大容量存储时代QLC未来可期 替代HDD硬盘

2018年，三星发布了首款搭载QLC颗粒的固态硬盘860QVO，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860QVO的升级版本——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。

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。

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860QVO就已经实现单颗粒1TB容量，如今发售新一代870QVO甚至达到了最高8TB的存储容量。

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870QVO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。

因此顶配的8TB版本的寿命高达2880TBW，这意味着即便一天读写1TB的数据，也可以用上接近8年。

即便主流消费者选择的870QVO1TB版本，写入寿命为360TBW，一般每天日常读写40G左右，同样也能用上十几二十年，所以关于寿命的问题。

目前主流的QLC固态寿命，已经可以满足大部分用户的需求。

新一代QVO的性能到底如何?

在新一代870QVO上市的时候，PConline也对其进行了评测，新一代QVO系列的颗粒和主控都有进行升级，并且增加了8TB的超大容量选择。

读写性能方面，虽然QLC闪存的连续读写性能比HDD硬盘没强上多少，但是可以通过智能TurboWrite技术，硬盘在数据传输过程中会创建一个固定空间的高性能SLC写缓冲区，大幅提高写入速度。

像三星870QVO4TB版本就拥有78G的动态SLC缓存空间，基本可以满足日常的使用需求，可能有些小伙伴会担心写入放大的情况，实际上动态SLC缓存并不会对同一区块进行反复擦写，而是会智能选取，所以这是一项性能与寿命兼顾的技术。

总结：QLC固态的诞生，顺应了时代潮流

随着时代发展和5G网络的普及，未来我们对于大容量存储的需求势必进一步加大，而QLC固态硬盘的诞生正是顺应了这股时代潮流，大容量、高随机读写的特点无论在消费级还是企业级领域必然会有更广阔的发挥空间。

反之，现在HDD硬盘为了实现大容量，开始采用SMR(叠瓦式磁记录)技术，在擦写可靠性方面的优势已经不再，未来HDD硬盘被QLC硬盘所取代，可能只是时间问题了。