别急着吐槽最新的PLC寿命有多差，你都不知道MLC刚上市被骂的多惨

创作立场声明：Tony哥的PC日常

即便PLC仅仅是打算对HDD取而代之，那也要先尝一遍市场的口诛笔伐

TLC刚刚体会到普及率飙升带来的存在感，QLC就已经整装待发，准备冲击新一轮容量/价格比的极限了。然鹅，还没等键盘侠和IT传媒的大V们对QLC的寿命、性能进行热烈地吐槽，PLC又含苞待放，乘着5bit的小船将SSD的主流容量从1TB推向10TB了。

什么情况？10TB的固态硬盘？价格要起飞吗?

不至于，照东芝目前的布局规划，PLC从量产到面市还需要一段时间，外加和TLC、QLC的性能、寿命（PE数）差距，数码君预测10TB PLC-SSD的容量也就是￥2000~￥3000以内这样子，且最快面市普及也要等到2021.Q1左右了。先别着急吐槽寿命，毕竟这玩意儿是为了在民用存储上替代磁盘式机械硬盘存在的，HDD在4TB原地踏步三四年了，天知道这货到底还能存在多久。

早在2017年，固态硬盘吧的网友就已经在谈论PLC是否会到来

当然了，接受吐槽是必须的。除了SSD市场，计算机全身13个配件还真没有哪个领域是自上而下“倒退式”发展的。因此，造就了每一代新型NAND存储方案诞生之后，寿命普遍降低、速度普遍衰减、可靠性普遍放飞自我的喜剧效果。现在大家口中的香饽饽“MLC”，在当年替代SLC固态拿下主流市场份额时，也一样被喷得无地自容。

强如MLC一般的存在，当年也被世人吐槽到自闭

MLC当年的日子也不好过，只能在SLC的光环下猥琐做人

啥是SLC？为啥我玩数码三四年了，从没用过SLC的固态硬盘！？

SLC是SSD王朝中爸爸一般的存在，看看上图人家的颜值，你觉得你钱包同意吗？

嗯，别说你3~4年的数码史，数码君10年前（2009年）的第一块Intel X-25 G2 80GB固态硬盘，也只不过是34nm的MLC罢了，咱也没用过SLC那么高级的玩意儿啊！

为什么MLC这么美，大家当年还要黑他？

嗯~就是因为MLC上面还存在一个99.99%用户都没用过的SLC，它的擦写寿命是MLC的10~20倍，速度及可靠性更是胜出后者不少。当MLC用低于SLC三至五倍价格抢占低端市场时，业界对MLC的吐槽声完全不亚于当下对TLC、QLC的激烈程度。

SLC

SLC（英文全称：Single-Level Cell，即1bit Cell），利用正、负两种电荷，在每一个浮动栅存储1个bit的信息，传统工艺模式下约10万次擦写寿命。读写速度最佳，寿命最长，价格最贵（SLC同容量下价格约为MLC的3~5倍）；

SLC数据寄存模式示意图

MLC

MLC（英文全称：Multi-Level Cell，即2bit/cell），利用不同电位的电荷，在每一个浮动栅存储2个bit的信息，传统工艺模式下约5000-10000次擦写寿命；

MLC数据寄存模式示意图

eMLC

eMLC（英文全称：Enterprise Multi-Level Cell）即企业多级单元。它是MLC NAND闪存的一个（寿命）强化版本，它在通过主控策略及对应的固件、驱动程序等弥补了SLC和MLC之间的性能和耐久差距。eMLC固态硬盘肯定比MLC的更贵，但对比SLC固态依然保持2倍以上的价格差距。尽管每个单元仍然存储2个Bit，但eMLC驱动器的控制器管理数据放置、磨损均衡和一些其他存储操作延长了eMLC SSD的使用寿命。传统工艺模式下约10000~50000次擦写寿命；

eMLC本质上依然是MLC，只是武装到牙齿罢了

TLC

TLC（英文全称：Trinary-Level Cell）即3bit/cell，利用不同电位的电荷，在每一个浮动栅存储3个bit的信息，传统工艺模式下约500-1000次擦写寿命。速度较MLC更慢，寿命更短，价格更为便宜。

TLC数据寄存模式示意图

QLC、PLC、HLC... ...

QLC = Quad-Level Cell，即4bit/cell。利用不同电位的电荷，一个浮动栅存储4个bit的信息，传统工艺模式下约300-500次擦写寿命。速度更慢，寿命更短，价格更便宜。

PLC = Penta-Level cell，即5bit/cell。利用不同电位的电荷，一个浮动栅存储5个bit的信息... ...

