太坑了！iPhone 16竟要用QLC闪存：容量大但寿命短

自iPhone 6以来，Apple就有「砍掉用户最需要的容量」的行为。尽管在Apple看来，推出更大容量的iPhone是为了用户将来的使用需求考虑。但就像小时候「买大一码长大了穿」的衣服一样，这些iPhone通常在存储寿命耗尽之前就因系统卡顿而被淘汰。 没有32GB的iPhone 6 Plus、没有64GB的iPhone 7、没有128GB的iPhone X都是鲜活的例子。

但在最近几代的iPhone上，我们似乎看到了Apple「浪子回头」的影子。以去年推出的iPhone 15系列为例，标准版的iPhone 15提供了128GB、256GB、512GB的选项，更贵的Pro系列甚至可以加钱到1TB。

图片来源：Apple

然而，从近期的某些流言来看，1TB似乎已经满足不了大家对iPhone的胃口了。在2024年7月，某数码资讯网站发文称，「外媒爆料，iPhone 16将提供2TB的存储版本」。

但事情真的是这样的吗？

尽管这是7月发布的消息，但消息中提到的「外媒爆料」其实是2024年1月MacRumors的一篇文章，文章中提到QLC闪存芯片让2TB iPhone成为可能。 而在MacRumors的消息来源——DigiTimes中，原始来源也没有承认2TB iPhone的存在。甚至在MacRumors的文章中，讨论的主题也不是2TB iPhone， 而是Apple用QLC闪存替代TLC闪存，会让1TB的iPhone存取速度变慢。

那么问题来了，这个QLC、TLC究竟是什么？为什么更大容量反而会导致更慢的存取速度？

什么是QLC？

其实QLC和TLC指的都是NAND闪存，QLC全称Quad-Level Cells（四层单元），因每单元可以存放四位数据而得名。TLC、MLC和SLC分别指三层、多层（两层）和单层单元，分别能存放三位、两位、一位数据。QLC的信息存储密度最大，SLC的存储密度最低。

打个比方，有这么一家仓库，可以采购QLC、TLC、MLC、SLC这四种规格的储物柜。这些储物柜占地面积类似，价格也差不多，但柜子里分别可以存放4、3、2、1份文件。 现在我们有一个能放600个储物柜的场地，但要存放1024份文件。

由于现场只有600个位子，用SLC方案给每份文件单独存档肯定是不现实的。我们可以用MLC、TLC、QLC这三种存储方案，分别需要256、342、512个储物柜。

图片来源：Simms

其中SLC方案一份文件对应一个柜子，查找文件效率非常高，但买512个柜子的成本实在太高；MLC虽然只要256个柜子，但找文件不仅需要找到对应的柜子，还要在柜子中找到对应的文件，效率更低。 权衡价格和效率，老板大手一挥，批准了TLC存储方案。

一年后，在一个新的场地，我们又要买柜子放文件了。场地同样只能放600个柜子，但要存放2048份文件。在这种情况下，TLC存储方案已经应对不了实际的存储需求，我们只能采用QLC方案，勉强将2048份文件存好。

但问题是，我们公司每年管理的仓库有很多，有的只用存128份文件，有的要存2048份文件，如果我们每个仓库都采购不同规格的柜子，那后勤管理也太麻烦了。 为了降低后勤压力，老板大手一挥：

「我们以后只采购QLC这一种柜子了，毕竟这样管理起来方便。至于那些只用存几百份文件的仓库，效率低一点就低一点。毕竟我们公司注重隐私，文件存取慢一点，用户也会自适应的。 」

图片来源：雷科技

就这样，老板用更低的成本，在不扩建仓库的情况下，给用户提供了更大的存储空间，同时也可以向用户收取更高的费用。而那些只需要小存储空间的用户，也被迫成为品牌「开源节流」的牺牲品。

话题回到iPhone，因Apple想在不增加NAND芯片数的情况下提高iPhone的存储空间，所以必须用存储密度更高、读写速度更低的QLC闪存。 但在成本控制的前提下，1TB的iPhone也会跟着用上速度更慢的QLC闪存。

是缩减成本还是无奈之举？

可能有人觉得用QLC不过是Apple的无奈之举，但事实上，用在闪存芯片上缩水已经成为近几年Apple的惯例。在M2芯片的MacBook Pro中，Apple就将两颗128GB的NAND整合成一颗256GB的NAND，导致256GB型号的读取速度只有M1同容量型号的一半，就连写入速度也降低了30%。

从过往产品策略来看，Apple选用QLC更多的是出于降低成本的考虑。随着存储需求的不断增长，TLC闪存的制造成本相对较高，而QLC闪存由于更高的存储密度，可以在同样的物理空间内存储更多数据，从而大大降低每GB的成本。 对于需要大容量存储的设备，使用QLC可以显著节省材料和制造成本。

