2013年SSD，新觀點(diǎn)大群測(cè)
回顧過去五年多來的3C產(chǎn)品市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，SSD（固態(tài)硬碟；Solid-State Drive）的應(yīng)用可以說是業(yè)界成長最俱話題性的產(chǎn)品。透過提供電腦系統(tǒng)在載入主要軟體與快取資料時(shí)，可以提供超越傳統(tǒng)硬碟機(jī)數(shù)十倍的隨機(jī)讀寫效率，加以主要的供應(yīng)商陸續(xù)加入這個(gè)市場(chǎng)的推波助瀾、Flash memory〈快閃記憶體〉的價(jià)位向下持續(xù)調(diào)整，使得固態(tài)硬碟在短短的幾年內(nèi)，成為市場(chǎng)上解決部分效能瓶頸的新寵兒。

在市場(chǎng)日漸成熟的今日，我們不免俗地，整理現(xiàn)在市面上的固態(tài)硬碟產(chǎn)品效能數(shù)據(jù)供大家參考外，同時(shí)也幫助大家回顧一下過去幾年中比較重要的固態(tài)硬碟應(yīng)用演進(jìn)，希望透過這次的整理，能幫助大家進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)SSD這個(gè)東西。并在這個(gè)暑假，找到一顆最合適的固態(tài)硬碟，并讓它在你的電腦內(nèi)，成為最棒的效能支援。

從零件來看SSD
固態(tài)硬碟市場(chǎng)里的供應(yīng)商相當(dāng)?shù)囟啵m然看似群雄割據(jù)，但進(jìn)一步從主要零件的分類，我們?nèi)阅軓闹姓沓鲆恍┒四摺?br />
一顆固態(tài)硬碟其實(shí)最重要的零件，不外乎是快閃記憶體和控制器兩者；若從快閃記憶體的供應(yīng)商來分類，目前世界上最主要的快閃記憶體供應(yīng)商仍可區(qū)分為Samsung、Toshiba還有Intel這三大族系，而控制器的部分，在過去兩年多來的諸多報(bào)告中，我們都不否認(rèn)控制器其實(shí)才是決定固態(tài)硬碟效能的重要關(guān)鍵，但也因?yàn)榍罢叩年嚑I分類，我們很少看到同時(shí)可以完美支援三家快閃記憶體的控制器出現(xiàn)，因?yàn)楣?yīng)商主要的快閃記憶體來源通常只有其中1~2兩個(gè)，以致控制器在對(duì)應(yīng)不同的快閃記憶體上，得到的效能表現(xiàn)也會(huì)有所差異。

現(xiàn)行的高階固態(tài)硬碟介紹產(chǎn)品，幾乎可說是SanForce、Marvell、Indilinx三強(qiáng)的天下，而其所采用的Flash memory也會(huì)有所不同，要說是Intel的快閃記憶體比較快嗎？其實(shí)也不盡然，主要是看控制器廠商與該快閃記憶體的配合度，而使用相同組合的硬體，效能差異通常不會(huì)太大，這種時(shí)候消費(fèi)者對(duì)供應(yīng)商品牌與售后服務(wù)的表現(xiàn)，將是這些SSD是否可以持續(xù)得到消費(fèi)者青睞的另一關(guān)鍵。

什么是Toggle？什么是ONFI？
一如我們?nèi)伺c人之間的溝通，今天我在這里打的是中文，而讀者們可以從文字中得知我所表達(dá)的意思，我們可以簡單的把“中文”與“這個(gè)網(wǎng)站”，它們規(guī)類為溝通的“協(xié)定”與“介面”。

一樣的道理，在這些SSD控制器與Flash memory之間，一樣有所謂的傳輸介面與通訊標(biāo)準(zhǔn)。而所謂的Toggle和ONFI，在邏輯上是極為類似的，皆是指當(dāng)控制器傳來訊號(hào)，F(xiàn)lash memory可以對(duì)應(yīng)在訊號(hào)波段的上緣與下緣皆可以接收控制器讀寫的動(dòng)作指令來執(zhí)行。這種概念和DDR〈Double Data Rate〉記憶體十分相似，讓控制器與Flash memory 之間的傳輸頻寬可以達(dá)到以往兩倍的效果，而實(shí)際的頻率不用太高，如200MT/s的傳輸次數(shù)，只要100MHz的頻率即可。也意味著支援這些介面的控制器與Flash memory，可以組合出一顆速度逼近兩倍快的SSD。兩者關(guān)鍵的差異，只在于提出的陣營不同─Toggle Mode是Samsung與Toshiba陣營提出的介面模式，而ONFI的全名是Open NAND Flash Interface，提出組織包括有Intel、Micron、Phison、SanDisk、Hynix、Sony，以及Spansion，寫到這里，相信大家稍微可以理解Flash memory陣營體系的重要性，雖然這些控制器廠商中不乏兩邊通吃的高手，但不同零件介面的組合對(duì)工程師來說，其實(shí)并不是相同的兩件事，其發(fā)生的效能差異往往還是在于雙方合作的成功度。

目前在ONFI 3.1以及Toggle 2.0的規(guī)范中，這些Flash memory都已經(jīng)可以支援400MT/s的傳輸頻率，若以八顆Flash晶片為一個(gè)記憶體組織，這些介面其實(shí)對(duì)現(xiàn)有的傳輸頻寬早已是撮撮有余，只等Flash memory自身的讀寫速度再跟進(jìn)而已。

