路途多舛 固态硬盘消费级市场并不被看好

 

大部分观察家认为固态硬盘将最终取代磁盘而成为存储选择。固态硬盘比传统的硬盘更轻巧、速度更快、更耐用、更节能。而固态硬盘并不是像所宣称的那样完美，特别是当用于个人电脑和。
Avian Securities调查公司的负责人Avi Cohen说，"固态硬盘存在相当多的问题。没必要比普通磁盘多花600美元-800美元或者高出40%到80%的价格来购买。

Cohen并不是唯一对用户级固态硬盘做出如此评价的人。用户级固态硬盘通常采用多级单元(MLC) NAND闪存--容量很大且价格相对较低，但是会使输入输出速度减慢，这样在整个读取过程中，其读写量将减少十分之一。企业级固态硬盘采用单级单元(SLC) NAND存储器和多重通路以提高数据的处理量和负载平衡软件以保证数据平衡分配在硬盘上。同时，尽管一些用户级固态硬盘已经开始合并最新功能来提高产品性能，但要真正将固态硬盘产品的性价比提高还需要时间。

其他的分析师也表示同意，甚至众多硬盘制造商（包括富士通公司）也认为其在未来至少两年内不会制造固态硬盘。到时固态硬盘的性价比将趋于合理，而成为桌面电脑和电脑硬盘的替换产品。

Gartner公司的分析师Joseph Unsworth说，"大约到2010年，128GB硬盘的价格将是200美元。硬盘制造商需要与用户进行有效的沟通：为什么花更多的钱购买到的硬盘存储量却比之前小。"他指出当前1TB的硬盘价格为200美元，而1TB固态硬盘的价格则是上万美元。

Gartner和iSuppli公司的调查显示，当前用户级固态硬盘价格为每GB 2美元到3.45美元，普通硬盘价格为每GB 0.38美元。两年前，固态硬盘的价格为每GB 17.5美元，因此很明显用户级NAND闪存将很快成为普通硬盘的竞争者，但当前为时尚早。

富士通的负责业务发展的副总Joel Hagberg说，"从市场份额的百分比来看固态硬盘产业，其仍远远不是市场主流。定价也需要合理化。"

据Objective Analysis分析公司的分析师Jim Handy说，英特尔公司和Micron Technology技术公司即将发布的固态硬盘产品是基于32Gbit芯片技术。这两家公司预计将成为首批用户级固态硬盘产品每GB价格低于1美元的公司，其定价大约将为每GB 0.99美元。

固态硬盘到底是如何工作的呢？

Avian Security公司的Cohen说，两种类型的NAND闪存将被用于制造固态硬盘：SLC--每单元的存储量为1比特；MLC--每单元的存储量为2比 特以上。即使是不对任何软件或固件进行改进，SLC存储器与MLC存储器相对比，速度也更快、可信度更高且寿命更长。从另一个角度来看，采用SLC制造的 产品价格也更高，存储量也明显低于MLC。

所有的固态硬盘在连续及随机读取方面--比如看视频或听音乐--具有"先天优势"，因为只要有自由空间，就不需要额外的处理过程来检索数据。这就是固态硬盘的优势，这些设备主要用于音频和视频文件的访问，几乎不需要进行数据的写入处理。

Unsworth 说，Cohen、Unsworth等人说，NAND在随机写入数据方面不占优势。事实上，大多数固态硬盘供应商的宣传点都是：瞬时读写速度很快，但却不展 示产品的持续特性。为了掩盖这一缺陷，供应商试图不用NAND闪存来控制读写速度，而是通过控制器、内存缓冲器、多重控制器通路、平行交叉的NAND芯片 以及闪存管理软件对之进行控制。

比如，这个月Micron发布了新型适用于的固态硬盘阵列，型号为C100和C200--容量为从32GB到128GB。Micron说这一硬盘的持续读取速度可达每秒250MB，写入速度可达每秒100MB。

一 家市场调查和咨询公司Forward Insights的总裁Gregory Wong说，连续写入速度的提高可通过两种方式达到：增加一个动态随机存储的缓冲器，或者是通过增加I/O通路的数目。固件的应用使得应用软件认为数据正 被随机写入硬盘，而事实上数据被重组并持续写入硬盘。

在随机读取方面，因为没有磁头驱动器（所以必须放置在数据中间用于数据恢复），固态硬盘远比普通硬盘高效。比如，一个7,200-rpm的硬盘的响应时间为5到6毫秒。对固态硬盘来说，网页的浏览或访问速度比普通硬盘快100倍。