图片来源：Apple

然而，QLC闪存的读写速度和耐久性都比TLC逊色。QLC的读写速度较慢，存储密度虽然高，但每单元的写入次数有限，导致耐久性下降——用户得到了更大的存储空间，但设备的性能和寿命却因此打了折扣。

Apple一再选择更便宜但性能较差的解决方案，实际上是以用户体验为代价换取更高的利润， 比如Apple的「黄金内存」就广受国内消费者的批评。如果Apple继续维持「1500一档」的定价，同时还改用QLC，对于消费者来说，这意味着购买一台看似具备更大存储空间的设备，却需要忍受更慢的读写速度以及更短的使用寿命 ——特别是在处理大量数据或进行频繁读写操作时，QLC闪存的劣势将更加明显。

但更严重的问题是，改用未来会改用QLC颗粒的，只有iPhone 16这一款吗？

手机大容量时代，QLC会成为主流？

可以肯定，随着App体积的膨胀，手机对存储闪存的需求只会越来越高，但手机内部空间又被电池占据。在这样的背景下，QLC闪存的大规模使用只会是时间问题。

说到底，从曾经的SLC到未来的QLC，因手机闪存容量而来的负面评价，本质上还是用户选择权逐年减少的问题。 全面QLC化确实能给iPhone带来更大的存储空间，但提升手机存储空间的办法并不只有QLC这一种。暂且不提小容量版本的手机可以继续使用TLC闪存，时至今日，部分Android机依旧保留着microSD扩容的选项。

图片来源：水月雨

而从SLC、MLC换到TLC和QLC，虽然说是给用户更大存储空间的选择，其实牺牲的还是用户的体验，以「用户体验」为由，进一步限制了用户的选择，颇有「这都是为了你好」的意味。

当然，小雷不是说手机一定要保留存储卡插槽，毕竟Apple连充电接口都想去掉，而且存储卡的读写速度的确不能和内置闪存相比。至于要在iPhone上回归曾经的 MLC 颗粒，那更是天方夜谭。

但既然Apple想从iPhone闪存里「省钱」，为什么不重视用户的意见，将选择权还给用户呢？开放iPhone「扩容」，让旧手机焕发新生，这不比「扣下充电器」更加环保吗？

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一文让你看懂三星第五代V-NAND技术

转自 天极网

今年1月底，三星电子又发大招，推出采用第五代V-NAND技术的SSD产品——三星970 EVO Plus SSD。事实上，随着新一代3D NAND技术的不断成熟，速度更快的NVMe协议的SSD固态硬盘已经成为市场主流。

以前，我们见过的闪存多属于Planar NAND平面闪存，3D闪存则是立体堆叠的。打个比方，如果说普通NAND是平房，那么3D NAND则是高楼大厦。简单说，在3D NAND领域，谁堆叠的层数多，谁的产品性能就更先进。

众所周知，平面NAND闪存不仅有SLC、MLC和TLC类型之分，而且为进一步提高容量、降低成本，NAND的制程工艺不断进步。虽然更先进的制程工艺带来了更大的容量，但容量提升、成本降低的同时可靠性及性能都在下降。

与之相比，为提高NAND的容量、降低成本，存储厂商只需要堆叠更多的层数即可。

据悉，2bit MLC每cell单元存储2bit数据只需要一两打电子，3bit MLC(也就是TLC)的每个cell单元储存。随着制程工艺的不断革新，cell单元之间的干扰现象越来越严重。

三星的V-NAND不再追求缩小cell单元，而是通过3D堆叠技术封装更多cell单元，实现容量增多的目的。

传统上，SSD中使用的是浮栅极MOSFET(Floating gate MOSFET)，电子储存在栅极中，它相当于一个导体。这种晶体管的缺点是写入数据时，栅极与沟道之间会形成一次短路，这会消耗栅极中的电荷。

即每次写入数据，都要消耗一次栅极寿命。一旦栅极中的电荷没了，cell单元就相当于挂了，无法存储数据。

三星V-NAND闪存放弃浮栅极MOSFET，使用电荷攫取闪存(charge trap flash，简称CTF)设计。每个cell单元看起来更小了，但里面的电荷是储存在一个绝缘层而非之前的导体上，理论是没有消耗的。这种更小的电荷有很多优点，比如更高的可靠性、更小的体积。

据了解，使用CTF结构的V-NAND闪存被认为是一种非平面设计，绝缘体环绕沟道(channle)，控制栅极又环绕着绝缘体层。这种3D结构设计提升了储存电荷的的物理区域，提高了性能和可靠性。

相比传统的FG(Floating Gate，浮栅极)技术,三星NAND的电荷撷取闪存(charge trap flash，简称CTF)技术难度更小一点，因此这有利于加快产品量产。

目前，三星的3D V-NAND存储单元的层数(Layer)由2009年的2-layer逐渐提升至24-layer、64-layer，再到2018年的96-layer(层)。

参考资料：

1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/21967038

2. https://zhuanlan.zhihu.com/p/48579501

3. https://news.mydrivers.com/1/273/273419.htm

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