叩开SSD之门
编辑视线
最近，Intel正式发布了全球首批基于34nm制程NAND闪存的固态硬盘（以下简称SSD）产品，这意味着34nm工艺闪存已经开始量产。据悉，采用新工艺的闪存颗粒成本价格可下调近45%，最终成本价格能降低60%左右。这则消息犹如一颗重磅炸弹，使得已经平静许久的SSD（固态硬盘）市场掀起了波澜，人们纷纷猜测，固态硬盘是不是就在今年出现井喷式发展？“迎娶”SSD的时机已经到了？
制程升级砸开价格“枷锁”
SSD拥有高性能低功耗的特点，但单位存储成本难以控制，导致它无法快速普及。为了解决单位存储成本的问题，闪存厂商一直在努力改进闪存的制程，以便能够生产出面积更大的晶圆，从而切割出更多芯片。
随着技术的进步，东芝的45nm技术已经逐渐退出舞台，转型为苹果的手机和笔记本电脑提供NAND闪存颗粒，三星的43nm工艺也在逐渐改良更新。最让人兴奋的当数Intel，通过最新的34nm工艺生产的300mm晶圆，可以切割出大约400个32Gb闪存颗粒，相当于每片晶圆“产出”1.6TB的NAND闪存。那么，新生的34nm工艺到底能带来哪些进步呢？
首先，34nm工艺可以保证NAND闪存颗粒在容量增加的同时体积进一步减小，新设计的32Gb多层存储单元（MLC）NAND闪存芯片比美光的第一代32Gb芯片小17%。其16Gb的MLC NAND芯片仅仅占用84mm2的面积，这也就意味着在2.5英寸的驱动器内，可以多容纳接近30%的闪存颗粒，存储密度增加近20%，存储设备的最大容量也可以飙升15%以上。其次，随着工艺进步，存储成本将会进一步降低，采用34nm制程，NAND闪存颗粒的容量将由目前的16Gb增至32Gb，制造成本有望下降60%。
不过，制程提升带来的弊端也不容忽视，过于密集的晶体管在工作时产生的干扰是很明显的，特别是在现有的印刷技术下，当制程低于35nm时，存储单元电荷将会变弱，存储数据的稳定性也会相对较差。多颗粒堆积的存储方式或许是解决方法之一，但这种方式会影响产品性能，加之闪存设备的逻辑电路制程没有太大的改进，这也意味着至少在短时间内，我们难以看到更多基于34nm工艺的SSD产品，主流产品依然将会采用三星的43nm和Intel的45nm技术。
SSD接口规范待统一
制程提升为SSD普及带来希望之光，但在黎明到来之前，我们还要忍受混乱之痛。闪存芯片在50nm制程以前，读写速度提升并不明显，内部接口仅用于连接主控芯片与外部接口，作用也自然被忽略。但随着NAND制程提高到50nm后，各供应商的NAND产品开始出现更多的分化，如单元比特数、Multi-plane组合方式、引脚定义以及页面格式等，内嵌控制逻辑和增强型特性也大不相同，结果由于NAND的差异性造成的软硬设计工作量开始显著增加，测试周期也变得更长，从而增加了NAND导入到终端产品的开发成本和开发时间，最终影响到市场对新的NAND产品的接受速度。
在这种情况下，Intel成立了开放式NAND闪存接口工作组（Open NAND Flash Interface，简称为ONFI），旨在为NAND定义一种标准接口。该组织成员名声显赫，包括闪存颗粒厂商海力士、美光、ST（意法半导体）和Intel，并且还拉拢了微软、戴尔、索尼等系统厂商。ONFI至今已经发布了两个版本的接口规范（最新的是今年初公布的2.0规范，速度达到133MB/s）。关于接口的技术方面，我们这里不想赘述，因为三星与东芝的LBA（Logical Block Addressing，逻辑块寻址）接口规范同样很优秀，如果不是这样，苹果也不会在最后一刻“叛逃”ONFI阵营，投入LBA的怀抱。
目前在PC领域，ONFI规范凭借Intel在行业内的话语权保持领先，实际上ONFI的交错操作（Interleaved operation）、缓冲命令以及DRAM领域已经使用的DDR技术接口互通等技术已经得到广泛的应用，但在消费电子领域，LBA则是一家独大。需要注意的是，LBA为NAND闪存颗粒搭配的管理功能更为实用一些，它包括差错校验（ECC）、坏块管理以及磨损平衡等应用，如果使用在PC领域则更为有效，这也是LBA在缺乏强力合作伙伴的前提下依然能够对抗ONFI的重要原因，如果在消费领域玩得高兴，LBA重新杀入PC领域也是完全有可能的。
