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QLC闪存|替代HDD！大容量存储时代QLC未来可期

2018年 ， 三星发布了首款搭载QLC颗粒的固态硬盘860 QVO ， 定位入门级硬盘领域 ， 发布之后消费者对QLC固态硬盘的评价褒贬不一 。
经过一年的沉淀 ， 三星发布了860 QVO的升级版本——870 QVO ， 1TB起步的起步容量以及最高8TB的超大容量 ， 新QVO系列可以说得到了口碑和性价比的双丰收 。
不过对于一些用户而言 ， 他们认为固态硬盘使用QLC颗粒就是一种“退步” 。
那么QVO系列的推出 ， 究竟是固态硬盘发展史的进步 ， 还是开了一次“倒车”呢？这里不着急先下结论 ， 我们一步步来进行分析 。
说在前面：QLC固态的使命 ， 不是为了替代TLC
首先我们再来回顾一下NAND闪存存储的基本原理：存储单元通过施加不同变化的电压实现信息存储 。
【QLC闪存|替代HDD！大容量存储时代QLC未来可期】其实SLC/MLC/TLC/QLC颗粒的区别 ， 就是按存储单元可存放的数据量进行区分 ， TLC颗粒的一个cell单元可以存储3bit信息 ， 容量相比MLC颗粒增加1/3 ， 擦写寿命也降至1000-3000次 。
而QLC颗粒的一个cell单元可以存储4bit信息 ， 容量相比TLC颗粒再次增加1/3 ， 但是写入性能、擦写寿命同样会相应减少 。
QLC闪存|替代HDD！大容量存储时代QLC未来可期
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目前 ， TLC颗粒占据着固态硬盘颗粒市场的大头 ， 纵观固态硬盘从SLC颗粒到TLC颗粒的发展历程 ， 我们很容易就能得出“QLC固态硬盘即将替代TLC硬盘”的结论 。
实际上 ， QLC固态的使命 ， 并不是为了替代TLC固态 ， 而是为了替代HDD硬盘 。
大容量存储时代 ， QLC未来可期
在QLC固态刚推出的时候 ， 许多存储厂商都将首发目标对准了企业级市场 ， 而不是消费级 ， 原因在于 ， NAND厂商把QLC颗粒的硬盘定位于大容量数据盘 ， 用于取代企业级HDD硬盘的地位 。
一旦QLC闪存颗粒大规模量产 ， 除了在连续读取性能上虽然不会领先HDD太多外 ， 可以达到10-100TB的大容量 。
在连续读取性能上虽然不会领先HDD太多 ， 但是随机读写能力也可以远超机械硬盘 ， 这是固态硬盘的运行原理所决定的 。
同时相比待机功耗 ， QLC硬盘更是低上不少 ， 因此在企业级大规模数据阵列的应用上 ， QLC固态硬盘可以说完胜HDD硬盘 。
那么QLC闪存是如何将容量大幅提升的呢？除了上面所提到的每个cell单元的存储数据量上升之外 ， 3D-NAND技术也是其中不可或缺的一环 ， 它的原理是通过在同一个晶片上垂直堆叠多层存储单元 ， 通过堆栈更高的层数 ， 实现更大的存储密度 。
三星在3D-NAND闪存技术方面已经实现大规模成熟量产 ， 此前首发的860 QVO就已经实现单颗粒1TB容量 ， 如今发售新一代870 QVO甚至达到了最高8TB的存储容量 。
QLC闪存|替代HDD！大容量存储时代QLC未来可期
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随着成本的降低 ， 未来QLC固态硬盘将会进入TB起步的大容量时代 ， 是真正可能取代HDD硬盘的选择 。
对于普通用户 ， 最理想的使用场景就是使用一块TLC的NVMe硬盘作为系统盘 ， 大容量的QLC固态硬盘作为从盘（数据盘） ， 这样QLC闪存的优势就能够最大化的发挥了 。
3D-NAND：提升QLC可靠性的良方
部分用户不看好QLC固态硬盘的普遍原因就在于QLC闪存的寿命 。前面也提及到 ， 由于先天技术原理的原因 ， QLC颗粒的性能和可靠性确实会有所降低 。但是要知道 ， 现在是属于3D-NAND堆栈技术的时代 。
以往2D-NAND闪存想要追求容量提升 ， 就需要依靠制程工艺 ， 提高晶体管密度 ， 就像一个房间里 ， 所有人都变小了 ， 才能装得下更多人 。
因此那段时间NAND闪存的制程工艺一路飙升 ， 从50nm不断升级最终发展到10nm工艺制程 ， 不过人太多也会“喘不过气” ， 随着2D-NAND闪存工艺的提升 ， 由于闪存的特性 ， 其可靠性会随之降低 。
但是有了3D-NAND堆栈 ， 情况就变得不一样了 ， 以三星870 QVO为例子 ， 其采用的都是堆栈90层以上V-NAND闪存颗粒 ， 不仅容量变得更大 ， 可靠性也随着堆栈层数的上升而提高 。


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