好吧如果一直写的话，可以继续这么复制粘贴下去，唯一不变的就是，寄存位数越高，性能、寿命愈加降低。然而，上文谈及各种类SSD的擦写寿命时，总会代入一句话：“传统工艺模式下”，这又是什么意思呢？

固态硬盘的长寿革命：传统2D NAND工艺 Upto 最新3D NAND工艺

擦写寿命取决于多重因素，其中ECC校检位（纠错）问题是“传统工艺模式下”最难实现随SSD容量攀升而获得提升的技术指标之一。而单位面积的存储量则决定了产品能否在多用途、多领域、多行业的普及度如何。

传统NAND ECC纠错机制（图源Geekster）

Sandisk在2009年就曾试图使用当年43nm的制造工艺实现QLC高密度NAND颗粒的研发，最终因纠错率问题导致失败。单层NAND的2D（二维平面）技术如果想实现TB级的SSD存储量，恐怕要造出键盘或者鼠标垫那么大尺寸才行。而与之对应的ECC校检规模也将是灾难级的。

3D NAND技术极大地拓展了单位密度、ECC纠错机制、主控策略逻辑的提升与发展规模

就像40年前人口没那么多的时候，大家都住平房大杂院其乐融融，然而现在都不得不挤进高楼公寓里。三五亩地原来只够住三五户人，而如今从平房变成高楼大厦，三五十户人也住得下。

用专业严谨的方式来说就是，在一定的工艺阶段中，晶圆切割与蚀刻工艺是存在上限的，如43nm→20nm→15nm→12nm，而在固定的工艺阶段中，固态硬盘上NAND颗粒的装载容量以及颗粒内存储单元的容量也是有上限的，即单颗die可以容纳的寄存器栅位必将到达数量极限，如果要想在制造工艺到达一定时期内上限，而进一步扩大每die的寄存器栅位时，就必须考虑搭积木了。

飞升！？没那么二次元，平房变楼房而已~

3D NAND技术是在二维平面基础上，不仅在长x宽的布局内，而且在垂直方向也进行颗粒的排列，即将原本平面的堆叠方式，演变为多层立体堆叠方式。

当前主流的3D-NAND（3D-TLC、3D-QLC以及必然出现的3D-PLC）技术，可以使存储单元得以立体式堆栈，从而解决了传统晶圆迫近物理极限而无法继续扩大每die可用容量的限制，在不改变单位“占地面积”的前提下，向上层空间要“可用面积”，进而增加SSD用户的“套内使用面积”。

回到本段内容开始时提到的ECC校检位纠错机制。传统MLC获得高速相应性能的指标之一就是对校检模块数量的要求不那么多。因存储密度不同，在15nm制程下，如每单位MLC需要50组校检位，那么同样15nmTLC则需要多达75组以上的校检位。然而，当3D NAND技术引入之后，即便是4bit级别的3D-QLC NAND固态硬盘，在同样15nm制程下也仅需最多20组校检位即可！

Intel P4500企业级固态硬盘都用上3D-TLC了，且读写速度惊人

这也是为什么在当年2D NAND技术下，SLC、MLC、TLC产品间读写性能差异巨大的原因之一。而如今，只要在没有写满全盘的情况下，MLC、TLC甚至QLC的读写性能很难有较大差异，这其中，3D NAND功不可没，除此之外，主控技术（以及IC封装、总线规格）的提升也付出了非常大的贡献。

3D-TLC、3D-QLC、3D-PLC、3D-HLC... 的寿命不断延长，或将终生质保

至于寿命问题，“传统工艺模式下”TLC、QLC的擦写寿命极限也被不断刷新、改写。新的主控策略、DRAM缓冲技术以及3D堆栈工艺带来的高效ECC校检技术，都在慢慢改写着人们对NAND使用寿命的认知。

当下玩家最喜爱探讨的SSD的寿命话题，未来将会随着技术的攀升逐渐消散

至少，对一个每天刷网页看剧玩游戏，偶尔下载个电影的普通用户来说，想把一块1TB容量 3D-QLC固态硬盘写到坏，至少需要6~10年甚至更长的时间。哦对了，按照当前的NAND发展模式，固态硬盘行业已经无限接近于DRAM行业，固态硬盘的保修期限从以往的3年、5年，很有可能转变为10年甚至终身质保。

为啥？厂商都疯了吗？

真不是，面对几何指数级增加的SSD容量以及愈加“珍贵”的低bit NAND颗粒，等5~10年以后，厂商用相同（或更大容量）的全新PLC、HLC固态硬盘来置换你这块坏掉的TLC、QLC固态，我真说不好到底是谁赚了谁赔了( ╯□╰ )

犹如往日被喷的MLC，它的珍贵，时间比你我更懂得

至少，我手里的那块128GB老MLC固态硬盘现在卖二手价格也比全新的256GB TLC贵得多~这就是SSD行业催人泪下的“倒退发展史” 。