iPhone 18 Pro Max 1TB QLC 压力测试:写入最低1.1 MB/s,日常使用会有影响吗?

iPhone 18 Pro上市后,除了散热、晶片、相机、电池外,NAND 快闪记忆体也意外引发话题讨论。

因为先前曾有供应链消息曾指出,iPhone 18 Pro 的高容量版本会混用QLC 与TLC NAND,而两种快闪记忆体不只在储存密度、写入耐久度与原生写入效能上存在差异,硬体测试频道HOMOLAB 实测iPhone 18 Pro Max 1TB 后也发现QLC NAND 在长时间持续写入、一路耗尽快取后写入效能会出现明显下降。

究竟整件事情在讨论什么? QLC 与TLC 之间有什么差别?买到采用QLC NAND 的iPhone 18 Pro 会不会影响日常使用?下面就来带你了解来龙去脉。

iPhone 18 Pro 高容量版本传混用TLC、QLC

早在iPhone 18 Pro 正式上市前,就有供应链爆料指出iPhone 18 Pro 的256GB、512GB 版本仍以TLC NAND 为主,但1TB、2TB 高容量版本,可能开始混用TLC 与QLC。

目前也确实有用户拿到搭载QLC NAND Flash 的iPhone 18 Pro,但还无法确认两者的分配比例,部分维修商家宣称1TB 有相当高比例采用QLC、2TB 几乎全面使用QLC。

iPhone 18 Pro Max 1TB QLC 压力测试:写入最低1.1 MB/s,日常使用会有影响吗?

TLC、QLC 是什么?为什么QLC 会被视为「降级」?

至于为什么混用TLC 与QLC 会引发讨论?这边就简单解释一下两者差异,会有点科普,但我尽量用好理解的方式解释给大家看。

NAND Flash 的储存原理

TLC 和QLC 都是常见的NAND Flash 储存架构,也是iPhone 储存空间最核心的元件;平常拍下来的照片、视频,下载的App,以及iOS 各种资料都会存放在NAND Flash 里。但在探讨TLC 和QLC 的差别前,要先知道NAND Flash 如何存放资料。

NAND Flash 里有大量的「Cell(储存单元)」,可以把它想像成一个个存放资料的小格子;电脑领域最基本的资料单位则叫做「bit(位元)」,每个bit 只有「0」和「1」两种可能。

NAND Flash 存资料时,晶片会把电子存进Cell 里,不同的电子量会让Cell 呈现不同的电压状态;手机要读取时,只要判断这个Cell 处于哪一种电压状态,就能知道里面存的是什么资料。这些状态在断电后仍能保留下来,所以iPhone 关机后,照片、视频和App 当然也不会跟着消失。

而一个Cell 需要区分多少种电压状态、能储存几个bit,正是TLC 与QLC 最核心的差别。

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TLC 介绍

TLC 全名是Triple-Level Cell,每个Cell 可以储存3 bits。由于每个bit 都只有0 或1 两种可能,3 bits 组合起来就会有000、001、010、011、100、101、110、111,一共8 种不同组合。

因此TLC 必须让一个Cell 能够区分8 种不同的电压状态,每一种状态分别代表其中一组资料。之后读取时,只要辨认Cell 现在属于哪一种状态,就能还原出原本储存的3 bits 资料。

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QLC 介绍

QLC 全名则是Quad-Level Cell,每个Cell 可以进一步储存4 bits。 4 bits 可以产生16 种不同组合,因此同一个Cell 会从TLC 的8 种状态,增加到16 种不同状态。

这就是QLC 最大的优势「同样数量的Cell,可以存进更多资料」;因此在相同晶片面积等条件下,QLC 能提供更高的储存密度,也有利于降低每单位容量的成本,对1TB、2TB 这类大容量储存产品特别有吸引力。

iPhone 18 Pro Max 1TB QLC 压力测试:写入最低1.1 MB/s,日常使用会有影响吗?

