2018年，三星發(fā)布了首款搭載QLC顆粒的固態(tài)硬盤860QVO，定位入門級(jí)硬盤領(lǐng)域，發(fā)布之后消費(fèi)者對(duì)QLC固態(tài)硬盤的評(píng)價(jià)褒貶不一。經(jīng)過(guò)一年的沉淀，三星發(fā)布了860QVO的升級(jí)版本——870QVO，1TB起步的起步容量以及最高8TB的超大容量，新QVO系列可以說(shuō)得到了口碑和性價(jià)比的雙豐收。
不過(guò)對(duì)于一些用戶而言，他們認(rèn)為固態(tài)硬盤使用QLC顆粒就是一種“退步”。那么QVO系列的推出，究竟是固態(tài)硬盤發(fā)展史的進(jìn)步，還是開(kāi)了一次“倒車”呢?這里不著急先下結(jié)論，我們一步步來(lái)進(jìn)行分析。
說(shuō)在前面：QLC固態(tài)的使命，不是為了替代TLC
首先我們?cè)賮?lái)回顧一下NAND閃存存儲(chǔ)的基本原理：存儲(chǔ)單元通過(guò)施加不同變化的電壓實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)。
其實(shí)SLC/MLC/TLC/QLC顆粒的區(qū)別，就是按存儲(chǔ)單元可存放的數(shù)據(jù)量進(jìn)行區(qū)分，TLC顆粒的一個(gè)cell單元可以存儲(chǔ)3bit信息，容量相比MLC顆粒增加1/3，擦寫壽命也降至1000-3000次。
而QLC顆粒的一個(gè)cell單元可以存儲(chǔ)4bit信息，容量相比TLC顆粒再次增加1/3，但是寫入性能、擦寫壽命同樣會(huì)相應(yīng)減少。
目前，TLC顆粒占據(jù)著固態(tài)硬盤顆粒市場(chǎng)的大頭，縱觀固態(tài)硬盤從SLC顆粒到TLC顆粒的發(fā)展歷程，我們很容易就能得出“QLC固態(tài)硬盤即將替代TLC硬盤”的結(jié)論。實(shí)際上，QLC固態(tài)的使命，并不是為了替代TLC固態(tài)，而是為了替代HDD硬盤。
大容量存儲(chǔ)時(shí)代，QLC未來(lái)可期
在QLC固態(tài)剛推出的時(shí)候，許多存儲(chǔ)廠商都將首發(fā)目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)了企業(yè)級(jí)市場(chǎng)，而不是消費(fèi)級(jí)，原因在于，NAND廠商把QLC顆粒的硬盤定位于大容量數(shù)據(jù)盤，用于取代企業(yè)級(jí)HDD硬盤的地位。
一旦QLC閃存顆粒大規(guī)模量產(chǎn)，除了在連續(xù)讀取性能上雖然不會(huì)領(lǐng)先HDD太多外，可以達(dá)到10-100TB的大容量，在連續(xù)讀取性能上雖然不會(huì)領(lǐng)先HDD太多，但是隨機(jī)讀寫能力也可以遠(yuǎn)超機(jī)械硬盤，這是固態(tài)硬盤的運(yùn)行原理所決定的。
同時(shí)相比待機(jī)功耗，QLC硬盤更是低上不少，因此在企業(yè)級(jí)大規(guī)模數(shù)據(jù)陣列的應(yīng)用上，QLC固態(tài)硬盤可以說(shuō)完勝HDD硬盤。
那么QLC閃存是如何將容量大幅提升的呢?除了上面所提到的每個(gè)cell單元的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量上升之外，3D-NAND技術(shù)也是其中不可或缺的一環(huán)，它的原理是通過(guò)在同一個(gè)晶片上垂直堆疊多層存儲(chǔ)單元，通過(guò)堆棧更高的層數(shù)，實(shí)現(xiàn)更大的存儲(chǔ)密度。
三星在3D-NAND閃存技術(shù)方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模成熟量產(chǎn)，此前首發(fā)的860QVO就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)單顆粒1TB容量，如今發(fā)售新一代870QVO甚至達(dá)到了最高8TB的存儲(chǔ)容量。
