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为什么固态硬盘要倒退式发展?是技术原因,还是其实另有目的?

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咖啡杯白 发表于 2021-1-6 14:36:21 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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Hello大家好,我是兼容机之家的小牛!
1956年,美国IBM公司发布了世界第一款电脑硬盘驱动器,名为IBM 350 RAMAC。
这款硬盘跟两个冰箱差不多大,看起来有点像大型空调机组,其重量超过一吨,容量却只有5MB。然而这区区的5MB硬盘,当时却轰动了整个科技界。




2019年,一款普通的M.2固态硬盘,长80毫米、宽22毫米、厚度是2.2mm,容量却轻松达到2TB。相当于400个IBM 350 RAMAC,大小却不及万一。
从机械硬盘到固态硬盘,是一次跨越式换代升级。但是为什么固态硬盘自身的迭代,却是一种倒退式的发展呢?


一款普通的机械硬盘,它由旋转的磁盘和一根每隔十几毫秒就写入一次数据的磁头组成。
平时我们电脑所发出的噪音,部分就是由硬盘的机械机构运动所产生的。而固态硬盘则不相同,它由主控、缓存以及几块闪存颗粒组成。
通过电信号传输,主控只需要不到0.1ms的时间就能读取闪存上存储的数据,所以一般固态硬盘要比机械硬盘读写速度快很多。


固态硬盘中最重要的部分就是负责存储数据的闪存,它决定了固态硬盘的基础性能。
闪存最初是从一块硅晶圆上切割而来,进行封装之后就得到了最初的闪存原片。
这么多年以来,各家厂商一共推出了四种闪存颗粒,从SLC到MLC再到TLC,最后再到QLC。
在最初的SLC颗粒中,闪存颗粒最小的存储单元只能存储1bit的数据,也就是一个0或者一个1。
发展到MLC颗粒后,闪存颗粒最小的存储单元可以存储2bit数据,所以一个单元可能存在的数据有四种,00、01、10、11。
到了最新的QLC颗粒,闪存颗粒中最小的存储单元可以存储4bit数据,所以一个单元可能存在数据有2的4次方种。


相比起来,最新的QLC颗粒存储容量是SLC的八倍,然而容量变大是要付出惨痛的代价。
因为存储容量的翻倍,QLC闪存颗粒的寿命和运行速度也会受到影响。不同于磁盘,闪存颗粒的寿命跟数据擦写的次数相关。
当然数据擦写次数到达极限的时候,闪存就会寿终正寝,存储的数据也将消失。
最昂贵的SLC颗粒可用的擦写次数是10万次左右,MLC颗粒在一万次左右,而在最新的QLC颗粒上擦写次数大概只有1000次。
在存储容量相同的情况下,SLC和QLC的理论寿命相差了整整100倍。所以可以说,随着闪存颗粒的发展,每一代固态硬盘的性能反而倒退了。


这种倒退式的发展思路是各家厂商故意为之,因为QLC颗粒的成本比SLC便宜很多,SLC闪存寿命基本上用不完。
不过大家也不同担心,就算寿命大打折扣,QLC固态硬盘的使用寿命仍然足够普通消费者使用,读写速度仍比机械硬盘快很多。
当然对于有能力的消费者来说,更高端的闪存颗粒表现会更好。不过现在MLC颗粒固态硬盘已经很少了,SLC更是有价难求。
为什么固态硬盘要倒退式发展?是技术原因,还是其实另有目的?
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