TLC短命惹争议? 菠菜分析第3代SSD现状（全文）

    9月25日，三星840系SSD在韩国发布，令人大跌眼镜的是这款三代SSD并没有采用19nm闪存，而是采用全新三核主控和21nm的MLC/TLC闪存。一度以19nm闪存为看点的三代SSD出现新的发展方向，其中最大的亮点莫过于TLC闪存大规模应用，它的价钱仅为MLC闪存的一半，从而推动高性能SSD彻底走向平民普及。

TLC闪存短命惹争议？分析第三代SSD现状

    三代SSD以采用19nm闪存以及匹配的三代主控为主要特征，它的代表产品是最先上市的浦科特M5P SSD，代表着当今SSD的最高性能水平。以浦科特为代表的厂家全面采用新技术抢占性能制高点，网友称之为学院派。

    令人诧异的是三星弃用19nm闪存，三星作为闪存产业的领头羊，它拥有最先进的制造工艺，19nm闪存的生产可谓炉火纯青。业界普遍认为匹配19nm闪存的主控开发容易，如何发挥19nm闪存性能却是最大关键和难点，背后需要实力雄厚的主控和固件开发队伍支撑。

       三星SSD 840PRO VS 840 VS 830

三星830系SSD

 (256,512GB)

三星840系SSD

 (500GB)

三星840PRO系SSD

 (256,512GB)

主控芯片

Samsung MCX

Samsung MDX

Samsung MDX

闪存芯片

27nm/MLC

21nm/TLC

21nm/MLC

持续读取

520MB/s

540MB/s

540MB/s

持续写入

400MB/s

330MB/s

450MB/s

随机读取

80K IOPS

98K IOPS

100K IOPS

随机写入

36K IOPS

70K IOPS

78K IOPS

    我们从840 PRO系SSD的性能表现上看，它已经修复了830系SSD的多任务随机写入能力低的不足，具备叫板M5P的实力。由此可见三星的主控和固件开发能力不可小视。究竟是什么原因使得21nm MLC/TLC闪存受到三星的青睐？

    和浦科特为首的学院派不同，三星在生产新品SSD之初，它站在纵观全局的战略角度上，在兼顾性能的基础上，以抢占市场为首要目标。我们从韩国三星840系列SSD发布会出现高低搭配的两款新品，一款为普及版的840系列SSD，另一款则为加强版的840 PRO系列SSD。

加强版的三星840 PRO系列SSD（香槟金包装）

    加强版的三星840 PRO系列SSD，它采用性能强劲、使用寿命较长的21nm MLC闪存，以及全新的三核主控。这款产品追求性能，主要用于和其他厂家的顶级三代SSD竞争。

普及版的三星840系列SSD（银灰包装）

    普及版的三星840系列SSD，它采用成本低廉、性能和使用寿命均不如MLC的21nm TLC闪存，以及同样的三核主控。这款产品开创SSD历史，三星凭借它成为首个大规模应用TLC闪存的SSD厂家。它用于抢占市场份额，它的性能强于浦科特M3P，弱于M5P。

    和前代产品线单一的830系SSD不同，此次三星布局840系列SSD泾渭分明。三星既能满足少数高端用户的性能需求，又能控制成本推动高性能SSD的普及。双管齐下的三星840系SSD自然左右逢源，并且普及版的三星840系SSD更令人期待。但是三星仍需面对网友们对TLC闪存的质疑，我们接下来探讨TLC闪存的短命争议？

    TLC即Triple-Level Cell的缩写，是2bit/cell的MLC闪存延伸，TLC达到3bit/cell，TLC利用不同电位的电荷，一个浮动栅存储3个bit的信息，存储密度理论上较之MLC闪存扩大了0.5倍。

TLC闪存的特点：

1、存储密度最高，容量至少达到MLC的1.5倍

2、制造成本最低，其价格较之MLC闪存最大降低50%

3、制造工艺仅次于MLC，高于SLC

4、使命寿命最低，理论上的读写速度最慢。

    我们从TLC的第三个特点找到了为何三星弃用19nm闪存的主要原因，TLC闪存暂未达到MLC闪存的19nm制造工艺。如果三星同时开发支持19nm MLC闪存的主控，以及支持21nm TLC闪存的主控，不但时间来不及，还需要支出更高的开发成本。最终三星将MLC和TLC闪存的制造工艺统一到21nm，开发出同时支持21nm MCL和TLC的主控。

    争议最大：TLC的性能和寿命不及MLC

    由于TLC的电压变化频率是三种类型闪存中最高，因此TLC闪存的使用寿命也是最低，只有MLC闪存的1/20，第一代TLC闪存仅仅具有500-1000次可重复擦写次数的使用寿命。同时它的读写速度也是最慢，由于一个浮动栅存储3个单元，比之MLC需要更长的时间。

    网友最为担心的正是TLC的使用寿命。有意思的是，当MLC出现的时候，网友们担心MLC的使用寿命不如SLC。

    三星840系SSD涵盖120/250/500GB，细心的网友很快发现，这三个容量缺失8GB/6GB/12GB容量的闪存，并且没有60GB这一档次。而采用MLC闪存的840 PRO系SSD却拥有完整容量的64GB/128GB/256GB/512GB三款产品。普及版840系SSD上面缺失的闪存哪里去了？为何没有64GB容量？这一切得需要和TLC闪存说起。

