超能课堂(152):QLC闪存靠谱吗?它可否堪用?

2018-9-6 12:03  |  作者:Strike   |  关键字:QLC,闪存,SSD,超能课堂

我记得在2012年三星推出840的时候一大堆人在嫌弃它用TLC闪存,然而现在6年后的今天你们都快要没得选了,因为用MLC闪存的SSD都快成稀有品了,而且下一个要被嫌弃的对象QLC闪存也快要来了。

本文约2160字,需4分钟阅读

我记得在2012年三星推出840的时候一大堆人在嫌弃它用TLC闪存,现在6年过去了,现在的3D TLC早已不是当年那个初出茅庐的TLC,性能和耐久度都有了质的提升,当然我知道还有不少人会嫌弃TLC SSD,然而你们都快要没得选了,因为用MLC闪存的SSD都快成稀有品了,而且下一个要被嫌弃的对象QLC闪存也快要来了。

QLC = Quad-Level Cell,即4 bit per cell,每单元可以存储4位数据,充电值多达16个,然而要在一定的电压下塞入0000到1111这么多种电位,控制的难度和精准度可想而知有多高,写入性能与耐久度的下是必然的,然而可以换回更高的存储密度,降低每GB存储空间的成本,这也是闪存厂商一直在追求的,QLC相比SLC来说每单元可以存多4倍的数据、是MLC的两倍、比TLC多50%,但性能与耐久度也和每代闪存升级时那样有所降低。

QLC的性能真的那么不堪吗?

至于性能上的损失嘛,美光给出过对比数据,左边的是用TLC闪存的美光5200 ECO 7680GB,右边则是用QLC闪存的美光5210 ION 7680GB,读取速度方面两者差不了多少,毕竟都到SATA口的极限了,写入速度TLC的盘有520MB/s,而QLC的盘只有360MB/s,写入IOPS下降了将近一半,平均无故障时间也从三百万小时下降到两百万小时,功耗则轻微上升。

然而这货是大容量的企业级SATA盘,闪存数量足够多可以保障写入速度够稳定,然而到了小容量的消费级产品上有怎么样呢?其实消费级的产品基本上都会使用SLC Cache功能保障SSD可提供一个较高的写入速度,然而当SLC Cache用光了又会怎样呢?这是PCWorld测试的Intel 660p 1TB:

Intel 660p的SLC Cache空间是动态的,会随着硬盘剩余空间的变小而变小,然而这盘本来就从512GB起跳所以SLC Cache空间还是挺多的,在有缓存的时候写入速度还是挺高的,当缓存用完之后QLC闪存的原始写入速度就会暴露出来,即使是1TB的盘写入速度也就100MB/s左右,堪比机械硬盘,这写入速度和TLC差得远了。

QLC的寿命很短吗?

耐久度方面是大家比较担心的,可能还有不少人以为QLC只有100多次P/E,实际上这已经是闪存工艺还是2D时代的观念了,以前提升闪存的存储密度是升级新工艺的提升晶体管密度的,然而这会导致阻挡电子的二氧化硅层越来越薄,导致可靠性变差,然而现在各家都换用3D工艺了,现在提升闪存容量不再靠制程提升晶体管密度,而是要提升堆叠层数,工艺相对来说不需要那么先进的,可以使用老的工艺生产3D NAND这样还可以提供比较好的可靠性,另外主控的纠错能力也是影响闪存的耐久度。

根据美光给出的数据,他们家的3D QLC闪存其实也可以达到1000 P/E,也不算太差已经有初期2D TLC闪存的耐久度了,作为对比3D TLC闪存是3000 P/E,而3D MLC闪存则是10000 P/E。

而东芝方面公布的QLC耐久度其实更好一点,在今年的闪存峰会上东芝提到他们的96层堆栈BiCS 4技术的QLC闪存在1500次P/E循环之后也没有看到明显的劣化迹象,这代表着QLC闪存的实际P/E寿命不止1500次,所以在寿命这个问题上,3D NAND时代的QLC闪存没什么好担心的,情况比TLC闪存刚问世时要好太多了。

而且各个厂商都把QLC的存储密度特别大,东芝用96层堆栈BiCS 4的QLC闪存已经做到1.33Tb核心容量了,而Intel/美光那边可做到1Tb级别的核心容量,这是什么概念呢?现在3D TLC的核心大小主流还是256Gb,部分是512Gb,美光/Intel可以做到768Gb,再加上多片封装技术,单颗闪存的容量可做到很大,东芝就把16颗1.33Tb的核心封到一颗闪存上,这样就能得到一颗2.66TB的闪存。

QLC会取代TLC吗?

