全面了解固态硬盘:2008年能否实现普及?

煎饼

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。

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) m, Q3 X7 g) a6 \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。
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　　什么是固态硬盘
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# W9 E7 q, P  c. N+ e. s4 }　　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。
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　　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
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　　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。

& G# q. L+ q7 K  E4 d4 W　　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。
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6 j" r6 f; \* L: V　　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 f& x1 E8 K  b& F5 p# X　　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。
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  F' Q3 q5 t5 {7 K- n　　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。
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　　固态硬盘主要应用

9 R( |7 y# O1 S) x! D8 F　　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。
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　　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。

6 x* c6 }6 V, N- a　　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。