Wong说，"采用一个动态随机存储器的缓冲器，就可以提高连续读写的性能。但是如果你在一台个人电脑上看到用户模板，那说明大多数操作是随机的。"

Wong还谈到，由于固态硬盘是随机写入的，所以NAND需要应用软件找出空白区。如果正好有空白区，应用软件则必须在进行数据写入前保证清空所有数据，这就使响应时间延时大约2毫秒。

英 特尔公司存储系统主管Knut Grimsrud说，NAND闪存的另一个根本问题是写入放大。数据写入闪存和数据写入主机的方式不同。数据的存放形式为0.5MB到1MB的数据块，因 此如果一个主机要写入闪存上4KG的数据块，则写入主机量的数据量等于写入NAND闪存数据量的20到40倍。

Grimsrud还说，"如果你想写入4GB，你不用清除1 MB的存储空间，再将你不想写入数据存放进去，这样，你就避免了往NAND中写入众多无用数据。"

企业级固态硬盘

用 于交易密集型业务处理--所需硬盘控制器有复杂的固件和软件--的最优化固态硬盘价格非常高。据称，销售到EMC公司的STEC企业级固态硬盘每秒处理量 为52,000个业务（或者说每秒的输入输出量为52000）。但是用户级固态硬盘每秒的处理量仅能达到300到600个。Forward Insights的Wong说,"这不是因为效率无法提高，而是不能提高。"

英特尔公司称其可以尽量克服写入放大的问题及增大30倍传输写入量到主机，或者可达到1.1倍的写入放大比率。公司方面也提到，其新型固态硬盘的处理量可达每秒35,000。Grimsrud暂未透露英特尔如何克服写入放大这一问题，他说这当前还是一个商业机密。

Grimsrud公司的Unsworth说英特尔的闪存采用了10通路控制器，通过将NAND闪存芯片进行平行交错以提高效率、并使性能达到最优化。另外，英特尔的Grimsrud还讲说，公司即将发布固态硬盘产品系列，这一产品线的产品写入和读取速度跟传统硬盘差不多。

Grimsrud 是英特尔公司新型高性能SATA固态硬盘产品线开发团队的一员，他说，英特尔的和桌面固态硬盘产品速度已经达到250MB/秒连续读取速率，和 70MB/秒的连续写入速率。连续ATA固态硬盘的随机读取速率为每秒35,000转的处理量，而随机写入速率为每秒3300转的处理量。

因此，采用固态硬盘后，主要进行读取而非写入处理的应用软件性能有了显著提高。事实上，大部分专家承认，固态硬盘与转速为15,000-rpm普通硬盘及用光纤进行互联的存储设备相比，明显具有优势。

据Avian Securities公司的Cohen讲，高端闪存和高端光纤存储器性价比的对比比率为20：1，因为业务处理需要采用20个转速为15,000rpm的硬盘，这种情况下所获得的随机读取性能相当于一个固态硬盘。

Cohen另外还谈到，由于用户换掉了短冲程离心磁盘，因此用户可以至少装入20个固态硬盘。

固态硬盘对电脑电池寿命的影响

固 态硬盘也在宣传其对电脑电池寿命的延长。然而，很多专家指出测试显示采用固态硬盘所节约的电能可再支持笔记本电脑运转平均五到三十分钟，因为监控器 和CPU所消耗的电能远远超过计算机硬盘。而一些在线发布的测试结果显示事实上固态硬盘相比普通硬盘消耗了更多电池电量。

据Cohen的说法，在笔记本电脑和个人电脑上安装固态硬盘也需要下载微软公司最新的操作系统，这样才能充分利用NAND闪存。最近的服务包中并未包含最近的更新产品，与微软的沟通中也未得到任何相关产品改进的信息。

Forward Insights的Wong说，固态硬盘性能尚未达到最优化的原因是Windows操作系统将数据存储为4KB的数据块形式。而固态硬盘也进行了最优化以接收4KB的数据块，当前固态硬盘被插进普通硬盘的对接口的话，就只能接收512B的数据块。

Avian Securities的Cohen在近期分析师的观察报告中写道，"微软貌似更注重个人电脑触摸屏性能的提高，而非进行NAND整合。"

Cohen相信标准必须充分利用NAND及固态硬盘的容量，因此一个成熟的产品大约要到2009年年中才能上市。

性能

尽管销售固态硬盘的供应商承认，从普通消费者的角度来说，速度优势的确不明显。

Gartner的Unsworth说，"部分固态硬盘产品比普通硬盘的写入速度慢。这取决于你一次写入数据量的多少。如果是10MB，则和普通硬盘的写入速度基本相等，但是如果是1GB，则写入速度反而更慢。"

