最新SSD固態硬碟顆粒SLC/MLC/TLC/QLC有什麼區別？
您在此处：
2018-3-29 高級程式開發員
摘要
本文從SSD結構出發，詳細介紹NAND快閃記憶體中最近新推出的QLC、SLC、MLC、TLC之間的區別、各自的優缺點以及其適用的人群。
任何嘗試過SSD的人，無一不能向您證明SSD領先于傳統HDD的優點，伴隨著應用程式的載入速度更快、整體效率更高，以及更強的耐用性與穩定性，毫無疑問，SSD終將會成為每一台家用電腦中的標配。但您是否曾經想過，在同等容量下，為什麼某些SSD比其他其他更貴？正如高性能賽車一樣，這一切都是關於引擎蓋下的學問。
2019最新更新：以往SSD均採用SLC、MLC、TLC晶片架構，而TLC則比較普遍。但科技迅猛發展，用戶的需求也日益增長，如今一款新型快閃記憶體晶片QLC已面世。QLC（四級單元）的容量更大，價格也更便宜。想要瞭解更多相關細節，請繼續關注QLC（四級單元）的詳細資訊。
剖析SSD
剖析SSD
在詳細分析這個問題前，我們可能需要先瞭解一下SSD的內部構造：
- A. NAND快閃記憶體：SSD儲存資料的部分，以非易失性，即斷電後仍能保存資料的記憶體塊。
- B. DDR記憶體：少量的易失性記憶體（需要電源來維護資料）用於緩存未來訪問的資訊。
- C. 主控晶片：連接NAND快閃記憶體與電腦之間的主要電子元件。
什麼是NAND快閃記憶體？
什麼是NAND快閃記憶體？
NAND快閃記憶體是比傳統硬碟驅動器更好的存放裝置，它使用的是非易失性存儲技術，即斷電後仍能保存資料的存放裝置。
NAND快閃記憶體由多個存放以位元（bit）為單位的單元構成，這些位元通過電荷被打開或關閉，如何組織這些開關單元來儲存在SSD上的資料，也決定了NAND快閃記憶體的命名，比如單級單元（SLC）快閃記憶體在每個存儲單元中包含一個位。
由於SSD電路板規格具有行業標準尺寸，因此同樣的單元物理空間下，多級單元（MLC）能使容量翻倍，三級單元（TLC）更能使容量變為三倍，基於這種發展，為SSD趨向大容量開闢了道路。在性能、體積的優勢基礎上，NAND快閃記憶體目前發展的方向便是降低每比特存儲成本、提高存儲容量。因此就催生了後來的四級單元（QLC），即每個存儲單元有4個bits的格式。
但是，並非單元層數越多就越好，不同層級的單元NAND快閃記憶體有不同的特點，您可以通過下面對SLC、MLC、TLC、QLC的介紹，瞭解自己對不同NAND快閃記憶體的基礎需求，選擇適合自己的SSD。
單級單元（Single Level Cell，簡稱SLC）
單級單元（Single Level Cell，簡稱SLC）
單級單元快閃記憶體俗稱SLC，這種類型的快閃記憶體在讀寫資料時具有最為精確，並且還具有持續最長的資料讀寫壽命的優點。
SLC擦寫壽命約在9萬到10萬次之間。這種類型的快閃記憶體由於其使用壽命，準確性和綜合性能，在企業市場上十分受眾。但由於儲存成本高、存儲容量相對較小，在家用市場則不太受青睞。
優點：
- 讀寫速度最快的NAND快閃記憶體晶片規格。
- 與任何其他類型的快閃記憶體相比，擦寫壽命和讀寫迴圈的週期最長。
- 讀取/寫入錯誤的發生幾率更小，并可在跨度更大的溫度範圍內正常運行。
缺點：
- 市場上最昂貴的NAND快閃記憶體類型。
- 通常只有較小的容量。
建議使用物件： 需要大量讀取/寫入週期的工業級負載，例如伺服器。
多級單元（Multi Level Cell，簡稱MLC）
多級單元（Multi Level Cell，簡稱MLC）
多級單元俗稱MLC，它的命名來源於它在SLC的1位元/單元的基礎上，變成了2位元/單元。這樣做的一大優勢在於大大降低了大容量儲存快閃記憶體的成本，因為快閃記憶體作為SSD的核心，其生產成本通常都會反映在SSD的價格上並最終轉嫁到消費者的身上。
對於消費類SSD，憑藉相對合理的容量/價格比，MLC快閃記憶體是家用電腦的首選，雖然擦寫壽命只有約1萬次，但對於家用級別來說已經十分足夠。
優點：
- 擴展的SSD的容量，也擁有合理的性價比。
- 比TLC快閃記憶體表現更加穩定。
缺點： 不如SLC快閃記憶體那般耐用可靠。
建議使用物件： 較頻繁地使用電腦的用戶或遊戲玩家。
三級單元（Triple Level Cell，簡稱TLC）
三級單元（Triple Level Cell，簡稱TLC）
TLC快閃記憶體是快閃記憶體生產中最低廉的規格，其儲存達到了3位元/單元，雖然高儲存密度實現了較廉價的大容量格式，但其讀寫的生命週期被極大地縮短，擦寫壽命只有短短的500~1000次，同時讀寫速度較差，只適合普通消費者使用，不能達到工業使用的標準。
優點： 較低的生產成本開啟了廉價大容量SSD市場。
缺點：
