固態(tài)硬盤 SLC、MLC、TLC、QLC是什么？買固態(tài)前需要先認識固態(tài)硬盤的這些參數(shù)
想要提升電腦速度，把 HDD（機械硬盤）換成 SSD（固態(tài)硬盤）應該是性價比比較高的選擇，我們的 CPU 每秒可以處理數(shù)十億個周期，但多數(shù)時候它都在等待磁盤將數(shù)據(jù)傳輸給它?，F(xiàn)在 SSD 的容量不斷上升，價格卻在降低，使得淘汰 HDD 的呼聲越來越大，但評價一塊硬盤的優(yōu)劣應該從多個維度考慮，如果只追求速度快，往往會落入隱形的陷阱。本文會為你詳細介紹選購 SSD 應該注意的方方面面，帶你認識固態(tài)硬盤，讓你買到適合自己的 SSD 硬盤。
01.什么是 SSD 及 SSD 如何工作
Ps：不看這段也無所謂
認識固態(tài)硬盤先從SSD的誕生和發(fā)展過程開始。早在 1950 年代就出現(xiàn)了類似 SSD 的技術，到 1970 –1980 年代，它已用于高端超算。但是，那時候還非常昂貴，售價 5 位數(shù)美元也只能買到 2–20 MB 左右的容量。后來 SSD 技術也被應用在軍事和航空航天領域，1990 年才逐漸出現(xiàn)在消費類設備中，但壽命「只有」10 年左右，直到 2015 年Windows 10 發(fā)售后才算正式開始普及。
之所以稱之為固態(tài)硬盤，是因為它內(nèi)部沒有傳統(tǒng)機械硬盤那樣的移動部件和旋轉(zhuǎn)的盤片，SSD 內(nèi)部的部件都是固定不動的。
固態(tài)硬盤中數(shù)據(jù)被存儲在名為「閃存」的存儲芯片中。
閃存有兩種類型：NOR 和 NAND。兩種閃存芯片都由很多的浮柵晶體管組成，晶體管是存儲數(shù)據(jù)的最小單元，就像機械硬盤中的磁性物質(zhì)代表 1 和 0。
晶體管構成網(wǎng)格，根據(jù)網(wǎng)格中晶體管的數(shù)量，單個網(wǎng)格的容量在 256kb-4MB 之間。
NOR 與 NAND 的區(qū)別是單元之間的接線方式不同。在 NOR 閃存中，網(wǎng)格單元并聯(lián)連接，在 NAND 中則是串聯(lián)連接。這意味著 NOR 閃存需要更多導線，因此他們的體積更大，結構更復雜。NAND 使用更少的導線使得它可以更高密度的封裝。
最終的結果就是 NAND 閃存成本更低，并且同體積下可以擁有更多存儲空間，這使得它普及度更高，面向個人消費者的產(chǎn)品都是 NAND。NOR 閃存則適合用在低密度，高速的只讀應用中。
SSD 之所有比 HDD 更快，是因為 SSD 的主控知道所有網(wǎng)格的確切位置，因此當系統(tǒng)的需要使用某個文件的時候，SSD 可以直接給它，響應時間以納秒。
02.SSD vs HDD
認識固態(tài)硬盤，難免需要和機械硬盤對比，簡單對比一下 SSD 與 HDD 各自的優(yōu)劣：
SSD 比 HDD 更快。這是固態(tài)硬盤的優(yōu)勢，比較顯而易見。
SSD 更不容易壞。因為 HDD 內(nèi)部是機械結構，裝機晃動都有可以損壞它，但SSD 更怕靜電和短路。
SSD 更安靜。同樣因為 HDD 的機械結構，導致它的聲音更大，發(fā)熱也更大。
HDD 更便宜。HDD 的價格每 GB 大約 1.4 – 2.1 毛。SSD每 GB 大約 7 毛。
SSD 更省電。如果用在筆記本上平均可以提升 45 分鐘續(xù)航。
HDD 更適合冷存儲存。SSD 長時間不通電存儲信息的最小單位「電子」會丟失，導致數(shù)據(jù)丟失，一般建議每年至少通一次電。HDD 可以不通電時間更長，但最終結果還是會丟失。
03.閃存顆粒
很多朋友選購 SSD 只看容量和速度，一不小心就踩到了「閃存顆粒」這個天坑。
閃存顆粒不斷升級迭代，按版本順序排列是：SLC、MLC、TLC、QLC，QLC 是新技術（但是使用起來效果差）。
