闪存是最常用器件之一,在诸如ssd等存储设备中均存在闪存。但是,大家对闪存真的足够了解吗?为增进大家对闪存的了解和认识,本文将对qlc闪存以及tlc闪存相关内容予以介绍。如果你对闪存具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。
一、前言
我们渴求大容量的ssd,不过超过tb大容量ssd动不动就几千元的售价,对于支付能力有限用户实际上没有意义。ssd的成本主要来源于闪存,在tlc闪存能够实现tb容量可惜价格未能降下来。只有不断开发新类型的闪存,解决容量与价格的矛盾,才能让ssd真正在大数据时代发挥应有作用。
这时,qlc 闪存就应运而生,目前,东芝和西数先后宣布成功开发基于四比特单元3d nand闪存芯片,即qlc闪存,这也意味着qlc ssd将要来临。那么,它与tlc闪存又有什么区别,能否取代tlc成为ssd主流闪存之选?
二、qlc闪存颗粒
在聊qlc之前,我觉得先来聊一聊tlc会有助于大家理解它。
现在购买过ssd的朋友应该都听说过tlc闪存颗粒,因为2017年整体tlc ssd出货比重接近75%,而ssd市场所占比重更大,也就是说现在大家买到的固态硬盘,基本上都是tlc的。
qlc则是有望未来接替他成为主流的产品!
闪存颗粒的类型有以下几种:slc、mlc 、tlc 、qlc。
参照上图解释给大家会更清晰一些
slc单比特单元(每个cell单元只储存1个数据,有21=2个状态,就是0和1,也就是仅有两种不同的电压状态),因为稳定,所以性能最好,寿命也最长(理论可擦写10w次),成本也最高,最早的顶级颗粒,但因为成本问题,目前已经消失在大家的视野里。
mlc双比特单元(每个cell单元储存2个数据,有22=4个状态,00/01/10/11,因此有四种不同电压状态),也就是仅有两种不同的电压状态)性能、寿命(理论可擦写1w次)、成本在几种颗粒中算是均衡的,接替slc的产品,在tlc之前的绝对主流颗粒,而目前主要用于高端和企业级产品。
tlc三比特单元(每个cell单元储存3个数据,有23=8个状态,不详列,如上图,有八种不同电压状态),成本低,容量大,但寿命越来越短(理论可擦写1500次),但随着技术的成熟,目前寿命问题已经得到解决,并成为目前闪存颗粒中的最主流产品。
qlc四比特单元(每个cell单元储存4个数据,有24=16个状态,不详列,如上图,有十六种不同电压状态),成本更低,容量更大,但寿命更短(理论可擦写150次),想成为接替tlc的产品还有急需解决的问题。
注:每cell单元存储数据越多,单位面积容量就越高,但同时导致不同电压状态越多,越难控制,所以导致颗粒稳定性越差,寿命低。利弊都有。
不得不承认,tlc闪存的出现大大提升了ssd的容量,并在一定程度上降低了ssd的价格。不过,依旧没解决ssd价格的难题,大容量ssd仍旧贵。小容量ssd+大容量hdd的存储方案,终究没有单纯大容量ssd来得好。
当qlc 闪存的诞生,也许既廉价又拥有超大容量的ssd,从理想变为现实。
三、qlc与tlc区别
1、寿命
前段时间,东芝称其qlc nand拥有多达1000次左右的p/e编程擦写循环,打破100-150次魔咒,可以与tlc闪存颗粒寿命相媲美。如果真的达到这个标准,那么qlc ssd就能够“理直气壮”进入市场了。
1000次寿命,对于普通人来说,也没有那么可怕。一般人平均每天的写入量很少能超过10gb,那么我们就假设是10gb,120gb qlc ssd,写入寿命达到120 tb。假设写入放大系数则假定为3,甚至5,那么三年之内,很难写坏它。且qlc闪存拥有高容量,也意味着其在qlc驱动器中可通过超额配置以延长产品本身的有效寿命。
目前tlc ssd在质保期普遍达到3年,有的质保期甚至达到5年。那么qlc 寿命问题又有什么好担心?
2、稳定性
qlc闪存是存储4位电荷,有16种状态,而tlc存储3位电荷,有8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,干扰更复杂,而这些问题都会影响qlc闪存的性能、可靠性及稳定性。不过tlc的这个活生生的案例在前面,解决起来会更容易一些。
3、成本
虽然qlc只是在tlc的电子单元内增加了一个比特位,但其所要求的技术含量却非常高。因为不仅要在原有的基础上增加一个比特单位,还需要双倍的精度才能保有足够高的稳定性以及性能。不过,一旦解决了所有技术上的难题,随着ssd容量的大幅增加,其所需要的单位成本也会相应降低。
4、容量
东芝的qlc的技术已经可以实现每闪存颗粒768gb(96gb)的容量,相比之tlc颗粒的512gb有了更大提升。如果采用16颗粒封装,那么可以实现单颗芯片封装达到1.5tb的容量,容量达到目前单颗最大。如果一块ssd采用八颗这样的新品,总容量可以达到惊人的12tb。
写在最后:
虽说目前qlc 闪存不过刚正式出现在人们的视线中,其在速度、寿命、稳定性等方面可能会比tlc差,但是更便宜的成本、更大容量的优势是无法忽视的。随着技术的不断发展和成熟,qlc就像当年tlc一样从不被接纳到广泛认可也是早晚的事情,
其实不管是tlc还是qlc,只要价格够便宜,容量够大,速度够快,寿命有保障,总会获得消费者的喜欢,赢得属于自己的市场份额。
而对于hdd来说,qlc的出现将带来更大的威胁。或许真正qlc ssd普及之时,才是hdd 跟我们say byebye之时。
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