- 與SLC、MLC相比，儲存SSD顆粒的擦寫壽命要短得多。
- 理論上讀寫速度與SLC、MLC相比最慢。
建議使用物件： 對存儲需求不大的輕度使用需求的電腦用戶，比如只使用上網、郵件等簡單功能的上網本、平板。
四級單元（Quad-level cells，簡稱QLC）
四級單元（Quad-level cells，簡稱QLC）
QLC每個SSD顆粒可儲存4bit資料，跟TLC相比，QLC的儲存密度提高了33%。QLC不僅能經受1000次程式設計或擦寫迴圈（與TLC相當，甚至更好），而且容量提升了，成本也更低。
優點：QLC總成本更低，進行存儲時依靠更少驅動器來實現。此外，QLC還具有更多容量，儲存密度高，從而獲得更好的效益。
缺點：與SLC、MLC相比，QLC的性能和寫入壽命有所降低，但與TLC相當。
建議使用物件：比較適合把QLC SSD作為資料倉庫的用戶。如果您對檔案資訊存儲量的需求較大、平時對電腦進行輕度使用（寫入操作少）、或者追求較低價格，建議選用QLC。
如果您擔心QLC壽命以及讀寫速度的問題，相信以下資訊能幫你解決疑惑並化解憂慮。
1、QLC壽命得到延長
前幾年外界預測QLC（四級單元）可讀寫壽命僅有100-150次，有很多用戶都擔心QLC不耐用。但後來美光、東芝等品牌商均表示3D QLC快閃記憶體能經受1000次擦寫，比外界預測的壽命多了十倍。其實，QLC的擦寫壽命有所延長要歸功於3D NAND。
一般來說，採用更先進的製作工藝能顯著提升SSD的存儲容量，但是SSD壽命則會越短。為了讓固態硬碟壽命不變的情況下，獲得更大的容量，英特爾和鎂光聯合開發了3D NAND技術。該技術的概念其實非常簡單：不同於將存儲晶片放置在單面，3D NAND技術可以把存儲單元堆疊最高32級。這樣一來，單個MLC存儲晶片上可以增加最高32GB的存儲空間，而單個TLC存儲晶片可增加48GB。
不過QLC固態硬碟的壽命有限，仍然比不上SLC和MLC存儲晶片。在此，建議大家儘量不要把QLC固態硬碟作為下載檔案資訊存儲碟，作為資料倉庫則會更加合適。
2、QLC固態硬碟的讀寫速度並不會很慢
目前已有知名品牌廠商公佈了自家QLC固態硬碟的讀寫資訊。從相關資訊來看，QLC固態硬碟的運行速度還是不錯的。
| SSD品牌與型號 | 持續讀取速度 | 持續寫入速度 |
|---|---|---|
| 英特爾660p 542GB QLC SSD | 1500 MB/s | 1000 MB/s |
| 英睿達P1 500GB QLC SSD | 1900 MB/s | 950 MB/s |
當然，固態硬碟掉速的情況時有發生。隨著新一代快閃記憶體類型的出現，舊款會逐漸被淘汰，而新一類快閃記憶體會得到更多支援，這種情況也是不可避免的。不過即使QLC固態硬碟出現掉速的情況，其性能還是優於傳統的硬碟。總的來說，QLC固態硬碟並不糟糕，其性價比還是不錯的。建議在選購時多關注品牌、產品品質、質保和價格等。
總結
總結
通過以上的對比分析，您應該對SLC、MLC、TLC、QLC NAND快閃記憶體之間的差異有了一定的瞭解，對於為什麼某些同等容量的SSD會顯著高於同類產品也應該具備一定的洞察力，通過下面的對比表格，你可以更加直觀地看到它們之間的差異。
Flash類型 | SLC單級單元 | MLC多級單元 | TLC三級單元 | QLC四級單元 |
|---|---|---|---|---|
| 擦寫壽命 | 90,000-100,000 | 8,000-10,000 | 500-1000 | 1000 |
| 每個單元的位元數 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 寫入速度（星星越多表示寫入速度越快） | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ |
| 耐用度（星星越多表示耐用度越高） | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★★☆☆☆ |
| 價格（星星越少表示價格越低） | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★☆☆☆☆ |
| 適合人群 | 工業/企業 | 普通消費者/遊戲玩家 | 輕度消費者 | 檔案資訊存儲量大的使用者 |
此外，大家都說SSD功耗低，那不同快閃記憶體類型的SSD效能是否一致？以下是關於SSD讀寫一小時的耗電量供大家參考。
| SSD品牌與型號 | 快閃記憶體類型 | 讀取功耗 | SSD讀取時的耗電量（1小時） | 寫入功耗 | SSD寫入時的耗電量（1小時） |
|---|---|---|---|---|---|