晶體管是存儲數(shù)據(jù)的最小單元，可以把整個硬盤想象成監(jiān)獄，每個晶體管單元就是一間牢房，存儲數(shù)據(jù)的最小單位電子（bit）就是牢房中的囚犯。自然，監(jiān)獄里的囚犯越多硬盤容量就越大。
單級單元 SLC 時代，囚犯數(shù)量不多，每個囚犯可以住單間，也就是每個單元只放一個數(shù)據(jù)單位；
多層單元 MLC 時代，囚犯變多了（大家對硬盤的容量需求增加），但監(jiān)獄就那么大，怎么辦呢？只能把兩個囚犯關一間房，也就是每個單元房存放兩個數(shù)據(jù)單位；
三級單元 TLC 時代，發(fā)現(xiàn)還不夠，于是開始把三個囚犯關一間房。
而最新的技術 QLC 是四人間。
我們都明白一個道理，人越多越難管理，效率越低（讀寫慢），一個東西使用的人越多，耗損越快（壽命短）。
SLC 是一開始的技術，它密度低，所以容量都比較小，但速度快，并且使用壽命非常長，但是因為太貴了，現(xiàn)在基本只用在企業(yè)級存儲。價格動輒上千、上萬；
MLC 是折中選項，它雖然一些方面不如 SLC ，但綜合考慮價格、容量、壽命、速度后屬于適合個人消費者的產(chǎn)品，做系統(tǒng)盤或者大文件處理，比SLC 便宜3倍左右，小編比較建議用 MLC 做系統(tǒng)盤或存放重要數(shù)據(jù)（再不買就停產(chǎn)啦）；
TLC 密度更高，雖然使用了緩存技術，但速度依然不如前兩個，并且壽命比前兩者少了2-10倍。適合需求普通消費者，用來做系統(tǒng)盤、游戲盤、臨時盤（U盤、移動硬盤等）都沒問題。價格是 MLC 便宜一半左右，小編比較建議用 TLC 做系統(tǒng)盤、倉庫存放電影游戲等；
四級單元 QLC，顧名思義。雖然消費者對 QLC 哀怨連連，但擋不住廠商掙錢的步伐，QLC 的固態(tài)硬盤正在飛速普及中。選購 SSD 時小編絕不建議購買QLC。
SD 每一次「技術升級」都是一次權衡的結果，制造商在權衡成本與利潤，消費者在權衡容量與壽命，容量翻倍，但問題也呈指數(shù)級上升。
SLC 用兩種電壓變化來表示 0 或 1（1bit），MLC 用 4 種電壓變化來表示11、10、01、00（2bit），TLC 用八種電壓變化（3bit），QLC用 16 種（4bit）。閃存單元每次寫入和修改數(shù)據(jù)都在改變電子的電壓狀態(tài)，而每一次狀態(tài)改變都會導致隔離硅氧化物損耗，這是導致壽命縮短的主要原因。
LC 的平均可擦寫100000個周期。MLC 只有 35000-10000 個周期。TLC 大約是5000。而 QLC，廠商宣稱與 TLC 一致，你信嗎？
目前大多數(shù) NVMe 協(xié)議（后面講） SSD的正常讀寫速度是 1500 MB /s 左右。但正在普及的 QLC 只有 80-160 MB/s（持續(xù)寫入），比機械硬盤還慢。
TLC 的壽命應該在 5 年以上，但 QLC 只有 3-5 年，既然廠商一再聲明新技術各方面良好，那為什么還要一再縮短硬盤保修時間？
不同顆粒面向不同市場和人群其實沒有問題，但多數(shù)商家并不會寫明使用了那種顆粒，因為他們要把不同顆?；熘u，讓「殘缺」的新顆粒逐漸替代穩(wěn)定的舊顆粒，幾年前我們還又很多 MLC 硬盤可選，現(xiàn)在幾乎只有三星還在生產(chǎn) MLC 硬盤，利潤更高但速度和壽命更差的 TLC 已經(jīng)占據(jù)市場。
另外閃存曾經(jīng)以單層排列，但降低成本，現(xiàn)在制造商幾乎都將存儲單堆疊起來，稱為3D 閃存。只要知道現(xiàn)在市面上大多都是 3D 閃存，并不稀奇。不會被忽悠就夠了，沒有必要深入了解。
04.顆粒品質(zhì)
閃存顆粒有很高的技術門檻，其商業(yè)模式與內(nèi)存一樣，通常是多家廠商合作，分工一般是 Fab（生產(chǎn)）和 Design house（設計），最終主導權一定是在生產(chǎn)方手中（可參考華為與臺積電）。像閃迪、金士頓這樣的都屬于 Design house 和封裝銷售商，大佬還是為他們提供閃存顆粒的 Fab。
