谈一谈不同固态硬盘颗粒(SLC,MLC,TLC,QLC)的区别

极客学长 2021-04-20 0 SLC MLC TLC QLC SSD 硬盘颗粒

和菜头

我们不可能在了解所有的情况，在最充分的准备下做选择，那样就不是选择，而是作弊。
我们选择的可能不是最好的那个选项，也不是让自己更舒服的选项，只是选择一个令自己心安的选项。

最近有不少 Filecoin 矿工朋友问我：为什么我的机器配置跟别人的一模一样，跑的挖矿程序也是一样的，但是产出却低很多？1TB 内存别人机器并行 14 个 PC1 任务都只要 3 个半小时，而我只能并行 10 PC1 个任务，而且都要 4 个小时跑完？

这个时候我一般会反问一句：你 Woker 机器的 SSD 缓存盘是什么颗粒的？通常他们听到这个都会一脸懵逼，什么颗粒啊？本文我们就来介绍不同颗粒的 SSD 硬盘之间到底有什么区别。

下面这张表可以让你让你对硬盘的颗粒的分类有个初步的认知。

颗粒名称	SLC	MLC	TLC	QLC
全称	Single-Level Cell	Multi-Level Cell	Trinary-Level Cell	Quad-Level Cell
结构	单层	双层	三层	四层
单个 Cell 存储数据量	1Bit	2Bit	3Bit	4Bit
理论擦写次数	10万以上	3000 – 1000	500 – 1000	150
特点	高速，稳定，耐用	性能可靠，价格适宜	性价比高	价格便宜，容量大
用户群体	土豪企业玩家	高端家用 + 中低端企业玩家	家用主流产品	屌丝专用

需要提一下的是，各个厂家都有生产上面 4 中颗粒的 SSD 硬盘，**所以不要以为你买的 Intel 的 SSD 就是好硬盘，也许只是一个高端的垃圾而已** ---------

如果上面的表格还没让你搞明白的话，那么下面这张图应该会让你对磁盘中存储单元的原理有个更直观的理解。
为什么 SLC 的硬盘生产成本这么高？

通过上面的图你应该就知道，同样的晶圆上，假如 QLC 颗粒能做到 1T 容量，TLC 只能做512G，MLC 只能做256G，到了SLC上只能做128G了。简单来说就是，QLC 的容积大，同样大的晶圆能装下更多数据，这就降低了成本。
为什么 TCL，QLC 的硬盘寿命这么低，速度又慢呢？

原因在于随着密度增大的同时会导致不同电压状态变多且越难控制，写入所用的时间变长，这就造成了稳定性降低，理论擦写次数减少，与此相对应的，读写速度减小。

还有一个需要注意的是，现在随着 cache 技术越来越普及，TLC 的初始速度也变得很快了，因为现在的 TLC 硬盘一般都会在前面加一层 SLC 或者 MLC 的缓存。为什么说是初始速度，是因为缓存大小毕竟是有限的嘛，写完缓存马上就原形毕露了，一下掉速一半甚至四分之三。

比如三星970 Evo，250GB版标称写入 1500MB/s，但是你实际跑的时候发现只能写到 300MB/s，中间差了四倍；再比如 Intel 的qlc硬盘（660P），缓存用完后的实际速度也就 100MB/s 多一点，比机械硬盘快不了多少，原因就是如此。所提我们帮客户测试做 SSD 极限压测的时候，第一遍测试就是用满速把硬盘写满，看掉速的情况。
我怎么知道应该购买哪种 SSD 硬盘呢？

看你买来干嘛，如果只是家用电脑，或者平常办公什么的，那么 QLC，TLC 就足够你用了。

高端的家庭用户可以买 MLC，速度够用，寿命也够长，可以让你畅快的地用个 4-5 年，不用担心因为硬盘性能问题导致数据丢失，或者系统越用越慢这些情况出现。

如果你是用来跑企业级的应用，预算够的话，建议你选 SLC，不够的话可以选 MLC，虽然贵，但是关键时候可以为你省不少事。就拿 Filecoin 挖矿来说吧，一般 PC1，PC2 机器的高速缓存盘我们一般建议客户购买 SLC 或者 MLC，差距很明显的，TLC 或者 QLC 的硬盘并行任务多了，或者跑的时间久了，掉速非常明显，单个任务可能一下从 3 个小时就降到 5 个小时了。而用 MLC 或者 SLC 硬盘的产出都很稳定。

老实说，你买 TCL 或者 QLC 的新硬盘，还不如去闲鱼上买人家 IDC 机房退役的 MLC 或者 SLC 二手硬盘，寿命比你新买的还久，速度也快，价格还便宜，他不香吗？