25nm固态硬盘 缩水还是进化?
趋势观察

3月28日,Intel正式发布了旗下第三代固态硬盘(以下简称SSD)产品,相对于第二代SSD产品来讲,最大的改变就是将闪存芯片的制造工艺从34nm提升到了25nm。当然,在这之前,也有很多SSD厂商全面推出了采用25nm新工艺的SSD产品,或者可以说,SSD的25nm时代已经全面到来。
按照我们以往对于CPU、GPU制程的理解,工艺越高,意味着功耗越低,在相同面积的Die上可以拥有更多的晶体管以提升集成度,降低成本。不过,对于SSD来说却没有那么简单。
34nm到25nm,改变了什么?
对于芯片的制程来讲,我们的经验是“数字越小越好”,纳米数越小,意味着集成度越高,成本也越低,功耗控制、频率等等都可以表现得更好。不过,对于SSD来说,闪存芯片的制程提升还意味着更多的变化,这些变化也使得实际的SSD产品在设计方面相对上一代产品有了变化——而不仅仅是规格。
以前我们的文章也介绍过了,对于目前采用MLC NAND闪存芯片的SSD来讲(主流消费级SSD全都采用的是MLC NAND闪存芯片),将NAND闪存芯片制程从34nm提升到25nm之后,擦写寿命也会从5000次降低到3000次,那这不是让25nm的SSD寿命缩短、可靠性变低了吗?别急,SSD厂商自然有相应的解决办法。
多种方式增强SSD可靠性
以Intel最新发布的320系列320GB为例,理论容量为320GB,标称容量300GB,格式化后为279GB,其中41GB(约占总容量12.8%)就用来做了冗余存储空间。在这41GB的空间中,有一半用来控制“写入放大”(目的是改善性能)和“损耗平衡”(让存储单元的损耗尽量均衡),另一半用来做“冗余NAND阵列”(失败数据恢复)。
也就是说,对于NAND芯片寿命缩水的问题,SSD厂商主要从“损耗平衡”和提升数据安全性两方面来进行弥补,这就需要更多的存储空间。好在由于制程的提升,25nm MLC NAND芯片的单颗容量也大大提升(例如单颗容量达到8GB),本次Intel发布的320系列SSD中就拥有600GB超大容量的型号,这和中低容量机械硬盘的差距已经不是很大了。
另外,Intel的25nm SSD中还配备了多个钽电容,用处就是当电脑突然断电的时候,用电容中储存的电量来支撑SSD将缓存里的数据保存到闪存芯片上再停止工作。这样也可以提升SSD在一些特殊情况下的数据可靠性及安全性。还有一点值得提出,25nm MLC NAND需要更强的ECC纠错能力,因此对主控芯片的要求也更高。



价格降低,普及力度增强
前面说到,MLC NAND制程从34nm升级到25nm之后,单颗NAND芯片的容量得到大幅度提升,这使得25nm的主流级SSD有高达600GB的型号,而另一方面,它的成本也因此得到大幅度下降。
从Intel发布的第三代SSD产品售价就可以看到,各个型号相对上一代同容量产品有15%~30%的下降,容量越高,下降的幅度越大(尽管如此,SSD依然有65%左右的利润率……还是比某些手机、掌机、平板电脑产品厚道多了)。
可以预见的是,SSD厂商新一轮的降价大战就要展开了,想购买SSD的玩家可以再观望一段时间,观察各家新一代SSD定价的情况,再做出选择。

经过这一轮的降价,SSD的价格对于DIY玩家来说,接受度又要高一些了。当然,不可否认的是,即便是这样,SSD目前也只是DIY玩家的玩物,大众真正全面接受,还需要较长的时间才行(其实就40GB这一容量的SSD的价格来看,和当年40GB机械硬盘刚出来时的价格也差不多)。

编辑视点(王诚):“34nm升级至25nm利大于弊”
就大家最关心的擦写寿命问题而言,虽然25nm MLC NAND的确有所缩短,但更高的容量提供了更多冗余存储区域,而且由于价格大幅度下降,让玩家可以用同样的价格买到更大容量的SSD——这就意味着可以留出更多的冗余空间用作损耗平衡。而且,厂商也在SSD中采用了更多保证数据安全的技术(例如Intel 320系列的掉电保护),当然,不排除山寨SSD产品去掉了这些技术以节省成本,这样的产品的确不值得选择。
总的来说,25nm SSD的寿命和可靠性并不会像很多玩家想的那么不济,更何况多数SSD厂商的25nm和34nm SSD产品的质保都是三年,这一点也很有说服力了——厂商也不敢拿返修率来开玩笑的。
性能方面,采用25nm闪存芯片的SSD可能在某些项目上相对34nm产品略有降低,但看在价格的份上,这点降低的幅度还是可以接受的,而在某些25nm SSD产品上,由于固件、主控的升级,性能反而有所提升。
在各大SSD厂商宣布要全线更新为25nm产品时,很多DIY玩家都表示出“对25nm SSD寿命不看好”,“要想买SSD赶快抢34nm产品”等看法。其实,个人认为没必要如此消极看待25nm的SSD产品,34nm升级到25nm,不可阻碍,而且利大于弊。
延伸阅读
链接1:OCZ 25nm SSD容量缩水事件
不久前,由于用户反映购买的OCZ 25nm SSD产品容量有缩水情况,因此OCZ宣布免费为用户更换容量正常的产品。
具体的情况是,型号为OCZ SSD2 2VTXE 60GB(25nm)的格式化容量为55GB、型号为OCZ SSD2 2VTXE 120GB的格式化容量为118GB,而它们所对应的34nm产品容量分别为60GB和120GB。
其实,容量的损失并不是25nm NAND的错,主要原因还是来自OCZ采用的SandForce主控芯片的RAISE功能,这两款容量缩水的SSD采用的是单颗8GB的NAND芯片,因为主控工作方式的原因,会吃掉一些容量,更换为单颗4GB容量的NAND芯片,容量就没有问题了。
编辑点评:
至于格式化容量这一参数,不少厂商都没有明确标注,所以建议大家在购买SSD之前多了解一下相关参数,就算容量少了,也要知道是为什么少(如果是用来实现损耗平衡和数据纠错等功能,倒也可以接受)。
链接2:海盗船Force系列SSD全面更换25nm闪存
作为知名SSD品牌,海盗船当然也全面开始推25nm SSD产品,旗下采用SandForceSF-1200主控芯片的Force系列SSD全面升级为25nm闪存芯片。
这次升级我们主要关注到两个变化,首先是读写速度从34nm版本的285MB/s、275MB/s变为了25nm版本的280MB/s、270MB/s,略有下降;其次是,海盗船对内置128GB 25nm闪存颗粒的SSD直接标注为115GB实际容量(这一点比OCZ聪明多了……)。
编辑点评:
不能否认,采用25nm闪存芯片的确对性能也有一定影响,但价格的降低也会弥补这个问题带来的影响。另外在容量标注方面……海盗船还真是算老实的。