目前能夠批量提供固態(tài)顆粒的制造商有：
三星：存儲業(yè)的龍頭，全球市場份額高，三星工廠一起火，全球固態(tài)都漲價；
海力士：僅次于三星，擁有完備的生產(chǎn)能力；
西數(shù)：機械硬盤的龍頭，但經(jīng)過幾次收購后也有了自產(chǎn)閃存顆粒的能力；
東芝（閃迪）：東芝以前做內(nèi)存和固態(tài)，后來放棄了內(nèi)存業(yè)務，閃迪嚴格來說沒有自己的 Fab，但它持有東芝的股份，所以產(chǎn)品大多和東芝一樣，換了個殼。（閃迪已經(jīng)被西數(shù)收購，也可能用西數(shù)的顆粒，但和東芝更親密）；
鎂光：主要業(yè)務是內(nèi)存，2006年與英特爾合作生產(chǎn)固態(tài)顆粒，后來解散但兩家都掌握了固態(tài)顆粒研發(fā)和生產(chǎn)技術；
英特爾：與鎂光散伙后自己造固態(tài)，除了傳統(tǒng)的 3D 結構外，英特爾和鎂光還合作研發(fā)了一種新結構。
以上企業(yè)可以說掌握了全球固態(tài)的命脈，他們自己的產(chǎn)品都用自己的優(yōu)質(zhì)顆粒，品質(zhì)很好。但全球固態(tài)品牌還有那么多？他們的顆粒哪里來？
固態(tài)硬盤的顆粒生產(chǎn)就和 CPU 一樣，工藝精度高，隨機性大，并不是一鍋燉出來就大家都一樣。
顆粒生產(chǎn)出來后會經(jīng)過嚴格的測試，將結果分為原片（正片），白片和黑片。品質(zhì)最好的原片就貼上自己的牌投入市場，但白片和和黑片也不能浪費啊，少部分會用在自家低端產(chǎn)品上（西數(shù)綠盤），大部分會賣給下游沒有自產(chǎn)能力的廠商，讓他們貼自己的牌去賣。
大一點的下游廠商能夠拿到原片、白片，至于黑片嘛，數(shù)據(jù)無價，數(shù)據(jù)無價……
小編只建議大家購買原片廠的產(chǎn)品。
05.主控
主控相當于固態(tài)的 CPU，它管理控制存儲單位進行讀寫動作，合理分配任務到存儲單元上，同時它還是內(nèi)存與硬盤之間的中轉(zhuǎn)站。主控直接影響 SSD 試用體驗和壽命，某種程度上主控的重要性和技術含量比閃存更高。
因此并不是所有原片廠都自產(chǎn)主控，目前主要的主控制造商有：三星、東芝、美光、海力士、美光的英特爾他們閃存和主控都能自己造。
但是現(xiàn)在除了三星外更多的廠商選擇將主控交給專門的主控供應商，例如慧榮、群聯(lián)、云蓮、智微和瑞昱。
另外隨著國內(nèi)自主自研的戰(zhàn)略發(fā)展，也有不少國產(chǎn)主控廠商開始發(fā)聲，例如已經(jīng)上架京東的國產(chǎn)長存顆粒+聯(lián)蕓主控的光威弈Pro 固態(tài)硬盤。雖然比不上三星等一線大廠，但已經(jīng)超過很多二流換皮廠商，這是巨人崛起的第一步。感興趣的朋友可以支持一下。
我們只買固態(tài)沒必要深入研究主控，只要記住買大廠原片就好了，因為大廠不會在主控上虧待自己。
06.外形尺寸
我們繼續(xù)認識固態(tài)硬盤的外形尺寸，SSD 目前主要有三種外形尺寸，應該選擇哪種外形還需要看主板插槽是否支持。
2.5 英寸 SATA：這是最常見的類型，尺寸與筆記本的機械硬盤一樣（2.5英寸），所有主板都支持 SATA 接口，安裝無壓力。只是這個尺寸放在某些臺式機會可能會無法固定，不過這都不是問題。
M.2：這是近幾年的新秀，已經(jīng)成為超薄筆記本的標配，但臺式機上也同樣受歡迎，它的大小與內(nèi)存條相當，大多數(shù) M.2 硬盤的長寬是 80mm 和 22mm，但也有更小的，選購的時候要特別留意。
附加卡（AIC）：它和顯卡一樣使用 PCIex4或x16 接口，速度依然比 SATA快許多。但是如果你要用獨顯的話，可能就放不下附加卡硬盤，即便放下也會很緊湊，影響散熱。
