超能课堂（152）：QLC闪存靠谱吗？它可否堪用？
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。