QLC:“浪潮”或是“海啸”？英特尔670p固态硬盘

伴随着“硬盘技术的进步”，QLC颗粒也越来越成为入门市场中的主流。如今的中低端市场上，QLC产品的数量前所未有。

所谓“QLC”，指的是一个存储单元中的信息数量。对比此前的“TLC”乃至“MLC”颗粒，QLC的每个单元存储有更多信息，对应的电压状态也更复杂。

得益于密度的增加，QLC技术至高可带来33%的容量提升，并能进一步降低生产成本。然而，作为爱好者们最关心的话题，这些产品的性能表现 又会付出怎样的代价？

在本系列文章里，我就将聚焦于市面上采用QLC颗粒的固态硬盘。本期文章的主角，正是来自英特尔的最后一代产品——670p SSD。

Intel（英特尔）

670p SSD

接口速率：PCIE3.0 X4

质保寿命：340TBW（1TB款式）

硬盘参数

与大多数用户的刻板印象不同，英特尔670p可不是真正意义上的“入门级低端产品”。虽然使用了理应成本低廉的QLC颗粒，但在除此以外的其它地方，它都达到了远超同类产品的水准。

很少有厂商会为QLC硬盘配备DRAM缓存，但英特尔却这么做了：所有容量的670p SSD，都标配有256MB DDR3L内存。尽管并非与闪存容量一一对应，但也将大大改善硬盘的综合效能，使其在QLC的同类中脱颖而出。

670p的主控与缓存特写

除此以外，它所搭载的慧荣SM2265G主控 也绝非等闲之辈。从那层闪闪发亮的铁壳之上，就能略窥一二。

SM2265G是一个特殊的型号，系慧荣为INTEL所特别定制的版本。它基于慧荣的第一代PCI-E4.0主控 SM2267打造，但针对PHY（物理层）做了修改。去除了当时尚不成熟、热量很大的PCI-E4.0协议，降速至PCI-E3.0 X4的水准，设法在“功耗”与“性能”间取得平衡。

SM2267G芯片，670p的主控基于它定制而来

大费周章地定制主控、为节约成本的QLC颗粒配上DRAM缓存。这些做法看似与QLC的“低端”定位背道而驰，但在英特尔眼中有其合理性。根源便在于，英特尔并未将QLC产品线 视作“低端”来打造。

作为行业内的技术先驱，英特尔是世界首个量产QLC硬盘的厂商，但是，它也为此付出了相应的代价。受限于良品率等重重因素，英特尔第一代QLC颗粒的成本 甚至比同代的TLC产品还要高！

箭在弦上 不得不发，作为第一家“吃螃蟹的厂商”，英特尔执着地将QLC产品线坚持了下来。待到670p上市时，技术已迭代至第四代、144层的水准。写入寿命、性能表现已有了翻天覆地的变化。

既然如此，这款产品的性能表现如何？

性能测试

CrystrialDiskMark读写测试 相信已是老生常谈了。在测试中，670p达到了3000MB/s的顺序读写速率，对于一款PCI-E3.0 X4的QLC产品来说，这样的表现并不算差。

而在SLC缓存策略方面，670p也值得一提。它并没有选择常见的“全盘模拟”策略，而是采用了固定缓存+动态分配的方法。

670p 512GB、1TB、2TB三款型号的固定缓存 分别是6/12/24GB，动态缓存则至高可达64/128/256GB。它们共同保证了硬盘的缓存区内表现。

80%占用率下,670p 512G的全盘读写表现。可见SLC缓存约为18G

然而，随着SLC Cache的耗尽，QLC颗粒的短板还是一览无遗——动辄低于100MB/S的缓外写入速度，与机械硬盘的对比将是常态。纵使用上再多的技术手段，也难以挽回先天性的原理不足。

除了“缓外写入速度”外，同样值得一提的还有“缓外随机读取性能”。SLC Cache生效的前提，是缓存区内已写入对应数据。但在日常使用中，并不是所有应用都会遵循“先写入，再读取”的理想策略。

尽管硬盘自身的SLC缓存尚有余量，许多软件也仍会从缓存区外 读取碎片化的数据。此时，硬盘的“缓外随机性能”正与日常使用体验息息相关。

作为一块QLC硬盘，这是670p最为突出的地方。

670p 512G的缓外4K读取成绩

它取得了32MB/s的缓外4K读取成绩。这一数据远远超越了所有DRAM-less结构的QLC同僚，甚至将TLC颗粒的西数SN770、SN730（SN750）斩于马下！