隨著成本的降低，未來(lái)QLC固態(tài)硬盤將會(huì)進(jìn)入TB起步的大容量時(shí)代，是真正可能取代HDD硬盤的選擇，對(duì)于普通用戶，最理想的使用場(chǎng)景就是使用一塊TLC的NVMe硬盤作為系統(tǒng)盤，大容量的QLC固態(tài)硬盤作為從盤(數(shù)據(jù)盤)，這樣QLC閃存的優(yōu)勢(shì)就能夠最大化的發(fā)揮了。
3D-NAND：提升QLC可靠性的良方
部分用戶不看好QLC固態(tài)硬盤的普遍原因就在于QLC閃存的壽命。前面也提及到，由于先天技術(shù)原理的原因，QLC顆粒的性能和可靠性確實(shí)會(huì)有所降低。但是要知道，現(xiàn)在是屬于3D-NAND堆棧技術(shù)的時(shí)代。
以往2D-NAND閃存想要追求容量提升，就需要依靠制程工藝，提高晶體管密度，就像一個(gè)房間里，所有人都變小了，才能裝得下更多人，因此那段時(shí)間NAND閃存的制程工藝一路飆升，從50nm不斷升級(jí)最終發(fā)展到10nm工藝制程，不過(guò)人太多也會(huì)“喘不過(guò)氣”，隨著2D-NAND閃存工藝的提升，由于閃存的特性，其可靠性會(huì)隨之降低。
但是有了3D-NAND堆棧，情況就變得不一樣了，以三星870QVO為例子，其采用的都是堆棧90層以上V-NAND閃存顆粒，不僅容量變得更大，可靠性也隨著堆棧層數(shù)的上升而提高，因此頂配的8TB版本的壽命高達(dá)2880TBW，這意味著即便一天讀寫1TB的數(shù)據(jù)，也可以用上接近8年。
即便主流消費(fèi)者選擇的870QVO1TB版本，寫入壽命為360TBW，一般每天日常讀寫40G左右，同樣也能用上十幾二十年，所以關(guān)于壽命的問(wèn)題，目前主流的QLC固態(tài)壽命，已經(jīng)可以滿足大部分用戶的需求。
新一代QVO的性能到底如何?
在新一代870QVO上市的時(shí)候，PConline評(píng)測(cè)室也對(duì)其進(jìn)行了評(píng)測(cè)(三星870QVO4TB版評(píng)測(cè)：時(shí)隔一年，它還是那個(gè)QVO嗎?)，新一代QVO系列的顆粒和主控都有進(jìn)行升級(jí)，并且增加了8TB的超大容量選擇。
讀寫性能方面，雖然QLC閃存的連續(xù)讀寫性能比HDD硬盤沒(méi)強(qiáng)上多少，但是可以通過(guò)智能TurboWrite技術(shù)，硬盤在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中會(huì)創(chuàng)建一個(gè)固定空間的高性能SLC寫緩沖區(qū)，大幅提高寫入速度。
像三星870QVO4TB版本就擁有78G的動(dòng)態(tài)SLC緩存空間，基本可以滿足日常的使用需求，可能有些小伙伴會(huì)擔(dān)心寫入放大的情況，實(shí)際上動(dòng)態(tài)SLC緩存并不會(huì)對(duì)同一區(qū)塊進(jìn)行反復(fù)擦寫，而是會(huì)智能選取，所以這是一項(xiàng)性能與壽命兼顧的技術(shù)。
總結(jié)：QLC固態(tài)的誕生，順應(yīng)了時(shí)代潮流
隨著時(shí)代發(fā)展和5G網(wǎng)絡(luò)的普及，未來(lái)我們對(duì)于大容量存儲(chǔ)的需求勢(shì)必進(jìn)一步加大，而QLC固態(tài)硬盤的誕生正是順應(yīng)了這股時(shí)代潮流，大容量、高隨機(jī)讀寫的特點(diǎn)無(wú)論在消費(fèi)級(jí)還是企業(yè)級(jí)領(lǐng)域必然會(huì)有更廣闊的發(fā)揮空間。
反之，現(xiàn)在HDD硬盤為了實(shí)現(xiàn)大容量，開(kāi)始采用SMR(疊瓦式磁記錄)技術(shù)，在擦寫可靠性方面的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)不再，未來(lái)HDD硬盤被QLC硬盤所取代，可能只是時(shí)間問(wèn)題了。
