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不要光想著價格,QLC與TLC快閃記憶體有什麼不同?

在這個網路時代,遊戲、電影、照片等資料越來越大,硬碟容量將會面臨前所未有的挑戰。雖然傳統的機械硬碟可以解決容量問題,但是速度太慢、體驗糟糕,並不是最好的個人儲存解決方案。我們渴求大容量的SSD,不過超過TB大容量SSD動不動就上萬元的售價,對於支付能力有限的用戶實際上沒有太大意義。SSD的成本主要來自於快閃記憶體,TLC快閃記憶體雖然能夠達成TB容量,可惜價格未能下降。只有不斷開發新類型的快閃記憶體,解決容量與價格的矛盾,才能讓SSD真正在大資料時代發揮應有作用。

此時,QLC 快閃記憶體應運而生。目前,東芝和威騰電子先後宣佈成功開發以四比特單元為基底的3D NAND快閃記憶體晶片,即QLC快閃記憶體,這也意味著QLC SSD將要來臨。那麼,它與TLC快閃記憶體又有什麼區別,能否取代TLC成為SSD主流快閃記憶體之選?

先來瞭解一下什麼是TLC 以及QLC快閃記憶體?

TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell(每個Cell單元儲存3個資料,有8個狀態,具體如上圖,有八種不同電壓狀態)。主要特點:成本低,容量大,但速度慢,壽命短,約500-1000次擦寫壽命。但隨著技術的成熟,壽命問題已經得到改善(約1500-2000次擦寫壽命),並成為目前快閃記憶體顆粒中的最主流產品。

QLC=Quad-Level Cell,即4bit/cell(每個Cell單元儲存4個資料,有16個狀態,具體如上圖,有十六種不同電壓狀態)。相比於TLC來說,成本比更低,容量更大,而可靠、穩定性及壽命則更差些(之前幾年預計的理論可讀寫100-150次),不過目前東芝宣稱,他們的QLC NAND擁有多達1000次左右的P/E程式設計擦寫迴圈,幾乎已經和TLC快閃記憶體旗鼓相當。

注:每Cell單元儲存資料越多,單位面積容量就越高,但同時導致不同電壓狀態越多,越難控制,導致顆粒穩定性越差,壽命低,有利有弊。

不得不承認,TLC快閃記憶體的出現大大提升了SSD的容量,並在一定程度上降低了SSD的價格。不過,依舊沒解決SSD價格的難題,大容量SSD仍舊貴。小容量SSD+大容量HDD的存儲方案,終究沒有單純大容量SSD來得好。

QLC 快閃記憶體誕生,也許既廉價又擁有超大容量的SSD將從理想變為現實。

QLCTLC之間的區別:

1、壽命

前段時間,東芝稱其QLC NAND擁有多達1000次左右的P/E程式設計擦寫迴圈,打破100-150次魔咒,可以與TLC快閃記憶體顆粒壽命想媲美。如果真的達到這個標準,那麼QLC SSD就能夠“理直氣壯”進入市場了。

1000次壽命,對於普通人來說,也沒有那麼可怕。一般人平均每天的寫入量很少能超過10GB,那麼我們就假設是10GB,120GB QLC SSD,寫入壽命達到120 TB。假設寫入放大係數則假定為3,甚至5,那麼三年之內很難寫壞它。且QLC快閃記憶體擁有高容量,也意味著其在QLC驅動器中可通過超額配置以延長產品本身的有效壽命。

目前TLC SSD在質量保證期間普遍達到3年,有的質量保證期間甚至達到5年。那麼QLC 壽命問題又有什麼好擔心?

2、穩定性

QLC快閃記憶體是儲存4位元電荷,有16種狀態,而TLC儲存3位元電荷,有8種狀態 。這意味著QLC快閃記憶體單位存儲密度更大,是TLC的2倍,單顆晶片可達到256GB甚至512GB。但是,也因如此,QLC快閃記憶體的電壓更難控制,干擾更複雜,而這些問題都會影響QLC快閃記憶體的性能、可靠性及穩定性。不過有TLC這個活生生的案例在前面,解決起來會更容易一些。

3、成本

雖然QLC只是在TLC的電子單元內增加了一個比特位,但其所要求的技術含量卻非常高。因為不僅要在原有的基礎上增加一個比特單位,還需要雙倍的精準度才能保有足夠高的穩定性以及性能。不過,一旦解決了所有技術上的難題,隨著SSD容量的大幅增加,其所需要的單位成本也會相應降低。

4、容量

東芝的QLC的技術已經可以實現每快閃記憶體顆粒768Gb(96GB)的容量,相比之TLC顆粒的 512Gb有了更大提升。如果採用16顆粒封裝,那麼可以實現單顆晶片封裝達到1.5TB的容量,容量達到目前單顆最大。如果一塊SSD採用八顆這樣的新品,總容量可以達到驚人的12TB。

寫在最後:

雖說目前QLC 快閃記憶體不過剛正式出現在人們的視線中,其在速度、壽命、穩定性等方面可能會比TLC差,但是更便宜的成本、更大容量的優勢是無法忽視的。隨著技術的不斷發展和成熟,QLC像當年TLC一樣從不被接納到廣泛認可也是早晚的事情.

其實不管是TLC還是QLC,只要價格夠便宜、容量夠大、速度夠快、壽命有保障,總會獲得消費者的喜歡,贏得屬於自己的市場。

而對於HDD來說,QLC的出現將帶來更大的威脅。或許真正QLC SSD普及之時,才是HDD 跟我們說再見的時候。

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