全面了解固态硬盘:2008年能否实现普及?

固态硬盘已经成为英特尔振兴闪存业务的代名词,固态硬盘也已经成为所有致力于数据中心节能的企业的希望,作为消费者的我们,是否真正地走近过它?

“原来的硬盘性能升级速度太慢,无法跟上随摩尔定律进化的微处理器。比如,1996年以后大约十年内微处理器的性能提高到了原来的约30倍,而硬盘的性能只提高了1.3倍。而使用NAND闪存 的SSD(solidstatedrive)与硬盘相比,10年内性能可以提高50倍。”以上这番话,出自英特尔副总裁兼NAND产品业务部总经理RandyL.Wilhelm在2008年2月29日于大阪举行的会议上的发言。

SSD 从诞生之日起就不乏关注。从英特尔称要研发SSD到IBM近期推出SSD刀片服务器,固态硬盘的优点也被媒体和厂商一再提起:例如它的存取速度达到了令人惊讶的程度,例如它的体积小到你以为它只是一个个性的闪存,由于内部不存在机械设计,它的防震水平也是一流的,另外它几乎不会产生噪音。同时人们并没有忽略固态硬盘的“暂时的”缺点:价格——去年8月索尼发布的采用32GBSSD固态硬盘的高端TZ18GN笔记本电脑拥有高达11.5小时的电池续航能力, 但其4300美元的零售价却将我们购买的大门紧紧关闭。

  什么是固态硬盘

  SSD固态硬盘泛指使用NAND闪存组成的通用存储系统,由控制单元和存储单元(FLASH芯片)两部分组成。存储单元负责存储数据,控制单元负责读取、写入数据。由于固态硬盘没有普通硬盘的机械结构,因而系统能够在低于1ms的时间内对任意位置存储单元完成I/O(输入/输出)操作。而且,固态硬盘也不存在机械硬盘的寻道问题。

  同样是得益于没有物理动作,采用了SSD硬盘的系统在读取以及写入的时候也不会发出任何的噪音。从此,一些依靠硬盘声来判断硬盘运行状态的“老鸟们”在固态硬盘面前失去了老鸟的资格。

  谁在支持SSD固态硬盘

  当然英特尔是积极拥护者。据统计,闪存业务2007年给英特尔带来了不足10%的销售收入,闪存和其他相关业务的销售收入为33亿美元,亏损了 25亿美元,而2006年的亏损为24亿美元。为此,业内早有建议认为英特尔应该甩掉闪存业务这个包袱轻装前进。但近日英特尔宣布将会在其即将发布的迅驰 2平台的笔记本中采用SSD(基于闪存的SSD)的消息,在4月份进行的英特尔春季IDF上,英特尔也称将推进SSD的发展。

  在 CES2008上,三星、TDK、SanDisk都展出了固态硬盘产品,而昨天刚刚传来的消息,美光也将联合英特尔推出基于34nm制程工艺的32GB固态硬盘,希捷也将在明年推出基于服务器使用的固态硬盘。这个在IDC眼中市场规模将从2006年的3.73亿美元成长到2011年的54亿美元的业务,将有近40家竞争对手虎视眈眈。

  固态硬盘的进展

  曾经有人质疑过固态硬盘的寿命,其实固态硬盘在原理构造上基本上和我们应用普通机械硬盘有很多相似的地方,比如模拟扇区、模拟磁道等。在固态硬盘内部, 最核心的部分就算控制器了,它是整个固态硬盘的核心,里面包括很多构架,比如读写算法、接口定义等。主要影响寿命的就是读写次数,在固态硬盘的算法定义中,修改一次才算一次真正读写。

  由于Flash具有擦除次数有限、先擦后写的特点,会带来使用寿命有限的缺陷。为延长其预期使用寿命,普遍采用磨损均衡算法对各存储单元进行管理。均衡算法的核心在每次写操作时将新数据写入到最少被使用的物理块中,来达到整个固态硬盘存储介质的均衡, 特别对算法在垃圾回收策略和对静态文件管理方式上的优化,可以大提高整个固态硬盘的寿命,垃圾回收时在遵照磨损均衡原则的前提下提高写入数据效率,同时增强算法对不同类型的文件存储单元管理能力,从而达到更加有效的磨损均衡。另外有些厂家开始模仿传统硬盘的方式采用RAM(内存介质)做缓存的形式,由于 RAM本身介质的特性,可以提高整个电子盘的寿命。

  5月30日,日本TDK公司开始出货新款1.8寸固态硬盘SSDHS1系列,容量为16到64GB,售价在9到20万日元,折合6000到 13000元人民币,价格略有下降。最重要的是,TDK为该产品专门开发了DBDriverHS1控制芯片,其内置的区块控制优化算法,可令原擦写次数1 万次的MLCNAND闪存,在24小时连续运行状态下工作10年。