需要注意的是現(xiàn)在NVMe 常常與 M.2一同出現(xiàn)，但他們并不是一個東西，M.2 只是 SSD 的外形，NVMe 則和 SATA 一樣是指接口形式。M.2 的固態(tài)也有 SATA 接口的。NVMe 與 SATA 相比速度更快，最新的 SATA III 最大吞吐量是 600MB/s，而 NVMe 可以高達 3500MB/s。
所以在購買 NVMe M.2 固態(tài)前要確保你的主板確實支持 NVMe 接口。
但是，NVMe 相較于 SATA 的提升只在順序讀取/寫入時才能真正體現(xiàn)，說人話就是「只有大文件讀寫才有效果」，因此對于游戲和日常工作而言，你可能感覺不到差異。不過對于視頻編輯渲染和照片處理，NVMe 優(yōu)勢明顯。
07.4K 對齊
現(xiàn)在系統(tǒng)會自動 4K 對齊，已經(jīng)不需要專門操作了。此段可跳過。古時候的硬盤一個扇區(qū)是 512 字節(jié)，后來磁盤容量提升，扇區(qū)大小升級成 4096字節(jié)，也就是 4KB。4K 對齊就是將分區(qū)的起始扇區(qū)對齊某個 4K 扇區(qū)的起始位置。因為固態(tài)硬盤閃存顆粒的特性，4K 對齊會大大提升它的讀寫速度，所以固態(tài)剛開始普及時需要4K 對齊，但現(xiàn)在已經(jīng)沒有必要，系統(tǒng)會自動 4K 對齊。
如果你不放心，可以用這個方法查看電腦是否 4K 對齊，以及手動 4K 對齊：Windows 4K 對齊的方法。
08.多大容量合適
容量不光影響壽命，還影響讀寫速度和壽命。
例如三星 PM961 在用料一樣情況下 128GB 版寫入速度只有 600MB/s，256GB 則有 1100MB/s，幾乎翻倍。
而主控會將存儲任務合理分配給閃存顆粒，確保每個單元的任務量都一樣，這樣就避免了只用某個單元而導致該單元過勞死，人多力量大，容量越大，平分的任務就越少，自然壽命就長。
128GB：盡量避免，這種容量的硬盤由于內(nèi)存模塊數(shù)量少往往性能最差。另外這個容量裝完系統(tǒng)后基本辦不了什么事，而升級到下一等級并不需要多少錢。
250GB：這個容量常常用在筆記本的基礎配置上，日常辦公基本夠用，經(jīng)濟緊張的話也可以搭配 HDD，不過小編更建議選擇 500GB 級別。
500GB：性價比最高，盡管 1TB 更吸引人，但 500 GB 在售價和容量上都恰到好處。存游戲和大文件都可以用 HDD，或者用完即刪。
>1TB：如果你是發(fā)燒友需要存儲大量文件或游戲，1TB 、2TB、4TB 都無所謂，上不封頂。?
09.2020 年值得推薦的產(chǎn)品
MLC 顆粒：
三星 970 EVO Pro （m.2接口）
三星 860 Pro （SATA接口）
TLC 顆粒：
三星970 EVO Plus
三星970 EVO
西數(shù)黑盤 SN750
鎧俠RD10/東芝RC500（只是馬甲不同）
浦科特M9Pe
浦科特M9 Plus
閃迪 至尊高速速系列
英特爾 760P
西數(shù)藍盤 SN550
東芝RC500
海康威視C2000pro
威剛XPG S11 Pro?
結論
相信讀完本文之后大家已經(jīng)認識固態(tài)硬盤的很多重要指標，固態(tài)硬盤只是指硬盤存在的一種物理形式，我們在電腦上用的固態(tài)硬盤原理和技術與今天手機的內(nèi)置存儲沒有區(qū)別，都是閃存+主控。
傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動器的時代還沒有結束。據(jù)統(tǒng)計目前全球仍有 85％ 的設備僅使用機械硬盤，剩下的還有大部分是 SSD 加 HDD 的混合搭配，僅使用 SSD 的設備只是少數(shù)。預計到 2021 年，SSD 的出貨量才有望超過 HDD。
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