一、缺失的闪存哪里去了？

三星840系列SSD的英文技术说明书

    普及版840系SSD搭配高速缓存，缺失的闪存用做缓存的说法不攻自破。21nm TLC的耐久度较低，三星扩大备用区块的容量，保证SSD使用寿命。  

二、为何普及版840系SSD没有60GB

三星840 PRO系列SSD的英文技术说明书

    我们假设TLC的擦除寿命只有MLC的一半，TLC闪存在容量翻倍的情况下，理论上她的总写入寿命是和MLC一样的。比如一块64GB的TLC/SSD、128GB的MLC/SSD、256GB的TLC/SSD，我们在同样的使用环境下，假如三款SSD均写入512GB数据，SLC/SSD被写8次，MLC/SSD被写4次，TLC/SSD被写2次。

    三星840PRO系列SSD的最小容量为64GB，三星为了延长普及版840系SSD的寿命，那么最小容量锁定在120GB也在情理之中。

    三星840系SSD是第一款采用TLC闪存的产品，网友普遍看好这款SSD。如果TLC闪存的使用寿命不过关，过高的返修率也是任何一个SSD厂家难以承受的。三星可能在信号处理，更强的ECC算法等提高TLC闪存耐久度的技术上有所突破，同时采用上叙两种办法延长TLC/SSD的使用寿命。

    TLC闪存颗粒在价格上极具吸引力，我们从840系TLC/SSD的官方性能数据判断，这款SSD的用户体验可以用惊艳来形容。TLC闪存颗粒最快在明年开始进入SSD普及阶段。

    价格是阻碍SSD普及的最大因素，性能是吸引我们购买SSD的主要因素。我们从三星官方的性能参数上看，普及版840系SSD的性能较之前代830系有明显提高，仅次于840PRO系列SSD。不过三星840系、840 PRO系列SSD的价格并不平易近人。

普及版三星840系SSD

三星840系列SSD售价价格

64GB

128GB

256GB

512GB

三星840系SSD

N/A

694元 (120GB)

1262元(250GB)

2839元(500GB)

三星840PRO系SSD

631元

946元

1703元

3786元

三星830系SSD

415元

640元

1300元

2760元

    我们难以理解三星官方的价格，即使是容量最小的64GB 840PRO系列SSD，折合人民币高达631元，它比目前64GB 830系SSD高出34%的价格。而采用TLC闪存的三星840系SSD，250GB版本高达1262元，和256GB 830系SSD不相上下。

    虽然840系SSD的性能占据优势，但是我们考虑到容量和寿命问题，同样价格的情况下，840系SSD几乎没有优势可言。三星SSD经销商透露，840系的高价是为830系的清仓做铺垫，否则840系SSD上市，大量830系SSD难以消化。

    短期内，我们仍将看到三星840系SSD处于高价运行状态。以普及版三星840系 250GB为例子，一块性能高于浦科特M3P、拥有250GB大容量存储空间、理想售价为699元、质保时间为3年，大部分消费者可以忽略TLC闪存的使用寿命不足，下定决心去购买它。

    三星是集合主控、闪存、缓存于一体的SSD厂商，并且三星的闪存市占率全球第一，采用TLC闪存的840系SSD可以说是三星的杀手锏。三星840系SSD的高价维持到830系SSD的清仓完毕，后期三星840系SSD是其他SSD厂商的噩梦。

东芝19nm Toggle DDR 2.0 MLC闪存芯片

    目前已知的四大主控厂商，Marvell主控搭配19nm闪存的浦科特M5P SSD上市，三星主控搭配自家21nm闪存的840系SSD发布，SF3000系列主控至今未见踪影，OCZ表示自家Indilinx主控已有搭配TLC闪存方案。

SandForce SF3XXX主控芯片性能参数

    美光、金士顿、威刚以及国内SSD厂商采用SF3000系列主控，由于19nm闪存良品率以及固件开发尚需完善，至今未见实物产品。在今年年底之前，这些SSD厂商仍需要以SF2281主控+25nm闪存的SSD为主打产品。

    除了浦科特M5P和三星840系SSD之外，其他SSD厂商的三代产品处于研发或者完善阶段。浦科特M5P SSD孤军奋战，难以和拥有高低搭配的两款三星840系SSD抗衡。三星840系SSD没有遭受到实质性威胁，高昂的价格一时半会难以动摇。

    SSD行业经历两次价格大战，均有三星发起，可以说三星对价格战的运用烂熟于心，它让性能略有不足的830系SSD风风火火。我们也许会质疑采用TLC闪存的840系SSD的寿命，但是无论如何，它也比采用半速、寿命同样短的异步闪存的SSD要强。

    我们期待普及版的三星840系SSD在10月15日上市，届时中关村在线将为大家第一时间奉上评测。

当MLC出现并开始代替高端的SLC颗粒时，大家都在议论MLC性能下降、寿命下降等等不好的因素，但是事实证明在主控性能和固件算法不断升级的今天，MLC已经成为用户首选。此次三星选择TLC颗粒，一方面是进一步拉近了用户和固态硬盘的价格距离，另外就是三星一定有了解决TLC寿命的问题。

孙玉亮