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SSD瞄準HDD主力戰場發起攻勢

上網時間: 2008年01月30日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:SSD  HDD  硬碟 

對於固態儲存硬碟(SSD)而言,其勢力範圍正逐漸向新興領域拓展,支持SSD的廠商們並承諾將以相當於低階硬碟的價格推動SSD進入主流PC市場。美光科技(Micron Technology)公司已於近期宣佈進入該市場,而東芝(Toshiba)公司也正為加入此迅速‘擁擠’中的領域而躍躍欲試。

SSD是在標準NAND快閃記憶體基礎上所建構的新一代低功率且耐用的系統,它的出現可能會為耗電量大且機械元件易於產生故障的傳統硬碟(HDD)帶來威脅。但由於OEM面臨成本和設計方面的各種障礙,包括缺乏為驅動器應用而最佳化的NAND控制器,以及多級單元(MLC)NAND快閃記憶體的寫入週期限制,因此,對於基於快閃記憶體的儲存硬碟何時才能在主流PC中取得進展,分析師們的看法並不一致。

相較於PC、工業及相關儲存應用中的HDD來看,目前的SSD在許多情況下的性能更低,且價格更是HDD的45倍以上。同時,由於垂直記錄技術和其它頗有前景的未來構想,預計未來幾年內硬碟的體積仍將持續減小,而可能使SSD的大規模應用需求被推擠到十年後。

Gartner公司分析師Joseph Unsworth認為,在PC產界廣泛採納SSD之前,該技術還必須在成本和設計兩大方面進行更多的改善。他預計,業界還需經過一個長期的‘教育過程’,才能讓OEM和終端用戶了解SSD能為筆記型電腦、桌上型電腦以及伺服器帶來什麼好處。

Unsworth將2009年視為是SSD的‘引爆點’,雖然其他分析師認為SSD的廣泛採用將發生在2011年或2012年之後。

IDC公司分析師Jeffrey Janukowicz指出,目前大部份的SSD產品主要銷售作為工業應用和軍事領域等非傳統的驅動器市場。戴爾(Dell)和惠普(HP)等PC OEM也在其系統中將SSD作為一種選用方案,但這樣的解決方案通常價格高昂,而且一般也並未在其網站上對該方案進行大肆宣傳。Janukowicz指出,32GB的SSD售價約為350美元,而160GB的HDD售價還不到100美元。

Web-Feet Research公司CEO Alan Niebel表示,現在SSD和HDD的平均成本分別為10美元/GB和30美分/GB。“SSD如果要能被普遍採納,其價格必須降至1美元/GB。”Niebel指出。他認為這樣具有吸引力的價格最快也要到2011年以後才會出現,而屆時,硬碟每GB儲存容量的成本估計只有10美分,或許還不到3或4美分。

目前,SSD市場是由BiTMicro Networks、Mtron、Super Talent和Stecs等小型廠商所主導。這些公司並沒有晶圓廠,而且還必須從外部供應商取得NAND元件。而且,目前也僅有少數幾家SSD供應商開發了自有的控制器技術。

但是,PC市場採納SSD的潛力正悄悄地改變了SSD的版圖。根據IDC的預測,SSD市場規模將從2006年的3.73億美元成長到2011年的54億美元;而全球已經約有40家製造商正爭奪此一市場佔有率。英特爾(Intel)、SanDisk和三星(Samsung)最近已相繼推出了其SSD產品。現在,美光公司更明確表示要加入競爭,而隨後上場的可能是東芝公司。

美光公司已經推出了針對PC、嵌入式及相關應用的RealSSD系列驅動器。這種新型的SSD產品主要基於Micron自有的NAND快閃記憶體元件,產品儲存容量包括從1GB到64GB都有。

同時,東芝公司發言人確認,東芝公司──這家NAND快閃記憶體的巨擘將於今年初推出一款SSD產品。

圖說:SSD在筆記型電腦中的普及率預計將逐年成長。
圖說:SSD在筆記型電腦中的普及率預計將逐年成長。

對於英特爾、美光和東芝等公司來說,SSD象徵著推動NAND成長的新動力,也是為其內部生產的NAND尋找銷路的好方法。隨著希捷(Seagate)和其它公司即將在2008年進入該市場領域,使得整個硬碟社群彷彿正看到了SSD的曙光。現在,大多數的晶片和硬碟巨擘們正紛紛開發自己的控制器。

誰將成為該市場上的最終贏家?現在要做出判斷為時尚早,但是有些人已經看到了即將出現在該領域的一些變化。

“顯然地,晶圓廠具有成本方面的優勢,”WebFeet公司的Niebel說,“但仍需要擁有關鍵的IP和控制器技術才能獲得成功。”

隨著大型競爭廠商進場,預計SSD的平均銷售價格將可持續下跌。有些人甚至預期未來即將形成一場價格戰,特別是隨著三星公司強力推進以及東芝公司的最終加入戰局。

小型SSD製造商表示歡迎這些新加入該領域的廠商。“整個市場版圖將在2008年年底變得更為清楚完整,”Stec公司行銷和業務開發副總裁Patrick Wilkison說,“進場的大型廠商越多,對該新應用範疇所能提供的支援就越好。”Stec公司是一家系統整合廠商,曾宣稱在2005年佔有2.6億美元快閃記憶體硬碟市場40%的比例。

