便宜有好貨 TLC閃存顆粒固態(tài)硬盤分析

最近市場上出現(xiàn)了非常便宜的SSD產(chǎn)品，比如三星840，256GB的容量，價格只有一千元不到。經(jīng)過仔細(xì)打聽，這款產(chǎn)品使用了TLC的顆粒。TLC顆粒也能做硬盤？它們不是一直有壽命問題么？大廠也有TLC，市場又有變化了？

存儲顆粒 一二三的差別

閃存是使用晶體管存放電信號的核心部件。影響SSD性能的除了控制芯片外，就數(shù)閃存顆粒最為重要了。常見閃存顆粒分為三種：SLC、MLC和TLC。

SLC（Single Layer Cell）和MLC（Multi Leveled Cell）是目前閃存顆粒中占主流地位的產(chǎn)品。SLC的一個存儲單元中只存儲一個數(shù)據(jù)位，速度快，并且由于每次讀寫只擊穿一次晶體管氧化層，因而壽命也比較長，普遍可達(dá)10萬次以上的安全讀寫壽命，當(dāng)然它的成本也最高，一般用于企業(yè)級產(chǎn)品上。

MLC的優(yōu)勢在于它每個數(shù)據(jù)位可以存儲兩個數(shù)據(jù)。比如SLC只能存儲1和0，MLC可以存儲00、01、11、10四個數(shù)據(jù)，因此MLC的存儲密度比SLC大了一倍。但是MLC相比SLC，存儲速度稍慢一些，壽命也下降到每個存儲顆粒只有1萬次的安全數(shù)據(jù)讀寫次數(shù)，存儲密度提高，價格也便宜很多了。

TLC（Triple-Level Cell）將每存儲單元的數(shù)據(jù)位進一步提升到3個，擁有三層存儲單元。在使用特殊技術(shù)建立了多個電壓位，可以一次存儲三個電壓狀態(tài)后，一個TLC單元可以存儲至少8個數(shù)據(jù)，比MLC翻了一番。TLC每次讀寫要穿透三次氧化層，因此TLC顆粒的壽命下降比較嚴(yán)重，只有1000次左右的安全擦寫壽命。

TLC其實也很美

由于TLC的壽命和速度問題，因此之前很少有廠商采用TLC的顆粒制造SSD產(chǎn)品，更多用于存儲卡和U盤產(chǎn)品。不過TLC雖然存在這樣那樣的缺點，但是如果有很好的主控單元和讀寫控制，再加上不錯的平衡壽命算法，TLC的產(chǎn)品壽命和穩(wěn)定性還是有保證的。此外，由于存儲密度非常大，因此也能制造出容量更大的固態(tài)硬盤產(chǎn)品。

目前，市場上已經(jīng)有三星、浦科特兩家廠商推出了采用TLC顆粒的產(chǎn)品，它們均采用的是SATA 3.0接口設(shè)計，但速度表現(xiàn)上的確會略遜于采用MLC顆粒的產(chǎn)品。不過價格上的確是平易近人，讓更多主流用戶易于接受。

而SSD的壽命除了和顆粒本身安全讀寫次數(shù)相關(guān)外，還和平衡壽命算法相關(guān)。平衡壽命算法是指在SSD的使用過程中，通過軟件的控制，讓SSD每一個閃存顆粒、每一個讀寫單元都盡量保持水平相當(dāng)?shù)淖x寫次數(shù)，這樣就能讓SSD的壽命得到最大限度的延長。在平常使用中，用戶大部分時間都是讀取數(shù)據(jù)，寫入數(shù)據(jù)的機會要少得多，因此在平衡壽命算法下，SSD的使用時間還是相當(dāng)可靠的，而這就要看固態(tài)硬盤固件的設(shè)計功力和主控芯片的水準(zhǔn)了。三星S4LN021X01-8030（三星840使用）和Marvell 88SS9189（浦科特M8S使用）均是目前比較值得信賴的主控芯片。

SSD本身的顆粒安全讀寫次數(shù)并非指顆粒只能讀寫這些次數(shù)，而是說超過預(yù)計的安全讀寫次數(shù)后，閃存顆粒出現(xiàn)風(fēng)險的問題會變得很大。即使某顆粒壽命將盡，SSD的控制芯片還可以關(guān)閉那些已經(jīng)明顯出現(xiàn)風(fēng)險的顆粒，繼續(xù)維持SSD的正常讀寫，因此也可以看到三星840的容量實際上是有所保留的，而東芝、三星等一線廠商采用最新制程的閃存顆粒，在品質(zhì)方面也是值得信賴的。

普及的必要選擇

目前TLC顆粒能夠同時解決價格和容量這兩個問題。雖然壽命問題一直很敏感，但隨著制程、固件、主控水平的提升，問題也有所緩解，廠商也敢于為TLC固態(tài)硬盤開出5年質(zhì)保。固態(tài)硬盤是目前消除存儲性能瓶頸最高效的途徑，而TLC顆粒的固態(tài)硬盤則是主流用戶的合理選擇。接受了TLC這種設(shè)定后，固態(tài)硬盤產(chǎn)業(yè)看上去又會變得美好一些。