该远离的不是QLC,而是不靠谱的固态硬盘

2020-10-07 15:47:38 384点赞 1552收藏 568评论

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不久前写了一篇固态硬盘购买指南,文中说到“在缓存、主控优化和制造工艺等技术进步加成下,TLC或者QLC的固态硬盘也没传言说的那么不堪”,随即就看到了对于QLC的批评文章。

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有时候历史就是这么一个轮回,每次固态硬盘技术改进的时候,都会出现相似的论调。例如这段2010年评价MLC的文章,把这段文字的MLC替换成TLC、SLC替换成MLC,或者把MLC替换成QLC、SLC替换成TLC,会发现也能讲的通。

该远离的不是QLC,而是不靠谱的固态硬盘


科普

SSD结构

SSD全称是Solid State Disk,中文固态硬盘。与传统机械硬盘(HHD)不一样,固态硬盘是由NAND闪存颗粒储存数据的,由一个NAND闪存控制器进行控制。优点是比机械硬盘更轻更薄,更安静。而且功耗低更节能,不怕震动更安全,没有金属结构磨损寿命更长。

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NAND

NAND闪存颗粒由东芝的舛冈富士雄博士在1980发明,原理是将数据存储在由浮栅金属氧化物半导体场效应晶体管组成的记忆单元数组内。这种半导体场效应晶体管,一般称为cell。可惜没引起东芝重视,1984年博士去旧金山参加IEEE,受到了Intel的重视并于1988年推出第一款产品。

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通过对闪存颗粒Cell的电位划分成不同阶数,就有了大家常说的SLC、MLC等。

SLC全称Single Level Cell,直译单阶储存,每个cell只可以存储1个以上的信息比特。

MLC全称Multi-Level Cell,直译多阶储存,每个cell可以存储2个以上的信息比特。

TLC全称Triple-Level Cell,直译三阶储存,每个cell可以存储3个以上的信息比特。由于也是多阶储存,所以三星称为3bit Multi-Level Cell,简称3bit MLC。

QLC全称Quad-Level Cell,直译四阶储存,每个cell可以存储4个以上的信息比特。

理论上每个cell储存的信息越多,其读取就会越耗时,错误率也会越高,寿命也会越短。厂商为此不断改进主控算法,来避免这些问题。

白片黑片

制造工艺原因,闪存颗粒是有一定的不良品。晶圆上检验合格的称为原片,也叫正片。原厂封装后颗粒能用但是没有达到检测标准的,叫白片。被下游厂商收走晶圆废料后,经过降级等手段自己封装的,叫黑片。

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普通人根本没有方法检测出是啥颗粒,因为有些厂商会在主控里屏蔽掉检测。看到闪存颗粒是厂家logo的也不一定是黑片,有可能是厂家想掩盖颗粒信息做的处理。即使看到原厂颗粒也不能放心,因为有拆机片,利用拆解旧ssd的闪存颗粒,安装成新产品。还有更直接的方法,磨去旧信息后重新打标伪装成原片。

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有人建议只买Intel、美光、三星、海力士、东芝、闪迪等能够自己生产nand的品牌,保证颗粒安全。很可惜是闪存颗粒厂商为了利益最大化,产品会分等级,最低一级和白片差距很小。

擦写次数

NAND闪存颗粒的读写寿命,一般是以按照全盘擦写次数来进行计算。全盘擦写会受到制造工艺影响的,不同制程下全盘擦写次数会不一样。(这些都是理论数据,实际产品中厂家都会标注写入量TBW,Terabyte write)

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同样是MLC颗粒,30mm的颗粒寿命就比20mm的长。不同制程下,50mm的TLC比10mm的MLC寿命长,50mm的QLC比20mm的TLC寿命长,分开看就很容易掉入一些厂商的宣传陷阱。

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另外还会受到3D NAND技术影响,全盘擦写次数会增多。如今市面上卖的一些tlc产品寿命比mlc还长就是这个原理,英特尔第二代QLC产品的寿命也比第一代QLC产品高。

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当年出现那么大面积的TLC负面评价,很大程度是因为某个挂着日货皮的弯厂炒作。论坛大佬背书宣传MLC比TLC优秀,TLC有多么的不堪用,让大家买他家的高溢价MLC产品。抱着这种自断后路的宣传手段,这家公司在TLC时代活得尴尬,销量惨淡。它家技术还是不错的,所以被东芝(铠侠)收购了。