QLC 被视为「降级」的原因

但「同一个Cell 塞更多资料」也会有相应的代价;TLC 只需要区分8 种电压状态,QLC 却要在相近的电压范围内区分16 种电压状态,就像同一把尺原本只切成8 格,现在变成16 格,每一格可以容许的误差自然变得更小。

因此QLC 对于读写精度的要求更高;当NAND Flash 经过反覆读写后,Cell 会逐渐老化,储存的电荷与电压状态也可能产生偏移。由于QLC 每个状态之间的间距更小,同样程度的偏移会更容易影响资料判读,能够承受的写入、抹除次数通常也比TLC 少。

所以条件相近的情况下,QLC 的原生写入效能与写入耐久度通常会比TLC 更吃亏。这也是为什么当iPhone 18 Pro 高容量版本传出使用QLC NAND Flash 时,会引起部分用户关注。

HOMOLAB 实测iPhone 18 Pro Max 1TB,QLC 会慢多少?

了解TLC 与QLC 的差异后,接下来就是最重要的问题「iPhone 18 Pro Max 的QLC 实际表现如何?」

硬体测试频道HOMOLAB 日前实测一支使用Kioxia BiCS8Q QLC NAND 的iPhone 18 Pro Max 1TB 机型,并以采用TLC NAND 的iPhone 18 Pro 512GB 作为对照。测试工具则是移植到iOS 上的FIO(Flexible I/O Tester);这是一套常用来测试储存装置效能的工具,可以设置不同资料大小、读写比例与负载,观察NAND 在不同使用情境下的表现。HOMOLAB 主要做了两种测试。第一种是4K 随机读写,也就是反覆处理大量4KB 的小型资料,用来观察比较接近日常App、系统资料与快取等零碎读写的表现;第二种则是128K 循序持续写入,也就是每次以较大的128KB 资料区块不断写入,刻意制造长时间、大量写入的负载,把快取逐步耗尽,借此观察QLC 在高负载下的持续写入表现。

混合读写TLC 明显占优势

先看比较接近日常负载的4K 测试,HOMOLAB 的加权4K READ 测试中,iPhone 18 Pro Max 1TB QLC 得到51,282,反而高于iPhone 18 Pro 512GB TLC 的46,045。

不过到了同时包含读取与写入的混合负载,结果就完全相反:

  QLC 1TB TLC 512GB 差异百分比
4K READ 51,282 46,045 QLC 约高11%
Q1T1 MIX 8,168 11,285 TLC 约高38%
Q2T1 MIX 13,901 17,512 TLC 约高26%
Q4T1 MIX 21,731 25,290 TLC 约高16%
Q4T4 MIX 32,219 35,992 TLC 约高12%

这组结果至少说明一件事情:QLC 并不是所有操作都比TLC 慢,但牵涉到读写同时进行的混合负载时,TLC 会有比较明显的优势。

iPhone 18 Pro Max 1TB QLC 压力测试:写入最低1.1 MB/s,日常使用会有影响吗?

QLC 持续大量写入后,速度从3,256 MB/s 一路降到79.4 MB/s

HOMOLAB 接着以128K 大区块持续写入资料,刻意把iPhone 18 Pro Max 1TB 的储存空间一路往下写,这时就可以很清楚看到不同阶段的速度变化。

刚开始写入时速度非常快,可以达到约3,256 MB/s,原因是iPhone 会先从可用的NAND 空间中挪出一部分,当成速度更快的SLC Cache(高速快取),让新进来的资料先快速写进这里,而不是使用速度较慢的QLC 模式写入。

就像先把新进来的资料丢进一个速度很快的「暂存区」,之后再由系统慢慢整理,所以只要这个暂存区还没用完,QLC 本身较慢的写入速度就不容易被察觉。

在HOMOLAB 测试的这支接近空机的iPhone 18 Pro Max 1TB 上,大约可以持续写入249.7GB 的资料,才会用完这一阶段的高速SLC Cache。

iPhone 18 Pro Max 1TB QLC 压力测试:写入最低1.1 MB/s,日常使用会有影响吗?