  美国SuperTalentTechnology公司已经开始出样一款256GB的固态硬盘产品。根据介绍,这款2.5英寸SATA接口规格的固态硬盘可在笔记本电脑上使用,也是目前全球最薄的256GB固态硬盘,厚度要比2.5英寸传统硬盘降低40%。这款256GB固态硬盘最大的连续写入速度可达到50MB/s,读取速度则可达到65MB/s。

  固态硬盘主要应用

  SSD最早主要应用于军事、航天、精密工业这些对资料安全度极度重视、且有能力负担昂贵成本的领域;虽2005年三星首度推出消费型SSD产品,而后引发NANDFlash相关业者一窝蜂抢进SSD市场的事件,则是2007年微软(Microsoft)推出的新一代作业系统Vista中,新增 ReadyBoost与ReadyDrive等支援NANDFlash的技术,才算是启动了NANDFlash的PC应用。

  另一个应用较广泛的领域就是笔记本。iSuppli公司技术报告显示,2009年第4季度将有约54%的超轻薄笔记本电脑使用混合硬盘,而28%将会使用SSD。

  有一种说法称SSD下一个主要的应用领域应该是数据中心,但是由目前的进展来看,并不是很明显。不过EMC和IBM已经开始在旗下的存储和刀片服务器中选用SSD,这是由于它在节能方面的优异表现。据悉,在采用SSD的存储阵列中,节约的能耗甚至可以达到87%之多。

  毫无疑问,固态硬盘是下一代存储介质的先锋者,但是可以预计的是,2008年,将仍然只是固态硬盘表演的一年,只有价格真正下降到发烧友可以接受,那么普及才算是真正开始。一整年,留给SSD的时间还有很多。

后续:160MB/s 三星承诺年底发布256GB高速SSD

三星最近做出承诺,将在今年年底发布用于笔记本电脑的256GB固态磁盘,并实现量产.

这批SSD将包含2.5和1.8英寸两个版本,可能会用于MacBook Air等笔记本型号,同时支持PATA和SATA接口,厚度9.5mm,读取速度高达160MB/s,这一速度已经超越了目前的双硬盘阵列,是目前读取速度最快的SSD,并且具有数据保护技术,同时它非常节能,全速运行功耗仅0.9W,比普通硬盘的待机功耗还要低.

三星之前就有推出过256GB的SSD。这次虽然容量上没有变动,但这款基于MLC闪存、SATA II硬盘的速度实在是骇人,读取200MBps,顺序写入160MBps(注意这是Byte不是bit哦)。这玩意儿我们肯定是用不起的啦,不过这是一个好的开始,不是么? 9月上市,1.8"款Q4发布。

后续2:Hynix公布超小型32GB闪存

Hynix今天公布了最新款闪存芯片,可用于各种媒体播放器和依赖闪存的设备.他们采用了three-bits-per-cell技术将32GB的容量封装在了一个指甲大的区域里.

这款芯片比目前其它产品要小30%,可以在不加大体积的前提下有效增加播放器等设备的容量.

这意味着今后的iPod Touch和ZEN等设备将再次扩容一倍,同时SanDisk和东芝也已经将three bit技术准备就绪,闪存厂商的竞争进入下一个阶段.

后续3:Sun将于今年进军固态硬盘界

Sun公司于昨日(08-06-04)发表公告称他们将于今年底之前销售固态硬盘技术。
Sun官方表示他们正与第三方生产商紧密合作,以测试2.5寸及3.5寸的产品能否良好的兼容各种软件、服务器、储存产品等。该公司副总裁John Fowler表示用户可以很容易的将这种固态硬盘在PC及服务器上进行插拔。

随着Sun的进入,固态储存业务也正受到更多企业的重视。但是也有一些分析师认为,当前高昂的价格是阻碍固态硬盘技术推广的最大阻力。
消息来源:ComputerWorld

后续4:希捷:明年再进军固态硬盘 还有2TB
希捷CEO Bill Watkins曾在去年夏天表示,他们会在2008年推出自己的固态硬盘产品。如今已到五月底,其他厂商的固态硬盘产品不断翻新,也经常有新的厂商加入进来,但希捷迟迟没有动静。

Bill Watkins称,希捷不会忽视固态硬盘,但也不会急于动手,考虑到其性价比现在要远远低于机械硬盘,希捷已经将投产固态硬盘的计划推迟到2009年。

另外,希捷的固态硬盘产品初期仅面向数据中心等企业级市场,消费级产品则要等到每GB成本降到10美分的时候再说(现在是3.5美元左右)。

为了不让大家太失望,Bill Watkins还透露说,他们会在明年发布2TB容量的3.5寸桌面硬盘,只是具体时间还没定。

后续5:IDC:桌面硬盘2012年扩容至3TB
很明显,固态硬盘的蓬勃发展正在给传统硬盘厂商带来越来越大的压力。固态硬盘的容量已经达到512GB,至少在这方面正在超越1.8寸硬盘,并缩小与2.5寸硬盘的差距。