解读

官方数据都摆在那,手动算一下固态硬盘的理论寿命会感觉很诡异的事。按照主流的容量,以及可能的写入状况进行推算的(仅推算连续写入的状况)。不考虑极限状况,512G的QLC每天写入32G也够使用6年以上。难道6年还不够一般人使用?6年后估计大容量PLC都来了,QLC颗粒还没用坏就被抛弃。

SLC理论寿命=64*10000/4=160000天=438.4年;

MLC理论寿命=128*3000/8=48000天=131.5年;

TLC理论寿命=256*500/16=8000天=21.9年;

QLC理论寿命=512*150/32=2400天=6.6年。

抛弃原因很大可能是接口更新,早期SLC颗粒的产品PATA换SATA接口的年代,许多没有坏的PATA小容量盘被淘汰拆了去做优盘。2012年的时候买的120G三星830,2017年就小黄鱼卖掉换成m.2接口的三星960evo,卖的时候830写入量才40多TB,还有很长的寿命。

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另外固态硬盘容量越大,寿命越长。QLC产品的容量都比较大,例如1TB的intel 665p为例,寿命是300TBW。300TB=307200GB,每天写入32G也能写9600天(26.3年)。这么长的时间,有什么好顾虑的呢。

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新技术受到质疑是经常遇到的事情,即使是SLC固态硬盘当年也有不少质疑寿命的人。从固态硬盘出现就一直遭受着质疑,毕竟HHD的市场利益牵涉太多。

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SLC固态硬盘还真写坏过,不是闪存颗粒寿命到了,而是因为主控出现问题。当年的SLC产品并不完美,很多问题。

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MLC也有坏的,还是英特尔,原因还是主控问题。

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主控问题会影响到闪存颗粒的寿命,即使是MLC也可能出现早衰的情况。例如intel 530固件问题导致写入放大,不少人的盘才三年就寿命为0写保护了。这个问题还不仅仅出现在民用消费级,在企业级产品中也出现了。

该远离的不是QLC,而是不靠谱的固态硬盘

优秀的主控会保护NAND,例如intel 520的主控有压缩技术,能减少NAND写入量。所以我之前文章才说在技术改进下,TLC或者QLC的固态硬盘没有传言说的那么不堪。现在能搜索到的intel 660p翻车的贴几乎没有,质量好像也是可以的。

该远离的不是QLC,而是不靠谱的固态硬盘

主控还会导致掉盘,就是使用中硬盘无故读取不到,要重新插拔。还有无故空盘,数据全不见了。掉盘和空盘还有可能是不及格的闪存颗粒问题。也就是是大家俗称的白片、黑片,这些对固态硬盘的寿命影响更为直接,当年的OCZ就是玩白片玩倒闭了。OCZ技术团队被东芝收购,目前东芝(铠侠)所使用的驱动软件,就是当年OCZ那一套换了皮。

该远离的不是QLC,而是不靠谱的固态硬盘

所以对于固态硬盘,关注MLC、TLC颗粒某程度上毫无意义,许多评测根本就没法模拟出产品的实际使用状况。当年追求MLC颗粒的基本是被厂商宣传带歪,忽略了颗粒等级、颗粒来源以及主控技术等问题。真要追求MLC颗粒,三星的MLC产品现在还在销售,技术还改进到3D V-NAND,寿命和速度都比早期MLC强。

能看到三星这种一线品牌的MLC产品超贵,自营的二线产品价格也不便宜。二线的创见出了名掉盘小王子的,威刚是自封片,颗粒来源不知道。这两款产品尽管是MLC颗粒,明显不是很稳。

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现在愿意为MLC买单的人太少了,很多厂商512-480g的TLC产品价格已经掉到300元左右,速度和寿命都够一般人使用。对于一般人而言,还是价格影响因素更大,MLC产品已经毫无吸引力。这过程不是劣币驱逐良币,当年SLC产品64G就要5000-7000元,如今的固态硬盘速度、容量和寿命都比当年的产品改进了不少,价格还便宜了。三星(SAMSUNG)1TBSSD固态硬盘SATA3.0接口870QVO(MZ-77Q1T0B)779元京东去购买

为保证寿命和利润,QLC产品都是1TB以上容量。每GB的价格下降了,总体价格却不便宜。在一线厂商内部产品线中QLC产品比TLC产品有价格优势的,但是二三线厂商没有跟进QLC产品,一线厂商QLC产品和二三线厂商的TLC产品价格优势不明显。人人都笑老王,其实大家都是老王,QLC产品只要1TB的价格掉到400元以下就是真香。

总结

对于闪存颗粒寿命,缓外速度之类的极限状况还是少关注些,多关注下产品实际使用的缓内速度、稳定性和保修。该远离的不是QLC,而是远离不靠谱的固态硬盘。


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