SSD故事会（30）：比QLC更不耐用的PLC颗粒深度解析

　　[PConline 杂谈]伴随着近一年来SSD价格大幅的下探，如今的SSD再次成为亲民的消费品。目前市面上主流的SSD主要是以TLC颗粒为主，QLC颗粒为辅的状态，两者在擦写寿命和稳定性上相比以前的SLC、MLC会差上不少，但价格却越来越亲民，容量也越来越大。

　　可由于先天体质的问题，目前大部分小伙伴还是十分抗拒QLC SSD的，觉得它并不可靠。但你知道吗？当我们还在抗拒QLC的时候，QLC的弟弟PLC却早已在NAND厂商的密谋之中了。就在最近，9月19日的深圳“中国闪存市场峰会”上就展示了5bits Cell的SSD颗粒，也就是我们所说的PLC颗粒。

　　理论上讲，PLC闪存相比QLC闪存的稳定性会更低，可靠性也更差。但其容量密度却会更大，价格也会更加的便宜。它又是否能成为压死机械硬盘的最后一根稻草呢？PLC颗粒又到底是何方神圣？下面，我们一一来解读。

先来具体了解一下PLC闪存

　　众所周知，自NAND Flash发展至今，闪存颗粒已经进行了四次革新。根据NAND闪存颗粒内部排列的电子单元密度的不同，闪存颗粒有了如今的SLC、MLC、TLC、QLC闪存之分。其闪存颗粒的存储密度得到了很大的提高，单位Bit的成本也得到极大降低。

　　可随着电子结构层数的增加，闪存写入时产生的电压变化也就逐级递增，其写入性能和可靠性也在下降。像QLC闪存每个cell单元可以存储4位电荷，总共就是有4x4=16组电压变化，控制起来复杂让写入速度变慢，可靠性也更差。而这次在闪存峰会上所展示的5bit/cell的PLC（Penta-level cell）闪存，其存储密度比QLC更高，这意味着其对主控、电路设计的要求也更高，PLC闪存需要主控准确控制32路电压，挑战可谓是相当大。

　　具体到指标上来讲就是P/E擦写次数会不断下降，像最初的SLC闪存的P/E寿命高达1万到10万次；而到了MLC闪存时代，其P/E寿命也还有5000~1万次的寿命；可到了TLC时代就剩下3000次左右；至于QLC时代就更差了，只有500~1000次。因此正常来讲的话，性能&可靠性对比是SLC>MLC>TLC>QLC>PLC。

　　目前PLC闪存并没有什么实际的规格参数与性能体现，不过从如今QLC的情况来看，PLC闪存的情况也不会好到哪里去。目前市场上销售的QLC SSD的产品性能指标看起来很不错，可一旦将外置缓存与SLC缓存写爆，QLC闪存的原始写入性能实际上连100MB/s都不到，这比HDD硬盘都不如，唯一的优点就是其随机读写性能依然秒杀HDD。

　　而PLC闪存呢，其先天体质就注定性能只会更加不堪，以后只能像QLC那样依靠各种缓存技术来提升一下性能。既然如此，如今的PLC闪存又有什么存在的意义呢？其开发出来最终又会适合应用在什么地方呢？

PLC闪存存在的意义

▼进一步取代HDD地位

　　要知道，从2018年开始QLC闪存就在厂商的推动下，快速进入了市场。但因为其可靠性和性能的问题，大家对QLC闪存的评价并不高，甚至可以说是一边倒。再加上其价格相比HDD并没有太大的优势，这使得QLC并没有像不少人一开始所期待的那样取代了HDD。

　　不过PLC闪存的到来将会为存储市场带来新的变化，与QLC闪存相比，PLC闪存可以帮助厂商降低25%左右的成本，这意味PLC SSD的价格将进一步向HDD价格靠拢。同时，PLC闪存可以让SSD的容量上限再次提高，像如今QLC SSD在消费级市场最大容量也就4TB而已，而PLC闪存的到来，将会推动SSD的容量迈向8TB、16TB的方向。这些因素都将有利于SSD进一步取代HDD。当然，前提是PLC闪存擦写次数不会少到使用两三年就寿终正寝。

▼服务器领域，高性能大容量

　　除了对消费级市场产生冲击以外，PLC闪存的到来对云服务器硬盘来说也有价值，其不仅能做到小体积超大容量，而且，随机速度也比HDD快，这样的特性十分适合服务器市场。像今年早些时候，Intel就发布了利用傲腾+QLC存储器混搭配的方案，这在云服务器上就有不错的运用效果。

　　最近谷歌、微软卖力宣传它们的云游戏平台，已经有成为未来游戏主舞台的趋势。但要承载海量的游戏库，需要大容量的存储介质，且数以千万计的用户同时在云端服务器游戏，对硬盘的随机读写速度也有非常高的要求。PLC颗粒虽然长时间的大文件读写会出现掉速现象，但只要是不太大的文件读写操作，都不会出现写爆缓存的情况。

▼低成本穿戴设备，为5G做准备

　　此外，除了服务器市场以外，穿戴设备设备领域也将有所影响。我们都知道未来5G将驱动万物互联成为现实，而穿戴设备必将迎来爆发式的增长，随之带来的就是大量的数据流。到时各种穿戴设备可能都得配备一些存储数据用的ROM，它速度可能不需要有多快，而且也不需要频繁擦写，可能一天也就几MB的数据擦写而已，而PLC闪存显然已经能满足这些需求。

▼对主控厂商技术要求更高，谁做得好谁更能抢市场

　　最后，PLC闪存的诞生，对主控性能的要求也更高了。闪存读写速度的降低，变相要求厂商要在固件优化上花更多的功夫，谁做得好，抢占市场时就更有优势。对群联、SMI之类的主控厂来说，这或许是进一步抢占更多市场的好机会。

总结：

　　对于普通消费者来说，其实不用太担心PLC SSD的到来，最先到来的PLC SSD新品最快在2020年末投产，并在2021年实现量产，要买到它还有一段时间。

　　PLC SSD的实际意义在于，它的“使命”更偏向于取代HDD，未来其他型号颗粒的SSD并不会断供，在意性能和寿命的消费者还可以继续选择TLC SSD与为数不多的MLC SSD。但如果你本来有计划多搞一个仓库盘的话，未来就是多了一个选择，可以考虑PLC SSD做仓库盘，单位容量价格很可能会比HDD便宜。

　　随着时间推进，HDD也会像磁带一样，不会消失，只会慢慢淡出人们的视线。