| 西部數據S240G1G0A 240GB | SLC | 2.000 W | 0.002000 kW·h | 2.5 W | 0.002500 kW·h |
| 三星970 PRO 512GB | MLC | 5.200 W | 0.005200 kW·h | 5.2 W | 0.005200 kW·h |
| 金士頓A1000 480GB | TLC | 0.458 W | 0.000458 kW·h | 0.908 W | 0.000908 kW·h |
| 英特爾SSD 660p 542GB | QLC | 0.100 W | 0.000100 kW·h | 0.1 W | 0.000100 kW·h |
其實，SSD的耗電量會因不同的品牌、型號、快閃記憶體類型、讀寫功耗等因素而不同。就以上參考型號為例，TLC與QLC SSD的讀寫效能比SLC與MLC的要低，但整體上SSD耗電量還是比較低，基本可以忽略不計。
四種快閃記憶體類型的固態硬碟價格
四種快閃記憶體類型的固態硬碟價格
以上給大家詳細介紹了SLC、MLC、TLC以及新誕生不久的QLC，你可以參考以上建議並結合個人實際需求來選購合適的SSD。接下來我們提供比較熱門或最新的SSD以及其售價供大家參考。固態硬碟的價格會因不同的品牌、型號、容量、快閃記憶體類型等因素而不同。
| SSD品牌與型號 | 快閃記憶體類型 | 亞馬遜售價($) | 美元/GB存儲量 |
|---|---|---|---|
| 西部數據S240G1G0A 240GB | SLC單級單元 | $42 | $0.18 |
| Silicon SP240GBSS3S56B25AZ 240GB | SLC單級單元 | $89.99 | $0.37 |
| 三星970 PRO 512GB | MLC多級單元 | $167.99 | $0.33 |
| 金士頓KC1000 480GB | MLC多級單元 | $204.99 | $0.43 |
| Intel DC S3520 480GB | MLC多級單元 | $320 | $0.67 |
| 金士頓KC400 512GB | TLC三級單元 | $99.99 | $0.2 |
| 英特爾Intel 600P M.2 2280 512GB | TLC三級單元 | $100 | $0.2 |
| 雷克沙Lexar NS100 480GB | TLC三級單元 | $85.99 | $0.18 |
| Intel SSD 660p 542GB | QLC四級單元 | $89.99 | $0.17 |
| Crucial P1 500GB | QLC四級單元 | $89.99 | $0.18 |
| ADATA SU630 480GB | QLC四級單元 | $57.99 | $0.12 |
表格中的資訊來源於亞馬遜平台（2019年1月）
總的來說，如今大多數SSD採用MLC和TLC，是目前比較普及的民用級硬碟；雖然SLC穩定性更好，但不如MLC和TLC普遍。而QLC是新萌生的快閃記憶體類型，目前陸續上架，其價格也比較適中，相信往後會更加普遍。以上Intel、crucial、ADATA三款QLC固態硬碟是不久前發佈的，建議大家可以繼續密切關注QLC SSD的最新動態。
題外話：選擇SSD後，如何將源硬碟中的作業系統或整個硬碟遷移到新的SSD?
對於選購到了心儀的SSD的用戶而言，如何盡快將購置到的SSD更換到自己的電腦成了現在首要的事項。為SSD灌入新的作業系統可能是不少用戶首先想到的方法。然而，安裝全新的作業系統不僅耗費時間，系統安裝完成後，用戶還需要安裝各種常用的軟體、將源硬碟的檔案資訊轉移到新的SSD、對系統進行各種設定等。這樣算下來，一天的時間可能都不一定足夠。
想要找一個更省事、便捷的方法？最快的方法就是將源硬碟中的作業系統或整個硬碟遷移到新的SSD中。一步到位，既可保留原來熟悉的作業系統，免除各種軟體重新安裝、授權、檔案資訊處理等的麻煩，還可快速感受SSD為您帶來的性能提升體驗。推薦您使用專業的系統遷移及硬碟克隆軟體 – Renee Becca。
Renee Becca系統遷移功能特點
支援將作業系統從HDD轉移到SSD，無需進行4K對齊、目標磁碟分割、格式轉換等繁瑣操作。
可將HDD整體克隆到容量更小的SSD（包含源硬碟內所有的檔案資訊、作業系統、設定等），完成後可立即開機使用。
軟體在硬碟克隆、系統遷移、硬碟還原及系統還原時會進行自動進行4K對齊!
克隆/遷移過程無需製作映像檔案，直接進行克隆遷移，作業系統內的所有檔案資訊、設定一切如前！
操作完成後的SSD可立即用於開機，無需進行開機設定！
立即下載
人已下載并成功使用Renee Becca進行系統遷移或硬碟克隆！