Wilkison認為,快閃記憶體晶片製造商由於擁有元件成本優勢,很可能得以控制有關PC的低階產品銷售。而伺服器驅動器更是需要專門技術的系統級產品,則可望成為系統整合商和硬碟製造商的領地。

Wilkison批評Micron公司首推SSD的時間比三星和SanDisk晚了一年多,這兩家公司早就擁有了這些產品。

“快閃記憶體製造商的產品系列通常應用範圍較窄,性能等級也較低”,Wilkison說:“Stec公司則囊括從8到512GB容量的產品,而其傳輸速率也比大部份的競爭者更高。”據他介紹,該系列包括支援平行和序列ATA以及Fibre Channel等介面的各種型號,並支援SAS介面的驅動器也在開發之中。

希捷等硬碟製造商也面臨挑戰。Wilkison指出:“硬碟製造商們並不確定SSD這次擴張的胃納有多大,並且也擔心可能失去一部份2.5英吋硬碟的業務。”另外,由於快閃記憶體的競爭,有四家硬碟製造商已經終止了1英吋及更小尺寸硬碟的生產計劃。而一些分析師也指出,1.8英吋硬碟已正遭受攻擊。

為了能將SSD的價格降到可接受的水準,各種條件是否都已到位,業界人士的看法仍存在分歧。

圖說:整體SSD產品出貨量呈上升態勢,特別是某些特定應用市場已經起飛。
圖說:整體SSD產品出貨量呈上升態勢,特別是某些特定應用市場已經起飛。

美國American Technology Research(ATR)公司分析師Doug Freedman在其最近的一份報告中預測:SSD終將主導行動市場。雖然目前價格因素制約了在主流行動市場中的應用,但如果按總持有成本(TCO)的基礎進行比較,SSD在價格方面比企業級硬碟更具有競爭力;另外,SSD還可作為一種附加設備,能用以改善目前的網路儲存性能和可靠性。”

根據該報告,SSD將在2008年佔據整個筆記型電腦市場約5%的比例,相當於大約5百萬單位或2億GB左右的儲存密度。

早期採納SSD的系統還包括諸如OLPC等超低成本PC。此外,華碩(Asus)也已經推出了配置了4GB SSD驅動器的迷你型筆記型電腦──Eee PC,售價約為350到400美元。

資料中心也存在了一些市場機會。在去年7月,IBM公司宣佈將在其刀片伺服器配置中使用SanDisk公司的2.5英吋SSD。“我們相信資料中心的環境將轉而採用SSD,以其作為降低總成本的一種方法。”ATR公司的Freeman說。

圖說:PC應用市場採納SSD的潛力正悄悄改變著儲存硬碟版圖。
圖說:PC應用市場採納SSD的潛力正悄悄改變著儲存硬碟版圖。

設計挑戰

儘管有上述的各種積極努力,但SSD的大規模應用仍然面臨幾項障礙。除了成本以外,控制器技術、軟體整合以及NAND技術本身等關鍵點仍存在問題。

其中一個問題是,NAND的降價速度是否夠快而能使其在密度方面趕上磁介質的步伐?在過去幾年來,NAND的價格一直以年平均40%或更快的速度下降,但“成本仍然是其進入消費產品的最大障礙。我們認為,要想在2009到2010年間取得大規模應用,NAND的平均銷售價格每年至少需下降50%。”Freedman說。

“除了價格因素可能在短期看來相當重要以外,另一個障礙是缺乏能夠使SSD的優勢得以充分發揮的驅動器和控制器技術。”Freeman補充說。

控制器可協助管理SSD的讀寫週期、錯誤修正和其它功能。但Micron公司記憶體系統開發副總裁Dean Klein指出,很少有控制器會針對SSD設計進行最佳化。

Micron、英特爾、SanDisk和三星等公司正自行開發控制器,並表示這些控制器將可實現SSD性能的最佳化。包括LSI、Marvell、Silicon Motion和Phison等數家商業競爭者也正開發SSD控制器,並承諾將透過改進的介面來提高性能特色,Freeman說。

另外還有一些其它的設計問題。今天的SSD大部份是採用較為老舊的單級單元(SLC)NAND快閃記憶體技術,但其最終目標是開發出採用更新MLC NAND元件的儲存子系統。

MLC本身的限制是快閃記憶體在電腦領域中成長時所面臨的最大限制因素。MLC晶片可提供比SLC晶片更高得多的容量,但MLC晶片的位元錯誤率也更高,而且寫入壽命僅約有1萬次,這是SLC快閃記憶體的十分之一。

對於採用MLC的NAND元件和控制器的需求是降低SSD成本的關鍵條件,Freedman說。但是向MLC的轉移意味著重擔將落到控制器製造商的身上,他們必須使NAND元件在不同儲存單元之間取得較佳平衡,以便最佳化SSD的壽命。“考慮到SLC和MLC各自的優缺點,我們相信未來還存在著一個SLC/MLC的混合硬碟市場。”他說。

“由於面臨諸多挑戰,SSD市場現在猶如一個行動中的靶標。”Freeman補充說,“如同大多數的技術導入都必須先行推廣一樣,我們預計SSD的導入期將比預期得更長,而等到大量應用後的速度也將比預期得更快。”

作者: 馬立得、麥利





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