QLC闪存的诞生有着厂商与市场对闪存降低成本的需求,然而对于普通消费者而言更害怕QLC闪存会像当时MLC取代SLC,TLC取代MLC那样,怕到时连TLC都没有得用了,真会变成这样吗?

其实现在各个厂商的宣传都是用QLC SSD去针对HDD去做的,至少他们现在还没有打算用QLC SSD来取代现在的TLC SSD,而是想彻底取代现在的HDD,也就是为什么现在的QLC SSD容量都做到那么大的原因。其实一个U.2的QLC SSD就能代替由多个15000转或10000转HDD组成的磁盘阵列,容量和连续读取速度两者可能差不多,然而SSD的随机性能肯定要比HDD强得多,一个SSD的功耗也必然会低于多个HDD组成的阵列,这些对企业来说是极为吸引的,所以这也是为什么各个厂家都优先把企业级QLC SSD弄出来的原因。

至于个人用户,QLC SSD的作用主要也是用来取代HDD做仓库盘来用的,做系统盘其实不算太适合,就拿Intel 660p来说吧,先不说它SLC Cache用光后HDD级的写入速度,其实它在复杂读取负载下速度也会大幅下降,特别是在数据特别分散的时候,Intel也说过它并不适合重载工作,以目前的QLC SSD的性能还是让它当从盘做数据仓库吧,它还是比较适合那些写入操作少,以读取为主的那种负载,系统盘还是那些高性能SSD会更加好,以现在QLC闪存的性能短时间来说还是很难把它做成高性能SSD的。

总结

现在Intel、美光都发布了自己的QLC SSD了,东芝、西数的QLC闪存也开始少量出货,三星、SK海力士的QLC闪存也快了,QLC闪存是一个不可阻挡的趋势,然而大家应该担心的不是它的寿命,而是性能,QLC SSD的起步容量都很大,而且3D QLC的耐久度至少有1000P/E,所以SSD生命周期内的总写入量不会很低,然而它的性能才是应该介意的地方,虽然说QLC SSD的性能肯定比HDD好很多,然而读写延时还是要比TLC SSD差很多的,做系统盘肯定没那么好。

然而要想SSD彻底取代HDD也只能靠QLC了,QLC SSD最大的诱惑还是它超大的容量和更低的价格,这就是更高的存储密度所带来的好处,而且与HDD比起来有更好的连续读写和随机性能,不怕震动也没有噪声,只要价格适合就是HDD的最佳取代品,未来的桌面电脑可能会完全没有HDD,由TB级别的QLC SSD完全取代它的位置,而系统则装在傲腾SSD里面,需要的话再加个512GB的MLC/TLC SSD来放游戏,这样就是一套相当理想的纯SSD系统。



  • 这些评论亮了
  • fl23fei博士 2018-09-06 16:24

    这些所谓的MCL/TLC/QLC是为了普及SSD以及取代HDD都是非常扯淡的理由,包含其他产品所谓的中国定制等等之类的概念~~~
    所谓普及产品,不是降规格或者降成本,从而让吃瓜群众买得起...
    真正的普及是提高吃瓜群众的收入,随便买几根SLC的固态就像去打瓶酱油一样轻松惬意~除此之外都是伪命题~

    已有2次举报

    支持(28)  |   反对(2)  |   举报  |   回复

    18#

  • 游客  2018-10-09 08:20

    游客:

    QLC闪存是一个不可住档的趋势,
    是 “阻擋”
    2018-09-06 13:24
  • 支持(2)  |   反对(0)  |   举报  |   回复
  • Strike 编辑 :

    错字以修正
    2018-09-06 14:36
  • 支持(0)  |   反对(1)  |   举报  |   回复
  • 东风夜放花千树 大学生 :

    不是以,是已
    2018-09-06 14:52
  • 支持(17)  |   反对(0)  |   举报  |   回复
  • 哎。。。

    支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    27#

  • 游客  2018-09-09 19:15

    会越来越快的,当初TLC刚出来时80M/s。。。2D的,虽然是SATA的,现在3D堆叠的比如970evo,1T持续写入能到1200M/s,不过不同品牌产品参差不齐,现在还有80M/s的还在卖。。。

    支持(1)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    26#

  • wayti1314等待验证会员 2018-09-07 17:20

    JaxonLau 教授 :

    当缓存用完之后QLC闪存的原始写入速度就会暴露出来,即使是1TB的盘写入速度也就100MB/s左右,堪比机械硬盘,这写入速度和TLC差得远了。
    那么现在的TLC缓存用完后速度是多少?
    2018-09-06 15:33
  • 支持(7)  |   反对(0)  |   举报  |   回复
  • 游客:

    至少150
    2018-09-06 16:42
  • 支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复
  • 三星970evo缓外500多m,是目前表现最好的,西数也强

    支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    25#

  • 游客  2018-09-07 00:47

    本评论因举报过多被折叠[点击展开]

    24#

  • 游客  2018-09-06 23:03

    JaxonLau 教授 :

    当缓存用完之后QLC闪存的原始写入速度就会暴露出来,即使是1TB的盘写入速度也就100MB/s左右,堪比机械硬盘,这写入速度和TLC差得远了。
    那么现在的TLC缓存用完后速度是多少?
    2018-09-06 15:33
  • 支持(7)  |   反对(0)  |   举报  |   回复
  • 游客:

    至少150
    2018-09-06 16:42
  • 支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复
  • wd nvme 3d黑盘,缓存外500m,实测460m

    支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    23#

  • 仙德法歌研究生 2018-09-06 21:57

    JaxonLau 教授 :

    当缓存用完之后QLC闪存的原始写入速度就会暴露出来,即使是1TB的盘写入速度也就100MB/s左右,堪比机械硬盘,这写入速度和TLC差得远了。
    那么现在的TLC缓存用完后速度是多少?
    2018-09-06 15:33
  • 支持(7)  |   反对(0)  |   举报  |   回复
  • 游客:

    至少150
    2018-09-06 16:42
  • 支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复
  • 至少TLC没这么坑……

    支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    22#

  • 游客  2018-09-06 16:42

    JaxonLau 教授 :

    当缓存用完之后QLC闪存的原始写入速度就会暴露出来,即使是1TB的盘写入速度也就100MB/s左右,堪比机械硬盘,这写入速度和TLC差得远了。
    那么现在的TLC缓存用完后速度是多少?
    2018-09-06 15:33
  • 支持(7)  |   反对(0)  |   举报  |   回复
  • 至少150

    支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    20#

  • Caroys博士 2018-09-06 16:42

    那么问题来了,机械盘和QLC,哪个更适合装系统?

    支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    19#

  • 游客  2018-09-06 16:12

    我还没有用过固态硬盘,又小又贵

    已有1次举报

    支持(1)  |   反对(4)  |   举报  |   回复

    17#

  • 游客  2018-09-06 15:34

    容量更大寿命更短质保更时间更短,买不买自己衡量

    已有1次举报

    支持(2)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    16#

  • JaxonLau教授 2018-09-06 15:33

    当缓存用完之后QLC闪存的原始写入速度就会暴露出来,即使是1TB的盘写入速度也就100MB/s左右,堪比机械硬盘,这写入速度和TLC差得远了。
    那么现在的TLC缓存用完后速度是多少?

    支持(7)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    15#

  • QQ23870862一代宗师 2018-09-06 15:12

    能不能用5年左右?

    已有9次举报

    支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    14#

  • 东风夜放花千树大学生 2018-09-06 14:52

    游客:

    QLC闪存是一个不可住档的趋势,
    是 “阻擋”
    2018-09-06 13:24
  • 支持(2)  |   反对(0)  |   举报  |   回复
  • Strike 编辑 :

    错字以修正
    2018-09-06 14:36
  • 支持(0)  |   反对(1)  |   举报  |   回复
  • 不是以,是已

    支持(17)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    13#

  • shathenine大学生 2018-09-06 14:41

    现在就想知道三星的SZ985到底是怎么一个情况

    支持(1)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    12#

  • 游客  2018-09-06 14:40

    ZLC了解一下

    支持(5)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    11#

  • Strike编辑 2018-09-06 14:36

    游客:

    QLC闪存是一个不可住档的趋势,
    是 “阻擋”
    2018-09-06 13:24
  • 支持(2)  |   反对(0)  |   举报  |   回复
  • 错字以修正

    支持(0)  |   反对(1)  |   举报  |   回复

    10#

  • 三井寿大学生 2018-09-06 14:32

    QLC还是需要市场的验证,价格决定能否取缔目前HDD的地位。

    支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    9#

  • lzf19750908博士 2018-09-06 14:19

    会不会三十年后,QLC又回到TLC,再回到MLC

    已有1次举报

    支持(0)  |   反对(0)  |   举报  |   回复

    8#

  • 游客  2018-09-06 13:53

    卖QLC我不管你,但前提是现把容量提上去,就拿对比TLC来说,起码容量5-10倍的提升,价格5-10倍降。看看同样512G,价格和TLC一样,傻子才买你QLC。。

    支持(12)  |   反对(1)  |   举报  |   回复

    7#

查看全部评论(26)

回复