为什么QLC NAND才是ZNS SSD最大的赢家?-part1

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根据有关数据统计,目前SSD出货的DWPD小于1的占比达到85%,这几年一直维持在85%-86%,后续可能会继续扩大占比。也就是说,这个市场上的对SSD的寿命的诉求并不是很强烈,不需要DWPD很高的SSD。这也侧面说明了,行业内对已不再完全SSD硬件本身的特性来达到整个系统的可靠性。分布式存储,全闪存阵列,各种针对SSD优化的存储软件系统也是遍地开花。这个也给了QLC SSD大规模普及提供了有力的条件。

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我们在回顾下NAND常见的四个类型:SLC、MLC、TLC、QLC。SLC的Program/Erase(P/E) Cycle可以达到10万,MLC P/E cycle可以到1万,到TLC 3000次P/E cycle,再到QLC NAND只有1000 P/E cycle。P/E cycle是表征SSD寿命的最重要的参数。

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我们可以看到,随着单个cell含有的bit数越多,NAND的可靠性也会有所降低,自然成本也会继续下降,QLC的成本只有SLC成本的1/4。除了寿命可靠性,QLC处于劣势,还有在性能方面也有所降低,如下图,QLC NAND单个page页的写延迟是SLC的8倍,是TLC的2倍,读延迟是SLC的4倍,是TLC的约1.3倍

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既然QLC可靠性和性能都比TLC差,那QLC还有什么用?是不是就可以放弃了?

实则不然,QLC的出现并不是为了取代SLC/MLC/TLC这些前辈,实力也不允许完成替代。QLC更是对TLC SSD的补充,让SSD市场更加的丰富多彩,QLC SSD最终的目标是为了取代HDD机械硬盘。机械硬盘给我们的印象就是又笨重又大的壳子,SSD更加的轻便。机械硬盘主要的使用场景是数据备份等存储需要,容量很大,随便都是8T起步,目前最大的更是达到20TB以上。而SSD目前最大的TLC基本只有8T,大多是1T/2T/4T,更小的还有256GB/512GB。QLC的容量相对要大,可以达到15TB以上。

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随着容量的增加,在解决方案中还有一个因素需要考虑:IOPS/TB, 也就是单TB达到的IOPS性能。容量的增加,会让每TB获得的IOPS性能也相应的下降。QLC SSD如果要在容量增加的基础上,继续保持竞争力,IOPS也是非常关键的因素。对比不同协议接口SATA/SAS/PCIe可以清楚的发现,QLC SSD搭配PCIe协议接口才是当下最具竞争力的CP组合

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基于以上的性能数据对比,QLC SSD想要闯出一片属于自己的天空,不能正面硬刚,要选择自己擅长的领域。QLC在读方面与TLC的差异不大,因此QLC SSD的目标使用场景也主要是读为主的业务场景。TLC/QLC分别在block size块大小和读写分布的适用性,如上图总结。找准了自己的定位,QLC SSD就可以发挥自己的优势,带着梁静茹给的勇气向前出发了!

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