工业自动化固态存储价格到底有什么秘密？

heshao · 发表于 2024-05-08 16:48:58

　工业自动化固态存储发展已经进入成熟期，速度变快的同时价格也越来越亲民，但有的时候大家会发现，同样大小的固态硬盘，价格往往相差较大，甚至有的情况下存在数倍的差距，困扰之余也想知道到底什么原因造成这样的情况，我们就来讨论下这个问题。
　　众所周知，固态硬盘主要由主控芯片，和闪存(FLASH)芯片构成，闪存芯片负责存储数据，而主控芯片则负责管理。这其中，FLASH芯片本身往往决定了固态硬盘的容量、性能、价格等等。在价格方面，闪存芯片基本上会占到整个固态硬盘价格的80%以上，所以可以说闪存决定了固态硬盘绝大多数的相关指标，我们重点看看闪存芯片。
　　我们不想涉及太深的技术层面的东西，尽量用简单的角度来一些说明，闪存正式名称是NAND FLASH，由浮栅MOSFET组成。MOSFET这个东西全称也很长，我们不用关心，只须知道，它在数字电路中一般当作开关来使用，在数字电路中应用极广泛。但它本身并不能在断电后保持状态，所以也无法当成存储器来使用。于是有人天才地在MOSFET中增加了一个浮动栅极，用浮栅来锁住电荷，在断电后也能保持状态，所以，它构成了FLASH存储器的最基本单元。如下图：
　　浮栅MOSFET构成了闪存最基本的单元，擦除操作浮栅向下，以1来表示，(闪存不支持覆写，写入前必须先擦除);编程(写操作)浮栅向上，以0来表示;断电时，浮栅保持位置，锁住电荷;读取时确定内部电荷的多少来确定是1或0，这就是闪存的基本操作。
　　那么如何来确定存储的是1，还是0呢，是以内部电荷的多少，即电压的高低来确定。写操作，可以理解为是一个充电的过程，充电到一个合适的电压值。
　　SLC单层存储单元，代表二进制的一位(1Bit)，表示两个值：1、0，电压由低到高(从左到右)，只需设置一个电压判定点，分成2个区域，电压低于判定点(左)，代表二进制1;同理，电压高于判定点(右)，代表二进制0。因为只表示一位，只有一个电压判定点，SLC结构最简单，执行效率最高，速度最快，出错的机率也最低。
　　MLC双层存储单元，代表二进制的两位(2Bit)，表示四个值：11、10、01、00，电压由低到高(从左到右)，需要设置三个电压判定点，分成4个区域，来分别代表11、10、01、00。可以看到，基于同一个MOSFET，MLC结构复杂很多，执行效率也会低一些，速度也会稍慢，出错机率也增加。
　　TLC三层存储单元，代表二进制的三位(3Bit)，更加复杂，同一个MOSFET，需要设置7个电压判定点，分成8个区域，电压由低到高，来表示，111、110、101、100、011、010、001、000。
　　QLC四层存储单元，代表二进制的四位(4Bit)，已经到了非常复杂的程度，一个MOSFET，需要设置15个电压判定点，分成16个区域，依据电压高低，来分别表示，1111、1110、1101、1100、1011、1010、1001、1000、0111、0110、0101、0100、0011、0010、0001、0000。
　　以上，同一MOSFET，可以做成1Bit、2Bit、3Bit、4Bit，相应地，存储的一个字节(BYTE)，如果用SLC模式，需要使用8个MOSFET，如果使用QLC，则只需1个MOSFET，单从这个角度来看，可以大体认为，同样的容量的固态硬盘，采用SLC的价格是采用QLC的8倍，8倍已经是一个非常悬殊的倍率，这就是为什么固态硬盘同样容量价格悬殊的最重要的原因。

他如何 · 发表于 2025-11-11 02:42:35

这个分享太实用了，刚好能用到，感谢楼主！

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