这类移动存储设备上。
　　目前，QLC = Quad-Level Cell架构以及出现，即4bit/cell，支持16充电值，速度最慢寿命最短，目前中技术上在研发阶段，但是intel、三星电子等厂商都已经取得了不错的进展。但在SSD中目前仍不现实 。
――――――――――――――――让我们继续通俗下去吧―――――――――――――――――――
　　不知道已经购买 64GB/128GB的壕们，你最近有没有觉得手机会突然卡顿甚至死机呢？业内分析认为可能与设备采用的TLC NAND存储器控制IC的缺陷有关。虽然苹果并没有大举措回应，但实际情况似乎确实存在。日前有报道称，除了顶配版 iPhone Plus 之外， 64GB 版本机型其实也有部分批次采用了 TLC 闪存。
水果 6 plus
　　那么TLC真的就这么渣？现在的SSD大多数是MLC的，然而奇葩的三星840 EVO SSD用的就是TLC芯片，而且表现还不算烂，但是这主要归功于三星，不是说TLC本身媲美MLC。
　　SSD当作使用，所以可以给SSD配个DRAM的缓存，然后配个好一点的主控，主控就是负责对NAND Flash进行控制的东西，系统并不是直接对NAND Flash进行控制，而是通过主控，然后主控可以做点手脚啊，SSD嘛，空间那么大，对应的NAND Flash的cell也就多了，那么每个cell可以做一下负载均衡啊，今天写了这个cell，那么明天写另一个cell，这样的话寿命就可以有效延长了。
三星840 EVO
　　笔者还是很看好TLC的发展前景的，首先就是因为其价位更加低廉，易于扩大市场、形成普及;再者TLC工艺也是很先进的，低成本产品的研发毕竟更为简单;除了写入速度以外，TLC读取、4K写入均与MLS相差不多。
　　既然这样，为什么在使用了TLC闪存之后会有这么大的不良反映呢？是不是因为有钱任性？因为iPhone不是SSD啊！
　　苹果为了保证手机存储的使用寿命(500-1000次)，iPhone 6 Plus减少写入NAND Flash次数而使用了RAM来缓冲数据，MLC版就不需要这么做。由于使用了大量RAM来做缓冲，原本只有1GB RAM的爱疯的就更加不够用，所以就会出现程序崩溃的现象，程序崩溃又可能导致数据损坏。
　　也就是因为这么简单的原因，让苹果神坛崩溃啊，用iPhone 6 plus的同学，祝你们幸福哈~
2iPhone 6 Plus TLC/MLC对比
　　下面附上一篇 TLC/MLC对比评测，你们来看看区别吧。
　　根据外媒 Gforgames 报道称，韩国一家媒体 Kbench 日前将新 iPhone 中采用的两类 NAND 闪存进行了对比，结果显示 MLC 闪存在整体速度和闲置使用率的性能表现上比 TLC 更加出色。
　　Kbench 针对 MLC 和 TLC 版本 64GB 机型进行闪存性能写入测试，分别采用了 Zero Fill(全 0 模式)及 Random Fill(% 随机模式)拷贝资料，进行 1K、2K 逐级递增至 32768K 等不同规格的大小测试，每个文件大小重复 100 次，测试结果令人震惊。
　　如上图所示：第一个图表为全 0 模式，采用 TLC 版本机型会针对系统进行动态快速存取优化，当系统进行拷贝时会使用系统存储进行暂存，以提升TLC写入系统的性能，但是当数据大小超过一定量级后，系统性能会出现严重下降，已经开启的会出现延迟或闪退情况。
　　第二个图表为随机模式，TLC与MLC的性能差别在此项测试中明显扩大了，对系统存储难于对付的零碎文件进行实时动态存储时，采用TLC闪存的机型写入性能大幅下降。虽然采用MLC机型的表现也不是很理想，但在处理4K、8K、32K大数据包时的表现明显更优于TLC。而在采用MCL版本机型拷进行贝时，系统内存并没有针对磁盘进行快速存取，不过在数据拷贝的过程中整体表现稳定平均，不会出现像TLC闪存大起大落的现象，同样不会出现延迟与闪退现象。
　　第三个图表为磁盘使用情况，在右图的 MLC 版本中，当进行拷贝时，磁盘使用率仅有轻微的上升，并不会像左图的TLC版本一样突然大量占用系统内存(“Inactive”部分)，整个拷贝过程非常稳定。
　　综合如上情况看来，如果你买到的是 MLC 版本 iPhone 64GB机型那么可以暗喜了，如果不幸买到 TLC 版本机型，那么只能怪运气欠佳了。不过，近期有报道称，将会在下一批新设备中换用MLC闪存，同时也可能会为经鉴定存在该硬件问题的设备提供更换服务，所以大家还是不用眉头紧锁了。（作者：唐浩责任编辑：唐浩）
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