虽然内部的接口规范没有敲定，但在外形尺寸方面，总算有了好消息。JEDEC（电子元件工业联合会）旗下的固态技术协会率先推出了“MO-297”规范，定义了1.8英寸SATA接口固态硬盘（54mm×39mm）的物理尺寸、布局和接口，采用这种标准规格的固态硬盘产品对设计师、制造商、消费者来说都有好处，也有利于固态存储技术的普及。
新系统能让SSD“延年益寿”
众所周知，SSD的低价格解决方案采用MLC（多层存储单元）架构，该设备理论上只能承受约1万次的数据写入，这是制约SSD发展的关键所在。如果用在2GB的MP3内，每天都往里面写入一遍数据的话，一年不过365次左右，粗略算一下大概用27年才能因为写入数据导致闪存颗粒损坏，但如果使用在电脑上，就会是另一种结果。
被称为“SSD杀手”的应用就是使用Windows操作系统。有人把Windows系统称作一款“磁盘”操作系统是有一定道理的，操作系统前台保持平静的时候，后台的操作从来没有停止过，比如修改系统缓存文件、修改注册表、将垃圾文件归类整理、建立文件索引等等，这些操作正是SSD的“杀手”。对硬盘来说，读写操作算不上什么，但对SSD而言，这种频繁的读写是致命的，大约一年左右的时间，就会让使用普通MLC颗粒的SSD达到使用“疲劳期”。如果想要让SSD真正得到应用，操作系统的优化必不可少。
可喜的是，微软在研发新一代的Windows 7系统时，已经把SSD摆在了重要的位置上，最近还通过官方博客，详细阐述了新系统的相应优化措施，比如引入Trim机制、禁用磁盘碎片整理等。这里举例解释一下Trim机制，假如一个128KB大小的区块内存放着一个128KB的文件，如果文件被删除并执行Trim操作，固态硬盘就可以避免把这个区块中的字节与对此区块的后续写入所需的其他字节相混合，这能大大减轻固态硬盘的“磨损”。当然，在Windows 7里，Trim请求不仅限于删除操作，也和分区和卷级别命令、文件系统命令、系统还原功能完全整合。
至于SSD存储设备的数据损坏如何恢复，也是需要正视的问题，毕竟结构不同，目前的数据恢复软件在SSD设备上基本都无法启动，对存储设备来说，数据不可恢复性明显提升了数据风险和单位存储成本，在现阶段，SSD的应用还仅限于数据交换和临时数据存储，距离普及应用尚早。想要判断何时适合选购SSD设备作为主要存储设备，就得等到硬盘厂商的SSD产品热卖。
观察：SSD催生存储市场新蓝海
熟悉存储市场的朋友可能知道，去年上半年，SSD开始出现在高端笔记本电脑上，当时高昂的售价让很多人觉得不可思议。不过到了下半年，形势发生了巨大的变化，随着英特尔强势介入这一块市场，SSD已经不再是有钱人的专利。在以英特尔为首的半导体厂商的大力推动下，SSD成品的价格已经急转直下，现在64GB的SSD的售价已经跌至1500元左右，而英特尔新版（34nm）的X25-M 80GB产品也仅报价225美元。
虽然在容量上SSD目前还无法与TB级的传统硬盘相提并论，不过，SSD最厉害的地方在于低得可怕的寻道时间和稳定的传输率，在性能表现上SSD已经超越了传统硬盘。随着制程的进步和闪存芯片价格的大幅下跌、多通道闪存读取技术的逐步成熟，以及闪存离散写入算法的改良，SSD的速度、容量和寿命都会进一步提高，而成本也将保持快速下降的态势。
根据市场调研公司In-Stat的报告，基于NAND闪存的SSD有在10年内取代传统硬盘成为笔记本电脑主要存储介质的潜力，SSD在笔记本电脑市场中的份额在2013年可能上升到50%。另外，半导体厂商美光曾预计，到2009年底，64GB SSD的价格很可能掉到200美元，再隔18个月后可能跌破100美元大关。从现在的情况来看，NAND价格下降的速度较预想的更快，有可能在明年就跌破100美元的临界点，进入大规模应用阶段。
