固态硬盘颗粒:SLC/MLC/TLC对比

2022-01-09 23:35 来源:未知 作者:mas 责编:mas

1、生产成本上

slc>mlc>tlc>qlc

2、读写速度上

slc>mlc>tlc>qlc

3、在使用寿命上

slc>mlc>tlc>qlc

量化一下就是:

slc(单层存储单元)理论擦写次数10万次,mlc(双层存储单元)3000-10000次;tlc(三层存储单元)500-1000次;qlc(四层存储单元)仅仅150次,这样一个硬盘的寿命就很直观了。

虽然超过理论擦写次数后有的硬盘仍可以使用,但是已经不稳定了,建议不要存储重要数据,说不定什么时候就挂了。就像食品的保质期一样,确切说应该是生产厂家保证的安全食用期限,虽然超过保质期时间不长的食品也能吃,但存在吃坏肚子的概率,且商家不赔。

4个产品的主要区别

4、为什么slc成本高、qlc成本低呢?

因为一个同样的晶圆上,假如qlc颗粒能做到1T容量,tlc只能做512G,mlc只能做256G,到了slc上只能做128G了。

简单来说就是,QLC的容积大,同样大的晶圆能装下更多数据,这就降低了成本。

5、虽然qlc、tlc容量大,但是使用寿命偏低

原因在于随着密度增大的同时会导致不同电压状态变多且越难控制,写入所用的时间变长,这就造成了稳定性降低,理论擦写次数减少,与此相对应的,读写速度减小。

6、既然qlc和tlc这么不稳定,这类产品能买吗?

qlc的最大优势在于,同样的成本可以造出更大内存的硬盘/U盘,1T、2T不是事,几十T都有可能,很可能未来会进入硬盘的大容量时代。

我们计算一下使用寿命,以120G硬盘为例,假如每天写入10G数据,各个颗粒按照最低擦写次数计算,

slc理论寿命=120*100000/10=1200000天=3287.67年;

mlc理论寿命=120*3000/10=36000天=98.6年;

tlc理论寿命=120*500/10=6000天=16.44年;

qlc理论寿命=120*150/10=1800天=4.93年。

qlc看起来很垃圾,但是不能这样算,因为qlc的优势是单位存储密度大,qlc硬盘至少得500G起步,市场普及后应该1T起步,按照500G计算理论寿命为20.55年,1T计算则为41年以上,估计电脑退休了,硬盘都坏不了。

正常情况下,唯一能让你换硬盘的理由是——容量不够了或者速度不够了,买硬盘之前先想好自己的用途,一般办公tlc绝对够用。

7、因此,我的建议是与其花高价钱买slc不如买mlc,容量更大,速度够用,免得5年后再换硬盘:

预算低、对速度不敏感的,买tlc就够了:

只用来MS office、看视频的,qlc绝对够用,因为机械硬盘就能满足了根本用不到上固态。

8、二手硬盘

同样是6的原因,咸鱼上很多退下来的二手企业级硬盘说不定比你新买的tlc硬盘使用寿命都长,速度还快,只要使用时间不长、使用强度不高,入手不会亏的。

9、掉速问题

很多固态硬盘用的时间长了后会掉速,速度变慢了,而且掉速掉的很多,原因在于使用了tlc颗粒的同时,加入了缓存,这个缓存也是有寿命的。

比如三星970 Evo,250GB版标称写入1500MB/s,实际性能约是300MB/s,中间差了四倍,原因在于使用了SLC级别的缓存,一旦写入数据超过了缓存容量,写入速度就原形毕露了。

再比如intel的qlc硬盘(660P),缓存用完后的实际速度也就100MB/s多多一点,比机械硬盘快不了多少。

缓存是个双刃剑,虽然可以增加速度,代价是容量的减少和缓存用完后的掉速,但是,使用tlc、qlc颗粒的硬盘还必须得用,因为速度差太多了,而mlc的硬盘用的紧迫性就没那么大,纯slc硬盘不是一般人能买得起的。

 

三者的区别在于电压位不同,物理结构是相同的。相同成本下电压位越多单位存储密度越大,读写寿命越低。

但现在即使企业级产品(例如Intel P3700/3608/3500) 也很少使用SLC,而以MLC和e-MLC为主。

SSD的耐用性和可靠性是以闪存颗粒和主控芯片构成的综合体,通过完善的设计提高性能和寿命的同时大幅降低成本。在实际使用中,主控芯片故障的概率大于闪存颗粒。

可以留意一下各类企业级产品的详细数据和专业评测几乎不提到当初讨论的很热火的P/E循环,因为单以闪存颗粒本身的寿命来预测SSD整体寿命并不合理。SSD耐用性和可靠性的指标主要有四类:总写入量(TBW/PBW)、每日写入量(DPDW)、不可修复的错误比特率(Uber)、平均无故障时间(MTBF)或年度失效率(AFR)。

另外MTBF只是参考,并不准确。电子设备实际使用中故障率是理论数据的数倍以上。一块硬盘能无故障连续跑几十上百年怎么可能。

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