SLC、MLC、TLC、QLC这三种芯片的差异以及你实际需要的固态硬盘是怎样的?

到了现今9102年似乎固态硬盘几乎是每个电脑必备的一个配件,在十年以前,固态硬盘还处于一个天价的产品,现如今固态硬盘早已经跌倒一元以内1GB。现在,影响电脑的性能瓶颈的已然不再是CPU处理器,而是硬盘,如果你现在组装电脑的话,装机的师傅百分之一百都会给你的电脑安排一个固态硬盘。或者那些现在正在攒机的同学也会在自己的攒机途中,留有固态硬盘的一席之地。

在我们主观的感知中,开机速度,和网页打开的速度,以及软件的启动速度已经习惯了那种一触即达的感觉。

那你知道固态硬盘的这些颗粒(SLCMLCTLCQLC)之间的区别吗?

当然,如果从字面上来说,大家都知道“SLC”这一种芯片介质的性能最好,读写速度也最快。其中擦写次数高达“十万”次理论寿命。其次“MLC”芯片的理论擦写次数高达“10000”次。这就造成了一个问题,大多数人在购买固态硬盘的除了“SLC”颗粒的固态硬盘不在考虑的范畴内,一般都希望自己购买到的固态硬盘芯片是采用的“MLC”固态硬盘。

说了那么多,其实以上这些仅仅也只是从字面意义上来看固态硬盘的使用寿命和读写性能。不妨往下看,真实的情况是否真的如字面意义那样。

从材料上面说SLC、MLC、TLC、QLC之间的差异

或许你会以为SLC颗粒的固态硬盘天际一样的售价,其的材料应该会比其他类型的颗粒会好一些,其实不然,本质上来讲固态硬盘的闪存颗粒都是采用的一种名为硅晶体的东西。即“沙子”或许你会惊讶,什么玩意儿,居然是沙子?但也别看的如此简单,沙子要想成为储存介质需要经历一个巨大的转变才能够成为硅晶体。

真正意义上来说SLC、MLC、TLC、QLC之间的差异,仅仅是停留在技术层面上,从一开始的SLC闪存颗粒发展到现今,售价也是一锤锤居高不下,仅仅是企业在使用的一种储存介质。不过由于高昂的售价造成一个无法民用的尴尬境地,毕竟消费级市场才是所有厂商主攻的市场。所以,继而才有了MLC相对售价低廉的一种储存介质。同上,厂商为了刺激市场,进一步的将工艺简化,将单颗芯片bit容量做到更大,又有了TLC类型的颗粒。

本质上储存类型的工艺并非是在进步,而是因为市场的消费能力,进而将技术“倒退”。

SLC、MLC、TLC、QLC这三种芯片的差异以及你实际需要的固态硬盘是怎样的?

SLC芯片

SLC芯片工艺在技术层面上来说,每个储存单元为1bit,英文称之为“Single-Level Cell”即单层储存单元。

SLC芯片的优缺点

优点:储存速度快,寿命长。

缺点:容量小、价格高昂(目前消费级市场难觅其踪影)

SLC储存芯片的理论擦写次数高达100000次,正是由于其使用的单字节储存的工艺,其每个单元储存仅能储存1bit,继而造成储存成本居高不下,其售价是MLC颗粒的三倍以上。由于拥有更快的储存速度以及长久的使用寿命,SLC flash常被使用在高性能的储存设备上。再一个由于SLC flash拥有顶级的数据安全性,在企业级别的固态硬盘中使用的居多。

不过由于SLC的单层储存工艺,每字节储存单元仅能储存 1 bit,这也造成了,单个固态硬盘的容量不会很大的尴尬地步。可以换一个角度来讲,在2019年的时候三星科技发布了关于QLC颗粒的860 QVO固态硬盘,它的单颗芯片的容量最高可以达到惊人的1 TB。毋庸置疑,这是属于世界顶级储存介质工艺的公司。我们可以反过来想,SLC一个储存单元仅能储存1bit的数据,即(0、1)而QLC有着相比SLC颗粒8倍的容量空间。那尴尬的就是SLC flash的固态硬盘,最大单颗只能够做到128 GB。(况且这是发展到现今的64层 nand堆栈技术)才能够做到这一成就。

MLC芯片的优缺点

优点:读写速度快、使用寿命长久

缺点:售价偏高、传输速度较慢(逐渐从消费级市场退出)

MLC多阶储存单元(Multi-Level Cell,MLC)可以在每个储存单元内储存2个以上的信息位,即(00、01、10、11),在目前来说市面上的固态硬盘大多数都是采用的TLC颗粒,在网上也有许多商家谎称自己家的固态硬盘为“MLC”颗粒。目前仍然使用MLC颗粒的固态硬盘依然为数不多,市面上仍能可见的产品三星旗下有一些,以及英特尔的一些高端系列的产品仍在使用MLC颗粒。

MLC flash采用单个储存单元为2bit,于SLC flash相比,成本更低,但由于单个储存单元为2bit也就造成,功率高,以及储存速度慢。不过,目前性能优秀的固态硬盘当中,仍以MLC颗粒的固态硬盘为优秀产品。在许多的企业中也是使用的MLC颗粒的固态硬盘,

MLC颗粒的固态硬盘在我们选购的时候自然不用担心其的寿命,根据公布理论数据,MLC拥有10000次擦写寿命,如果你使用的是一个256gb的固态硬盘,以每天擦写一次来算,可以使用27年。这是一个多么大的数字,你二十岁的时候购买的固态硬盘可以使用到你五十岁,谈何不夸张。

