iPhone 18 Pro 1TB QLC 闪存颗粒分析报告来了

今天拿到的这台机器，通过 Device Lab 工具进行分析，存储颗粒是东芝的 QLC_3D_G8_4P_2048，1TB 的容量版本，用的 Apple S6E 控制器，按厂商编码 9849AC037AE6 去反查的话，得到的参数如下：218 层 BiCS8 QLC（4bit）、16KB Page、每 CE 2048Gb、每 die 2048Gb、每 die 4-Plane。

根据参数（每 die 2048Gb）和 1TB 总容量，可以知道这块硬盘颗粒是由 4 片 NAND Die 组成，在 TLC 时代要做成 1TB 的颗粒，需要 8 片 Die，在同容量下 QLC 能做到比 TLC更薄的整盘厚度，在速度这块，有意思的是真机实测下来读写都能达到 3GB/s，明显不是 QLC 的直写速度，合理的解释是苹果依然在 QLC 的颗粒里划出了 SLC Region 来接收这种突发的写入。

因此就有了接下来的分析，通过查看 NAND 管理日志，是能看到苹果的闪存管理可以把存储区域（Band）分别设置成 1bit、3bit 或 4bit 密度来用，这次 iPhone 18 Pro 用的是 QLC 颗粒，只有出厂的坏块标记为了 QLC 的 4bit（当然坏块会做屏蔽处理，不参与使用），其余的存储区域按 3bit + 1bit 混合跑，主体按 3bit（TLC）存数据，少量区域按 1bit（SLC）用，换句话来说的话，就是苹果虽然用了 QLC 颗粒，但没有按 QLC 模式去用，等于把 QLC 当 TLC 去用，损失部分容量，换来更长的擦写寿命和更稳的速度。

这块 QLC 颗粒按满密度（4bit）折算，原始容量约 1224GB，如果全盘按 SLC（1bit）跑，容量只有原来的 1/4（306GB），如果全盘按 TLC（3bit）跑，容量是原来的 3/4（918GB），更别说还要扣 OP 冗余容量，但手机设置里显示的总容量确实是 1TB。

因为苹果的控制器支持独立配置各 Band 的 Cell 密度，可把每个 Band 都当作 SLC/TLC/QLC 来跑，推测苹果是在空间充足的时候，颗粒主体按 3bit TLC 模式跑，在需要高速写入的时候，动态划出 SLC 区域接收突发写入，需要大容量存储冷数据时，又将 Band 切到 QLC 模式存放，也就是说苹果这套闪存管理逻辑核心是按需分配。

但这套方案的最大的短板是满盘状态，一旦存储空间接近存满，可动态调度的 Band 会减少，没有足够的空间划出 SLC 缓存，也就是写入放大的问题也会变得非常严重，这时写入性能会有大幅跳水。

目前实测已经看到 SLC 跟 TLC 的动态切换能力（也就是 oslc 机制，已经有了 479 次转换记录），但 TLC 跟 QLC 自动切换的证据还没有捕获到，验证方法依旧，需要把盘用到 70~80% 占用，抓取系统日志看是否有出现活跃的 4bit 存储区域。