控制器與效能的選擇固然重要，但這同時(shí)也挑戰(zhàn)著供應(yīng)商對(duì)品牌經(jīng)營的理念，以及產(chǎn)品品質(zhì)要求的比較。但Flash Memory先天就是一個(gè)有使用壽命的零件，如何選擇與應(yīng)用，以及同步和非同步Flash memory的應(yīng)用，其實(shí)還有進(jìn)一步的學(xué)問可以探索。

SLC和MLC的新認(rèn)知
看到這個(gè)標(biāo)題，也許諸君會(huì)覺得這個(gè)講到爛的東西還有什么好提的呢？其實(shí)從2011年開始，這已經(jīng)成為值得大家觀注的新議題，我們接下來就要從制程與應(yīng)用這兩個(gè)角度，來和大家分享一下。雖然時(shí)間點(diǎn)有點(diǎn)晚，但相信對(duì)大家看完后，對(duì)未來如何判斷固態(tài)硬碟的零件好壞，會(huì)有全然不同的認(rèn)知。

所謂的SLC〈Single-Level Cell〉與MLC〈Multi-Level Cell〉是指快閃記憶體的資料記錄的形式與層次的不同。在SLC的資料讀寫中，每個(gè)Cell的資料其實(shí)就是最單純的0與1的資料儲(chǔ)存模式。這有兩個(gè)重要的好處：一是讀寫資料時(shí)的延遲幾乎可以無視、耐用性高，可以長時(shí)間支援資料的讀寫，二是電力的消耗低，可以支援行動(dòng)應(yīng)用與小型系統(tǒng)的安裝應(yīng)用。但它也有致命的缺點(diǎn)，也就是在相同的空間大小下，SLC能達(dá)到的容量大小也相對(duì)有限，即使以最新的制程來制作，SLC的單位容量成本似乎還是不足以符合一般系統(tǒng)應(yīng)用的需求。

MLC則是把Cell的空間分成四層，每一層可以寫入2位元的資料，并以每個(gè)Cell內(nèi)的電子數(shù)來判定資料的內(nèi)容。而控制器透過電壓的控制，在每個(gè)Cell里面進(jìn)行資料的讀、寫與抹寫動(dòng)作。如此一來，同樣的空間下，MLC邏輯上可以比SLC的容量再提高8倍，也真的造就了現(xiàn)在市面上諸多的快閃記憶體應(yīng)用。但它也同時(shí)引生出的問題有兩個(gè)，一是Flash memory的資料讀寫是控制器透過電壓，讓一定數(shù)量的電子穿過浮動(dòng)匣極膜〈Floating Gate〉后，進(jìn)行資料的抹寫。在這種一塊當(dāng)四塊用，加上還要作八倍的工作量，壽命會(huì)減短似乎已經(jīng)是天命，更不要說TLC〈3-bit-per-cell了〉。

再者，控制器在讀寫這些資料時(shí)，每一層所需要花的辯識(shí)延遲也很可觀，一般SLC的讀取延遲大約是10ns，MLC的平均值就大約需要到44ns左右，寫入時(shí)更是要將近400ns，比SLC多出將近3倍的時(shí)間，是以效率與耐用性的差異常讓許多玩家維持觀望。不幸的是，壽命不長的問題可能會(huì)因?yàn)橹瞥痰木M(jìn)而更嚴(yán)重，主因也是在于浮動(dòng)匣極膜的微化，以及Cell內(nèi)部材質(zhì)實(shí)際體積的縮小，這也是有待材料科技的進(jìn)步來解決。

當(dāng)然啦，工程師們?nèi)蕴岢隽艘恍┓桨竵斫鉀Q這樣的問題，其中就硬體來說，最著名的方案便是eMLC〈Enterprise MLC〉與MLC-SLC mode這兩個(gè)名詞。我們從MLC-SLC mode來開始和大家說明；簡而言之，標(biāo)準(zhǔn)的MLC是每個(gè)Cell以四層為單位進(jìn)行資料的儲(chǔ)存，而MLC的SLC mode則是把這四層的空間改為兩層來應(yīng)用，也就是每個(gè)Cell只有兩個(gè)記錄2bit資料的空間，如此一來，資料讀寫時(shí)的延遲可以明顯縮短，耐用性也能有顯著的提升。但有一好沒兩好，儲(chǔ)存資料的層數(shù)少了一半，可以使用的容量自然也只有原本的1/2，換言之，如果本來是顆128GB容量的儲(chǔ)存裝置，也就直接腰斬成64GB，這是一種以空間換取時(shí)間的戰(zhàn)術(shù)，它也確實(shí)提供了更可靠安心的選擇。

至于什么是eMLC？有人說是經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，千錘百煉，過得了十八銅人陣的高水準(zhǔn)MLC，也有人說其實(shí)就是MLC-SLC mode的商品化稱呼。兩者常?；煜?，如何解之？其實(shí)可以從產(chǎn)品的耐用次數(shù)來判斷，一般的產(chǎn)品再怎么嚴(yán)格的品管，耐用性的差異畢竟有限，一般MLC每個(gè)Cell的平均抹寫次數(shù)大約都維持在3000次左右，品質(zhì)好一點(diǎn)或是制程較舊可以定為5000，報(bào)高到8,000左右的十之八九都是MLC-SLC mode，至于真正的SLC款，相信您看到它的價(jià)錢也會(huì)先想想該不該買下去。不管是哪一種方案，其實(shí)都不會(huì)有完美的答案，但在這里也為苦思解決方案的先趨至上敬意，他們的努力，的確提供了更多的可行方案與巧思。