MLC颗粒的固态硬盘优势明显,其的不足之处也是有的,相对售价比较贵,毕竟在现今的TLC储存介质大杀四方的时候,MLC注定是一个尴尬的位置。

就目前而看,TLC霸占市场这是注定的,毕竟除了理论的擦写次数之外,还有NAND全盘均匀写入技术,从而让固态硬盘性能和寿命最大化。

TLC的优点和缺点

优点:性价比出众、容量大

缺点:读写速度慢、寿命短

TLC是一种单个储存单元为3bit的介质,英文名称:Triple-Level Cell,在架构上来看,不同类型的储存介质架构都相差不大,仅仅是在一个储存单元储存不同数值的数据。正是因为TLC储存单元每个单元可以储存3bit的数据,这就让TLC颗粒能够实现较比MLC更大的储存容量。相比之下TLC通过使用64层堆栈技术可以实现高达1tb的单颗芯片。这是MLC无法实现的,除非技术再一次更迭,可以实现96层的堆栈技术。(据说三星明年会发布96层的3D NAND技术)

TLC有一个明显的短板就是其的理论寿命相对于MLC颗粒的寿命仅仅只有5000次左右,真正应用到实际的产品上,只有1500次左右的实际擦写寿命。虽然可以通过NAND均匀写入技术让全盘达到一个均衡的寿命状态。但始终相比MLC存在巨大的寿命差异。这就造成网上许多造谣生非的话题。(买tlc颗粒的固态硬盘是买智商)。

QLC的优缺点

优点:性价比非常出众、容量超级大

缺点:寿命短、读写速度慢

QLC是一种单个储存单元4bit的储存介质,英文名称:Quad-Level Cell。QLC flash较前三者差异巨大的是理论擦写寿命,根据一些报道公布的数据来看,其理论擦写寿命为500次左右,真正应用的产品中,可能会更少。但是由于其单个储存单元
为4bit,所以QLC储存介质的容量也是前三者难以达到的高度,就目前来看,根据三星的96层堆栈技术的芯片容量来看,已经可以做到单颗芯片2tb。

由于储存单元的单个单元数据变成了4bit,其的芯片成本也进一步下降,之前从TLC 1元1GB的时代也到了现今的0.5元1GB。

固态硬盘该怎么选?

看了以上的文章至少可以得到一个答案,就是SLC颗粒的芯片寿命最长,理论寿命可以用两三百年,几乎可以当做传家宝使用。而稍次的MLC颗粒的固态硬盘也可以使用二三十年,虽然速度略有下降,但是得益于固态硬盘还有其他的辅助工艺,其的真实体验速度不会有太大的变化。

在现如今TLC大行其道的今天,固态硬盘也从以前的高昂的售价跌倒1元1GB的境地,虽然TLC实际应用的寿命只有1000次左右的擦写寿命,不过得益于NAND工艺,尽量将每一个储存单元都平均读写。也根据一些公开的数据表明TLC芯片也可以达到百万小时的无故障运行时间。

不过总的来说,一般消费级别的市场,擦写并没有企业使用领域那么频繁,根据国际上的调研发现正常的使用者按照一天10小时的应用时间来算,每天大概在5GB以内的擦写寿命。所以个人消费级基本上一个大厂的固态硬盘正常的使用寿命在十年以上。

在今年的七月份QLC正式进入到消费级应用场景,三星也发布了自己名下的860 QVO固态硬盘,质保跟TLC质保差不多。

最后的总结

其实写到这里的时候big君已经接近词穷了,第一次写这种相对比较正式的文章,以往的文章都是随着自己想到哪里写到哪里,这种需要数据支撑的文章写起来费劲不说,还不一定带来好的效果。

其实对于购买固态硬盘来说,或许您仅仅看到的是那个500或1000的擦写寿命,殊不知你正常使用的场景下,估计电脑坏了几遍了,也未必能够达到的硬盘的寿终正寝。

客观上来说,在我们消费级别使用固态硬盘的时候,并非是将固态硬盘整个每天写一次,正常的一般就是一天拷贝一点东西,和系统的读写。根据国际权威机构统计的数据,正常工作族,一天十小时5GB的写入量来算,一个QLC的固态硬盘要想让它达到寿终正寝的地步,至少使用五年以上。

想想看,五年的时间或许对于我们人生的全部来说只是其中的二十分之一,似乎没那么多。不过一台电脑在你手上使用五年是个什么概念呢。爱折腾的big君自己的电脑基本都是一年一换,固态硬盘嘛也基本都是一年已更新。

五年以后的处理器技术已经跨越天际,其实,五年的时间对于一台电脑来说已经很长了。

最后说一句:要知道QLC芯片类型的固态硬盘在极为苛刻的条件下测试的使用寿命都可以达到五年以上,假如正常使用的话,估计远比这更长远。当然,可能一些视频自媒体工作者自以为自己需要更高阶的芯片类型。其实换个角度来说,在拥有同等性价比的前提下,你怎么不考虑一下更大容量的QLC固态硬盘?你需要知道的是“全盘擦写”这个概念,很重要。假如你使用的是一个1TB的qlc固态硬盘那寿命可是256GB的4倍。对你来说不管你有多大的需求,民用级别QLC,完全可以满足你。

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