今年的快闪记忆体高峰会（Flash Memory Summit）可说是高潮不断，许多新品与新技术争相发布，为快闪记忆体的市场擘划了美好的未来。而今年最受注目的新产品莫过于采用QLC规格的新一代固态硬碟（SSD），这个规格最大的特色就是具备高容量，目前单颗晶片的容量最高已经突破1TB。

而从技术演进的趋势来看，QLC越过2TB也已近在咫尺，因此两三年后的一个QLC SSD的容量就有可能是10TB起跳，那么进一步挑战HDD的市场也是迟早的事。问题只剩下，会取多少？又会用在哪里？

QLC规范容量大 但性能是妥协

目前台面上所有的SSD制造商几乎都已经推出了QLC规范的产品，包含美光（Micron）、英特尔（Intel）、东芝（Toshiba）、威腾电子（Western Digital）和三星（Samsung）都先后宣布成功开发使用4bit/cell架构的NAND快闪记忆体晶片。因此在终端市场的普及速度将会十分迅速。

快闪记忆体的基本储存原理，就是储存「单元（Cell）」的储存资料越多，单位储存面积容量就越大，但同时也造成电压状态越多，越难控制，导致颗粒稳定性越差，寿命也越低。

图1 : QLC技术示意图

而QLC的基本定义，就是Quad-Level Cell，即4bit/cell，也就是每个单元储存4个资料，产生16个状态。而前一代TLC，则是Trinary-Level Cell，代表3bit/cell，为每个Cell单元储存3个资料，可产生8个状态。

因此，在容量上，QLC比TLC在储存容量上有倍增的性能，但速度与可靠度则是再滑落一级，就算后续的技术能有所改善，但先天的差距还是有所限制。也因此，在应用上就必须进行取舍，是考虑容量，还是要多注重一些耐用度。

图2 : QLC规格比较表

回到QLC这个规范，很清楚的，就是追求容量，而其直接影响到的市场必然也就会是传统硬碟（HDD）。而目前市场上HDD可有的最大容量是14TB，价格约落在1万8千到2万之间，以桌机的应用为主；但以同样的价格，只能买到2TB以下的SSD。

所以从容量的差距来看，SSD的价格还必须再降至1/7才有可能跟HDD平起平坐，而这是个相当不容易克服的差距，因此QLC SSD取代HDD的效应仍是需要时间来观察。

而从竞争的角度来看，QLC SSD势必要回到其最基础的优势上，才有可能再进一步分食HDD的市场，而这些优势则包含：读取速度快，机械结构简单，与运行温度低和零噪音等。尤其是某些应用非常注重散热和噪音的影响。

进一步推挤HDD市场 全面取代中小型NAS储存应用

因此最适合QLC SSD的应用，就会是那些运行于小型空间，或者需要较大容量的行动运算装置，具体的产品就是桌上型电脑，笔记型电脑，以及家庭与中小企业用的NAS储存。

这些应用的共通点就是有高储存容量的需求，同时也期待有更佳的运行效能，包含传输速度、温度、体积和噪音等，尤其是这类应用都会在小型的室内空间运行，同时也非常接近使用者，因此使用体验是非常关键的因素。

反观HDD在这些应用中，仅仅只有容量和价格的优势，一旦SSD拉近在容量上的差距，则消费者就会非常容易倾向选择SSD来作为储存的首选。

图3 : Intel新发表专为资料中心设计的QLC 3D SSD

至于HDD，仍会在对于稳定性与超高容量有非常高需求的应用上占有一席之地，例如：安全监控和资料中心等，这些应用对于温度、体积和噪音等并不敏感，单纯考量容量与价格的因素，则HDD的优势相当明显。

不过随着5G、物联网和人工智慧应用的兴起，储存的读取速度和传输性能也越来越受到重视，而在这个的需求下，SSD的优势也逐渐显现，尤其是在每秒I/O的读取量上（Input/Output Operations Per Second；IOPS），因此已有越来越多的资料中心开始采用SSD作为储存主体，或者是与机械式的HDD混合搭配使用。

而QLC规范的问世，预料将有助于这个趋势的发展，让更多的资料中心转往采用SSD方案。

图4 : 三星的QLC SSD容量已来到4TB等级

根据IHS的SSD和HDD储存市场追踪分析，就明显指出HDD和SSD各自的市场占有率将会不断的拉近，且预料至2021年左右，SSD就会超过HDD。而QLC的推出，则会加速这个取代趋势，让HDD的市场进一步缩小。

HDD的困境从主要供应商的动向也可看出。威腾电子（Western Digital）在今年七月就发出官方声明，将在2019年底关闭位于马来西亚八打灵再也（Petaling Jaya）的HDD硬碟工厂，以对应HDD硬碟需求的持续下降。

然而HDD也不会就坐以待毙，其技术仍会持续的推进，尤其是在容量的部分，预料今年底就会有16TB的产品问世，并在2019年时推进到20TB。而未来HDD的产品线将会全面转向超高容量发展，变成一种特殊的利基产品。

至于SSD，势必将会成为主流的储存解决方案，坊间主要消费性产品和中小型企业的储存应用，都会是SSD的天下。这个在1989年推出的储存技术，仅花费30年的时间，就取代了老前辈。

技术更加完整 带动次世代应用发展

而对系统设计者来说，QLC的诞生无疑是件好事，它让快闪记忆体可用的技术类型变得更加完整，能在性能与容量间有更多可选择的技术规范。如果追求性能，则有SLC，如果追求容量则可选择新的QLC，若要两者之间的平衡，也有MLC和TLC，甚至还可以考虑混合式的设计（Hybrid）。

整体来说． QLC的推出让SSD可以在大容量储存的应用里有更好的市场位置，同时也把HDD再往历史的边缘推去。再没几年，容量、读取速度和传输都不会是问题，而那个时将会是AI技术可以大刀阔斧的时候。