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下代iPhone要换QLC?元器件涨价苹果也顶不住

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【摘要】 早在 2018 年,锤子科技就将 1TB 存储引入到了智能手机中,时隔三年后,苹果也为 iPhone 13 Pro/iPhone 13 Pro Max 带来了 1TB 存储的版本。......

早在 2018 年,锤子科技就将 1TB 存储引入到了智能手机中,时隔三年后,苹果也为 iPhone 13 Pro/iPhone 13 Pro Max 带来了 1TB 存储的版本。然而日前有研究报告指出,芯片短缺问题或将迫使苹果与 QLC NAND 闪存供应商合作,在明年的下代 iPhone 中使用 QLC 闪存颗粒,并且最大可能会提升至 2TB。

而在目前,iPhone 13 系列所使用的闪存颗粒是 TLC。看到这里,如果有些朋友对于数码产品不甚了解,或许会对 "TLC" 和 "QLC" 一头雾水。事实上,TLC、QLC、SLC,以及 MLC 是闪存颗粒的类型,都属于东芝在 1989 年推出的 NAND Flash 架构,作为非易失性存储芯片,NAND Flash 具有存储容量大、写入 / 擦除速度快等特点,适合存储信息,也就是我们俗称的 SSD 固态硬盘。

SLC、MLC、TLC 和 QLC 其实是按照储存单元(cell)里存储的信息数量来进行区分,其中 SLC 是固态硬盘的最初形态,每个储存单元只储存 1bit 的电位,只有 0、1 两种电压状态;MLC 的每个储存单元储存 2bit 的电位,有 2^2=4 种电压状态;TLC 的每个存储单元存储 3bit 信息,有 2^3=8 种电压状态;QLC 的每个存储单元则可存储 4bit 信息,有 2^4=16 种电压状态。

既然每个存储单元存储的信息提升了,自然也就意味着在同一尺寸的晶圆上,假如 QLC 颗粒能够做到 1TB 的容量,那么 TLC 就只能做 512GB,MLC 能做 256G,SLC 上就可以做到 128GB 了。不过由于闪存存储信息的模式,是通过遂穿效应让存储单元捕获电子来实现,这就意味着密度增大的同时,会导致不同电压状态变多且越难控制,使得写入所用时间变长、理论擦写次数减少,以及读写速度减小等情况出现。

因此 SLC 的性能最强、寿命最长、成本最高,但容量最低;而 QLC 的性能虽然最弱、寿命最短、成本最低,但容量却是最大的。所以尽管苹果方面按惯例并未对此表态,但即便其不得已除此下策,原因则一方面是因为目前半导体行业产能紧缺,另一方面是消费者对于大容量存储的需求不断上涨。

众所周知,自此次疫情爆发以来,就使得许多工厂无法全速运转,并直接让半导体行业的产能受到了极大的冲击。别看 NAND 闪存的产能在 2017 年上一轮扩张后就呈现出产能过剩的问题,但是存储芯片一直都是全球集成电路市场销售份额占比最高的分支,所以自然也就受到了最大的影响。

如今相当多市场调研机构的报告都指出了一个事实,那就是存储芯片厂商目前的库存也维持在了相对较低的水平,存储芯片供应商认为涨价对于销售没有影响,使得 NAND 闪存因缺货涨价已经成为了事实。而 iPhone 13 系列之所以并未涨价,除了汇率的因素外,苹果强大的供应链管理能力使得其能够在提前订货、规划产能的前提下,让其在这一轮元器件涨价潮里可以独善其身,但明年可能就不好说了。

如果苹果不在成本控制上想办法,那么也就只能通过涨价,来将成本上浮的代价转嫁给消费者。然而,涨价显然与其目前的战略方向会有冲突,同时苹果早已在发力服务业务,而通过用户增长来驱动服务业务也是其中的重点,但涨价则必然会将部分用户推向 Android 阵营。

另外一点则是随着消费者对于大容量存储需求的水涨船高,新款 iPhone 同样要在机身体型变化不大的情况下提供更大的存储容量。在如今 iPhone 机身内部集成度已经非常高的情况下,密度更高的闪存颗粒自然也就能派上用场了。

不过相信绝大多数朋友并不关心 QLC 还是 TLC,更在意的是换用了 QLC 颗粒后,对于实际使用体验是否会有影响。事实上,如果换用 QLC 颗粒,未来新款 iPhone 14 在专业评测软件的读写测试成绩大概率将会受到影响,毕竟 QLC 在性能上不如 TLC,但在实际的使用中,用户却很难在感受到太多的差异。

而之所以这样说,是因为其实早在 iPhone 6 时代,苹果就已经在闪存上混用 MLC 和 TLC 了,但当时并没有太多用户表示有体验的差异。甚至于 iPhone 6 还成为了苹果产品线里知名的 " 钉子户 ",大量 iPhone 6 用户甚至坚持使用了数年之久。

苹果在 iPhone 6 上将 MLC 与 TLC 颗粒混用,没有导致在运行速度上有差异的直接原因,其实是手机面对大容量读写的场景并不多,而下载软件需要 1 分钟和 1 分 10 秒的差距也很难让用户精准地感知出来。其次 SLC 缓存(高速缓冲存储器)的加入,也有着不少的功劳。

通常,用户往往很少会将 SSD 或者手机的存储空间填满,所以存储芯片厂商就利用其中的部分存储空间,将其模拟为性能最强的 SLC 颗粒进行工作。例如在一块 2TB 的 QLC SSD 中,厂商设计了 10GB 的 SLC 缓存,使得其在传输 10GB 以下文件时,这块 QLC 颗粒的 SSD 实际上是使用 SLC 的工作模式,只用当 10GB 缓存用完后,才会 " 原形毕露 "。

目前大家对 SSD 进行测试时就会发现,开始的时候速度很快,但往往过一会速度就会出现断崖式下跌,这就是 SLC 缓存技术所造成的。而大家感受到 SSD 越用越卡,也是因为随着空间逐渐被填满,SLC 缓存逐渐被挤压的缘故。并且对于 QLC 性能不足的问题,Intel 等厂商也已经开发出了例如多通道、多 Die 等,利用高并发对性能进行补偿的技术。

而到了 iPhone 上,存储空间被填满的问题同样也不是很严峻,毕竟苹果为其提供了 iCloud。再加上,用户使用手机传输大文件的情况鲜有发生,再加上有 SLC 缓存技术托底,在元器件成本必然上涨的情况下,未来 iPhone 使用 QLC 颗粒还真不是完全没有可能。

【本文图片来自网络】

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