闪存制造商STEC公司的业务开发部副总Pat Wilkison说，固态硬盘产品差异较大。STEC给企业级存储器公司如EMC，该公司推出了高端Symmetrix和中级Clariion存储阵列，这两个产品线都是针对高端的闪存产品。

"EMC采用的固态硬盘产品级别与用于电脑的有很大差别。事实上性能差别取决于所需运行的应用软件。固态硬盘的随机写入速度的确是很慢。而作为个人电脑的用户，写入速度则很关键。"

Western Digital公司速度最快的PC硬盘是3.5寸，10000rpm VelociRaptor，其存储量为300GB。根据Computerworld的测试，VelociRaptor瞬时速度已达250.3MB/秒-- 我们测试中记录的最快速度。平均的读取/写入速率为105.6MB/sec。产品价格为：300美元。

Western Digital公司最快的电脑硬件是2.5英寸, 7200rpm Scorpio Black，其存储量为320GB。根据我们的测试结果，硬盘的平均读取速率为363.8MB/秒，而瞬时读取速率为238.8MB/秒。价格是230美元。

四月份，Computerworld同时将高性能固态硬盘与两款性能较高的普通硬盘进行了对比测试。结果显示固态硬盘并无明显优势。

进行测试的硬盘产品如下：

32GB Crucial Internal 2.5-in. SATA SSD
32GB Ridata 2.5-in. SATA SSD
250GB Seagate Barracuda 7200.9 3.5-in. SATA hard drive
200GB Seagate Momentus 7200.2 2.5-in. SATA hard drive.

结果如下：

有专家说需要建立一个新的标准以衡量固态硬盘的可靠性，这样闪存的寿命才可获得明确的数字。

Gartner公司的Unsworth提到，目前大约有80个公司正在制造固态硬盘产品，而质量则良莠不齐。

Western Digital的固态硬盘平均无故障时间（MTBF）为140万小时。英特尔公司称其最新Extreme SSD的无故障时间为120万小时。

而专家称平均无故障时间实际上是不够精确的，且测试硬盘可信度的方法也太主观，因为不同的应用软件将不同的。测量硬件寿命的更好方式是通过测试一个硬盘的写入循环，或是写入并清除数据的次数。

尽管固态硬盘具有耐用这一优势，但由于没有可移动的部件，使得闪存寿命的差别很大，而这取决于众多因素。

富 士通公司的Hagberg对于这点解释道，第一个决定因素是固态硬盘到底采用的是SLC还是MLC存储器。SLC通常的寿命是100,000个写入循环， 而MLC则为1,000到10,000个写入循环。而Western Digital公司电脑的硬盘写入循环为600,000。但是SLC的价格也是MLC的两倍。
部分MLC内存，速度比SLC（基于写入扩大 修正软件）内存快，且可以促进原始缓存芯片的性能，但是寿命会减短。随着软件的改进，MLC可以超过SLC的性能，但是从其核心来看，仍是MLC内存占据 优势，MLC的循环周期在软件的帮助下可大大减短，这是由于存储单元的存储频率和存储量都有了提高。一般来讲，固态硬盘的性能越高，寿命也将越长，则其效 率也将越高。

但是有谣传说固态硬盘寿命与普通硬盘寿命差不多，而这种情况仅在采用有磨损控制软件的企业级设备中应用时才会出现这一情况。

Hagberg说其公司在过去的两年中并未计划发布任意固态硬盘产品，因为这一技术并不足够吸引人，且在固态硬盘的性能和可靠性上有突破性改进之前（从现在算起大概需要两年时间），情况不会发生本质变化。

据Objective Analysis调查公司的研究报告中谈到，在不到十年的时间里，NAND闪存销售量从几乎为零增长到了160亿美元。Handy在一次报告中说，"这一 产品是半导体市场上有史以来增长最快的，其正在取代DRAM成为半导体存储器市场上的主流产品。"

Unsworth说，Gartner公司预计低成本的固态硬盘产品种类将从2007年的635,000增加到2012年的3300万。这代表其五年间的增长率为117%。

Avian Securities公司的Cohen说，固态硬盘将是便携设备中增长最快的，因为产品的核心目标是数据的读取。固态硬盘预计也将在便携式笔记本电脑和高 端笔记本电脑（例如苹果公司的MacBook Air）市场上销售上有很好的业绩，主要是因为固态硬盘很"酷"，而不是因为任何其他性能优势。