不过IDC分析师John Rydning认为,传统硬盘仍然会大兴其道,虽然固态硬盘“会在部分领域侵占传统硬盘的市场”,但硬盘产业“不会被这类存储技术轻松击败,在未来几年内仍将保持无法比拟的出货量和收入”。

更大的容量、更高的容量价格比是传统硬盘的制胜法宝,而短期内的关键还是垂直记录技术。John Rydning预测,到2012年硬盘的容量会是现在的三倍,也就是1.8寸达到500GB左右,2.5寸升至1.5TB,3.5寸则扩容到3TB。

有趣的是,希捷CEO日前表示会在明年推出2TB桌面硬盘。如果IDC预言准确,那么从2010-2011年间桌面硬盘在容量上会停滞不前。至少这说明现在的硬盘技术已经很难有太大突破,传统硬盘厂商要抱住优势地位,必须尽快普及新技术。

IDC还表示,企业存储系统、个人存储设备、个人录像机等将是传统硬盘受固态硬盘威胁最大的地方,预计到2012年可被夺走大约50%的出货量。

后续6:Intel低价笔记本专用固态硬盘
Intel推出Atom,自然是希望在MID或者是新的Netbook、Nettop市场中有所建树。为此,他们在Computex上又专门发布了针对这一市场的固态硬盘产品,以低价固态存储为最大卖点。

新的Z-P230系列固态硬盘容量仅有4GB和8GB,足够空间安装Ubuntu等轻量级操作系统,16GB型号要到今年第四季度才会上市。两款 SSD仅提供PATA接口,这一点和Atom平台SCH芯片组的规格相对应。Z-P230重量仅10g,读取速度为35MB/s,写入速度仅有 7MB/s,待机功耗仅1.65mW,而标准功耗也只有314mW,平均无故障工作时间100万小时。

好消息是,Z-P230 4GB和8GB版的千组批发价格仅有25或45美元。

后续7:Kingmax进军固态硬盘 ExpressCard+SATA
Kingmax在Computex 2008上宣布杀入火热的固态硬盘领域,并拿出了第一批产品进行展示,同时还有一系列芯的内存和NAND闪存产品。

Kingmax的固态硬盘有两种接口规格,分别采用ExpressCard和SATA,其中ExpressCard和1.8寸SATA型号最大容量64GB,2.5寸SATA型号最大容量128GB。

Kingmax的固态硬盘均采用55nm工艺NAND闪存芯片,但40nm技术一旦成熟就会升级。据透露,这些NAND芯片来自三星电子、海力士半导体和美光科技。

Kingmax表示,ExpressCard接口的固态硬盘主要用于为老用户提供升级,因为它们可以轻松插入笔记本的ExpressCard插槽。

Kingmax预计固态硬盘的渠道需求将在今年下半年开始升温。

Kingmax还展示了8GB的microSDHC存储卡,使用核心堆叠(PiP)技术制造,可通过适配器兼容一般SD产品;另外还有DDR3-1600和DDR3-2000内存,而且不是原型,已经进入渠道销售。

后续8:Intel演示固态硬盘:看起来很美好
自从在上海IDF上正式发布以来,Intel的固态硬盘就没什么消息了,直到日前的Computex 2008上,Intel才借机进行了一些演示,而效果看起来还不错。

首先是一套基于新鲜出炉的Intel G45芯片组的HTPC系统。有趣的是,Intel还耍了一个小花招:在观众进入展示房间以前,Intel已经悄悄开机并播放高清视频,但关闭了屏幕,结果大家并没有察觉,直到点亮屏幕以后才纷纷赞叹那完全听不到的噪音。

接下来是超频的Nehalem Bloomfield四核心处理器和两块固态硬盘组成的RAID 0,结果自然是非常快了,不过考虑到Nehalem处理器本身的进步而且还是超频的,似乎并不能说明固态硬盘有多好。

另外,Patriot也展示了他们的新款,2.5寸32GB固态硬盘,读取速度接近130MB/s,写入速度超过70MB/s,而一旁做对比的机械硬盘只有47MB/s。

Patriot将在7月份推出其固态硬盘产品,容量从32GB到256GB不等。虽然没法和三星那超过200MB/s的读取速度相比,但至少时间上能提前两个月。
为此Intel高级性能分析师François Piednoel(就是说CPU视频编码要比GPU画质更好的那位)拿出了一台基于Penryn 2.6GHz处理器的笔记本,当然里边也有Intel的固态硬盘。冷启动,进入系统,开启应用程序,Word 2007、Excel 2007、Photoshop等几乎都是立刻蹦了出来,根本无需等待,只是不知道是不是还有Vista和迅盘闪存加速的功劳。

François Piednoel还开启了杀毒软件,对160GB硬盘进行完整扫描,结果只需要16分钟。他说:“杀毒扫描一般都受制于硬盘,但现在不同了,而处理器第一次成了杀毒软件的瓶颈。”他还认为,固态硬盘有利于提高计算机安全性,因为一般情况下全盘扫描非常耗时间,导致用户都不愿意这么做。

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