多款TLC硬盘的缓外4K表现。图自：然天一百盘天梯

得益于DRAM缓存与SLC Cache策略的加持，670p的部分数据确实比其它QLC产品更加突出。其中一些关键性能，甚至能令不少TLC产品汗颜。

670p的性能宛如一次“海底地震”，刷新了世人对QLC的认知，也掀起了延续至今的QLC浪潮。但是，除了性能表现以外，“数据可靠性”同样是用户们所关心的话题。在这一方面，英特尔的表现如何呢？

数据可靠性测试

英特尔曾不止一次地强调，其QLC颗粒“有着与TLC一样的品质与可靠性”。仿佛为了证明这一点，英特尔甚至将QLC技术用在了极为重视耐久的企业级市场。

使用QLC颗粒的企业级硬盘。容量高达30.72TB

英特尔解释称，自己的QLC颗粒使用浮动栅极结构，拥有更好的电子保持能力。而如今量产的其它TLC颗粒，是工艺更为简便的“电荷俘获”结构。

因此，针对大家所担心的“数据保持能力”，我也对其进行了测试。一块经过重度擦写的QS“质量验证”670p样品，工作在PCIE 3.0X2通道下。在测试开始时，它的健康度已下降至60% 。

然而，经过全盘写入与8个月的静置后，这块硬盘的数据效验仍然能够通过。全盘读取的速度也没有丝毫波动，保持在1GB/s的最大限制下。

作为对比，一块放在硬盘盒上使用、主要存储较大文件的TLC硬盘 反而出现了严重的“冷数据”情况。它的速率波动极大，并多次下降至300MB/s以下。

可以认为，在英特尔的144层QLC颗粒上，确实无需过多担心“冷数据”问题。既然如此，它的能耗表现如何呢？

能耗测试

让我们看看硬盘贴纸上的功耗——只有3.3V 0.9A，约合2.97W？！

是的，你没有看错，英特尔670p的标称电流非常低。在英特尔的宣传资料中，更是出现了“活跃功耗仅80mW”这般惊人的能耗数字。

它的实际功耗，是否也与宣传物料一样震撼呢？看看它在40Gbps硬盘盒上的表现吧。

值得注意的是，数据中涵盖了硬盘与桥接芯片的功耗。但是基于硬盘间的横向对比，我们仍能得知其能耗水准。

670p 512G的高队列读取功耗

什么情况？INTEL 670p的能耗读数令我大跌眼镜——它的高队列读取功耗达到了7W，比英特尔官方的标称电流还要高得多！

作为对比，我找来了一块海力士BC711硬盘，它的标称电流为3.3V 2.5A（8.25W），但高队列读取功耗仅在5.4W上下——不仅如此，它还是一款集成了DRAM缓存的TLC产品！

BC711 512G的高队列读取功耗

“数据可靠性”的背后，是更复杂的纠错算法。虽然保证了QLC的性能与耐久表现，恐怕也为主控带来了更大的压力。居高不下的能耗读数，将传言中的“高能耗比”击得粉碎。670p的测试成绩，与英特尔的标称相差甚远。

后记

英特尔那执着的产品策略，确实成就了670p的性能高光。然而，它的降级主控显然难逃“能耗比魔咒”，670p的功耗表现差得惊人。动辄7W的读取功耗 不仅与官方标称数据相差甚远，更是将TLC产品甩在身后。

昔日的“NAND领导者”，如今的败军之将

作为INTEL的最后一代硬盘产品，670p并没能如品牌所期望地那样，成为一个“崭新时代”的开端。恰恰相反，670p最终一败涂地、黯然退场，为英特尔的时代画上了句号。

一纸收购公告，宣告了一个时代的终结

昔日的巨人就此终结，但仍无法阻止厂商们前赴后继地探索。QLC的“潘多拉魔盒”已被开启，汹涌而至的它，总有一天会席卷市场。

对消费者们来说，除了价格略低以外，QLC硬盘几乎没有优势。但对厂商们而言，“价格”就是最大的优势。

QLC是降低生产成本的希望：更低的缓外速度、更少的写入寿命，都是“可以接受”的小问题罢了。随着“技术的发展”，这些问题终将“得到解决”。

与其说是“时代的浪潮”，倒不如形容为打着变革旗号的海啸。总有那么一瞬间会令你疑惑：行业是否在“倒退式发展”？然而作为当代PC中那块最长的木板，不少用户对硬盘性能的感知确实不强。

比起那追求极致带来的高昂成本，更大的容量与更低的价格 或许才是消费市场所追求的。不愿接受这一切的我们，又是否做好了直面那名为“QLC”的技术海啸的准备？

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