【转】固态颗粒 NAND Flash 存储：SLC、MLC、TLC、QLC

小渣渣

固态硬盘（SSD）凭借其高速度和高性能得到了越来越多用户的青睐。然而，面对市场上的多种SSD颗粒类型，如SLC、MLC、TLC和QLC，很多消费者在选购时常常感到困惑。这些颗粒类型的差异究竟在哪里？哪一种适合您的需求？本文将对SLC、MLC、TLC和QLC固态硬盘进行全面解析，帮助您做出更明智的选购决策。



按速度价格对比排序：SLC>MLC>TLC>QLC>PLC

按容量大小对比排序：PLC>QLC>TLC>MLC>SLC

目前主流的应用解决方案为TLC和QLC。SLC和MLC主要针对军工，企业级等应用，有着高速写入，低出错率，长耐久度特性。

基础原理及定义

要了解不同类型的SSD颗粒，首先需要从其最基本的存储原理说起。固态硬盘靠闪存芯片来存储数据，数据的最小存储单位称为“cell”。而根据每个cell中所能存储的数据量，闪存颗粒便有了不同的分类：

SLC(Single-Level Cell)：每个cell存储1bit数据。
MLC(Multi-Level Cell)：每个cell存储2bit数据。
TLC(Trinary-Level Cell)：每个cell存储3bit数据。
QLC(Quad-Level Cell)：每个cell存储4bit数据。

我们可以将cell比作一张格子纸，数据则相当于放在格子里的黄豆。SLC每个格子只能放1颗黄豆，MLC为2颗，TLC为3颗，而QLC则可放4颗黄豆。在相同成本下，随着每个cell存储数据量的增加，存储空间逐渐增大，但随之而来的稳定性与寿命问题也变得更加复杂。



了解了基本原理后，我们再来具体看看每种颗粒类型的特点。

SLC：单层存储单元

SLC是最早期的固态存储类型，每个cell存储1bit数据。由于存储的数据量少，其电压变化区间小，这使得它在写入速度上表现出色，同时寿命也很长，理论擦写寿命可达10万次。不过，也正因每个cell存储的数据有限，要达到一定的存储容量就需要更多的cell，这导致其存储成本较高。尽管如此，SLC颗粒因为其高速度和高耐久性，多用于企业级高端产品和专业应用场景，如服务器和数据中心。

MLC：多层存储单元

MLC每个cell存储2bit数据，相比SLC，它在存储密度上有了提升，相同数量的cell能存储更多数据，成本也因此有所下降。但由于每个cell需要区分更多的电压状态来存储2bit数据，其寿命和速度相较于SLC有所降低，理论擦写次数为3000-5000次。不过，MLC在性能和成本之间取得了较好的平衡，因此常用于消费级高端产品中。

TLC：三层存储单元

TLC每个cell存储3bit数据，这进一步提高了存储密度，使得成本更低。但对应的，其寿命也进一步降低，理论擦写次数为1000-3000次。TLC适用于日常使用的固态硬盘，尽管在速度上较SLC和MLC略低，但随着技术的不断进步，TLC的性能得到了很大提升，目前已成为市场上的主流颗粒。

QLC：四层存储单元

QLC每个cell存储4bit数据，它的存储密度最高，这意味着在相同的物理空间内可以容纳更多的数据，成本也最低。但同时，其寿命和速度也是这几类颗粒中最低的，理论擦写次数仅为150-300次。QLC主要面向需要大量存储空间且对价格较为敏感的用户群体，虽然寿命相对较短，但对于普通家用和商业办公来说已经足够。

性能与应用场景对比

不同类型的颗粒在性能上存在差异，适用的场景也各不相同。

在性能方面，SLC无疑是最优的，无论是写入速度还是读取速度都最快，其次是MLC，然后是TLC，性能最低的是QLC。不过需要注意的是，SSD的性能不仅仅受颗粒类型影响，还与主控芯片及缓存设计密切相关。配备优质主控与独立缓存的固态硬盘，能够在颗粒性能的基础上进一步提升整体表现。

基于上述性能和特点，不同颗粒类型的SSD适用于不同的场景：

SLC：由于其高速度、高耐久性和高可靠性，适用于高负载、高可靠性需求的企业级应用，如服务器、数据库等，这些场景对数据的读写速度和稳定性要求极高。

MLC：在性能与成本之间的平衡较好，适用于对性能与成本平衡有一定要求的高级用户，如游戏玩家及创意工作者，他们既需要较快的速度来满足游戏加载或素材处理需求，又对成本有一定考量。

TLC：性能和成本都比较适中，适用于大多数普通家庭用户与办公用户，日常的文件存储、网页浏览、办公软件使用等完全能够应对。

QLC：成本低且能提供大量存储空间，适用于预算有限且需要大量存储空间的用户，比如数据存储密集但读取频率低的场景，如存放大量的电影、照片等。

总结

SLC、MLC、TLC和QLC这四种SSD颗粒类型各有其特点和适用场景。选择何种类型的SSD，需依据用户的具体需求和预算来决定：SLC适合高端专业应用，MLC性价比出色，TLC适合普通家用，QLC则适合大容量存储的入门级需求。

1、生产成本上，slc＞mlc＞tlc＞qlc
2、读写速度上，slc＞mlc＞tlc＞qlc
3、在使用寿命上，slc＞mlc＞tlc＞qlc

使用寿命：

slc理论寿命=120*100000/10=1200000天=3287.67年；

mlc理论寿命=120*3000/10=36000天=98.6年；

tlc理论寿命=120*500/10=6000天=16.44年；

qlc理论寿命=120*150/10=1800天=4.93年。

擦写次数：

slc（单层存储单元）理论擦写次数10万次，mlc（双层存储单元）3000-10000次；tlc（三层存储单元）500-1000次；qlc（四层存储单元）仅仅150次，这样一个硬盘的寿命就很直观了。



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