但如果持续写入大量资料,这个高速暂存区终究会逐渐被用完;这时iPhone 会进入下一阶段的pTLC 快取,可以理解成另一层速度较慢、但仍然比直接进入QLC 快的缓冲区。 HOMOLAB 测得这个阶段的平均写入速度约为578 MB/s。

若资料继续不断写入,连前面的高速缓冲都逐步被耗尽,测试最后便只能直接写进QLC 本体,这时平均写入速度大幅下降至79.4 MB/s,最低甚至测得25.6 MB/s,HOMOLAB 也表示这比他们之前测过的microSD 卡还要慢。

所以把整个测试简化来看,就是QLC 在经历长时间持续写入、大量消耗前面的高速快取后,写入速度会一层一层往下降:

  • 第一阶段:高速SLC Cache → 约3,256 MB/s。
  • 第二阶段:pTLC 快取→ 平均约578 MB/s。
  • 第三阶段:直接写进QLC 本体→ 平均约79.4 MB/s、最低25.6 MB/s。
iPhone 18 Pro Max 1TB QLC 压力测试:写入最低1.1 MB/s,日常使用会有影响吗?

QLC 容量用掉60% 后,最低速度甚至下探1.142 MB/s

不过前面的测试,是在iPhone 还有大量可用空间的情况下进行。如果手机已经存了很多照片、视频和App,结果会不会不一样? HOMOLAB 接着先在这支1TB iPhone 18 Pro Max 里存入约600GB资料,让储存空间使用率达到约60%、剩余约398.5GB,再重新进行相同的持续写入测试。

结果最明显的差异,就是前面提到的「高速暂存区」大幅缩水。接近空机时,iPhone 可以拿出约249.7GB 空间作为高速SLC Cache;但当储存空间已经使用约60% 后只剩下约58GB。换句话说,手机里存的东西越多,剩下可以暂时拿来加速写入的空间也会跟着减少,因此更容易提早把高速快取用完。

pTLC 快取阶段原本平均约578 MB/s,但在60% 测试中也降到约396 MB/s;最后进入第三阶段直接写入QLC ,平均速度则进一步下探到约45 MB/s,最低值甚至一度只有1.142 MB/s。

但这边有个重点要注意,上面的测试结果不代表1TB 的QLC 只要储存空间使用超过60%,写入速度就一定会变慢。 HOMOLAB 是在已使用约60% 容量的情况下,再持续大量写入资料、一路耗尽高速快取后才测到明显的速度下降。

买到QLC 的iPhone 18 Pro,日常使用会有影响吗?

上面的测试看不懂没关系,最后总结一个你需要知道的重点,就是「QLC 几乎不会影响日常普通的操作体验」。

HOMOLAB 的测试确实发现QLC 与TLC 在部分混合读写项目存在差距,但普通的拍照、传微信、滑Instagram、下载App 等操作,并不会像压力测试一样长时间持续写入大量资料,因此多数用户基本上不太可能把QLC 操到严重降速。

但若经常需要交换大量资料,例如一次传输数十、数百GB 的视频素材、大量备份还原等,长时间持续有大量资料写进iPhone,就有机率会碰到QLC 写入速度下降的情况。

另外,很多人可能也担心ProRes 录影会不会也导致QLC 降速?目前还不能直接下定论,因为HOMOLAB 进行的是持续写入压力测试,并非实际ProRes 长时间录影测试,还需要更多实测才能进一步确认。

总之,对购买大容量iPhone 18 Pro 的一般用户来说,真的不用太纠结TLC 还是QLC。因为目前看到的明显降速,主要发生在长时间、大量持续写入的高负载情境下,和多数人的日常使用方式仍有不小差距。

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