SSD是Netbook市場的「香餑餑」還是「冷饅頭」？

價格、故障率、資料復原、視訊流處理以及使用壽命等問題正成為固態硬碟(SSD)在消費性電子市場大展鴻圖的最大五個障礙。本來，擁有低功耗、快速隨機存取、高抗震和無機械雜訊等優點，SSD可望在Netbook (編按：中國大陸稱“上網本”)和消費性電子市場坐擁巨大商機，但前述的五大障礙卻使SSD仍面臨可能被製造商淘汰的局面。
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因此，集眾多優點與缺點於一身的SSD成為備受爭議的產品，它將是Netbook市場的「香餑餑」還是「冷饅頭」呢？

美國著名記憶體測試廠商CST執行長暨總裁Cecil Ho對《國際電子商情》表示：「受兩個主要因素的影響，Netbook製造商正放棄SSD。」他解釋道，首先，對於Netbook市場來說，SSD的每 GB成本過高，一顆16GB的SSD平均零售價格是150美元，而整台Netbook的成本不過300~400美元，價格顯然太高了。

其次是可靠性；MLC快閃記憶體類型的SSD驅動器存在穩定性問題，這是MLC技術的特性造成的，雖然可以利用驅動器中的軟體演算法克服這種可靠性問題，但對於一般的終端用戶來說，IP購買成本構成了很高的價格障礙。

Cecil 認為SSD的市場前景僅在企業市場。企業用戶已發現使用SSD可以節省大量費用，因為伺服器應用主要執行“讀”功能，所以能避開主要發生在“寫”與“抹除 ”作業過程中的可靠性問題。企業用戶發現，充當儲存緩衝的SSD不但可以節省大量電能，而且可以加速執行速度。「因此SSD製造商已把目光集中在資料中心和伺服器廠商上面。」Ho表示。

然而，Ho的說法並沒有得到更多SSD廠商的認可。知名快閃記憶卡廠商創見資訊(Transcend Information)以及ATP等，認為SSD在Netbook等消費性電子市場也具有遠大前途。

創見資訊市場及銷售副總裁張達文客觀地指出，SSD的未來市場可能分成兩類：一類是採用高成本SLC晶片用於高性能的伺服器應用；一類是採用低成本MLC晶片、性能良好的SSD用於筆記型電腦市場。而ATP的SSD產品經理陳寅更是認為，將來SSD除用於筆記型電腦外，還適用於PMP、MP3播放器、數位相機等消費性家電產品中。

身為SSD最早的推動者，三星(Samsung)也認為消費性市場是SSD未來的成長點。三星半導體儲存市場部副總裁Wan-Hoon Hong預計，SSD在PC和伺服器應用中的採用率將繼續上升，佔整體PC與伺服器市場的比例到2010年將達到12%。未來的成長潛力則在於消費性應用，如數位相機、多功能印表機和汽車導航系統，消費者可以透過這些產品享受到SSD的性能優勢。

同樣，SSD控制器IC廠商也認為SSD在消費性電子市場前景不錯。擎泰科技(Skymedi Corporation)產品經理許平育表示：「除了現在仍以企業級應用為主(SLC)之外，在解決了MLC的讀寫壽命與可靠性問題、且DRAM快取技術成熟之後，較低成本的MLC SSD將有機會切入可攜型電腦的儲存市場，包括2.5與1.8吋SSD、以及內建型SSD等。」

那麼這五大障礙短時間內會有可能解決嗎？

SSD的價格不僅是由快閃記憶體決定

「隨著快閃記憶體技術的改善，SSD的價格將迅速下降，市場將不斷擴大。在短期內，價格可能反彈，但長期來看，其價格將保持下滑趨勢，永遠也不會觸底。至於內建於筆記型電腦的SSD，成本肯定會變得越來越便宜，並迅速滲透市場。」張達文分析。他並預測，2009年不同應用中的主流SSD容量將是 32~128GB。而ATP的陳寅則認為消費性電子市場，2009年SSD主流容量應在32GB左右。

三星Wan-Hoon Hong表示，由於MLC技術的推出和快閃記憶體需求比較低迷，2008年64GB SSD的價格已降到了過去一年的25~30%。考慮到快閃記憶體價格以往的年度下降幅度，SSD的價格將在2009年下半年變得更加容易承受，而且它的普及也會加速速。三星從2008年11月已開始為筆記型電腦和桌上型PC生產256GB SSD。他預計2009年筆記型電腦和桌上型PC的主流SSD密度將達到128GB或更高。

然而，對於SSD的價格趨勢，CST的Cecil Ho指出快閃記憶體的價格雖然會不斷下降，但是決定SSD價格的不僅僅是快閃記憶體。他分析道，由於目前記憶體產能過剩，50奈米快閃記憶體價格可能已經觸底。但隨著32奈米MLC快閃記憶體投產，價格將再次進行調整。

有人認為，這種新型快閃記憶體每GB的價格約為1美元(這將比目前每GB 10美元的價格下降10倍)。但是，SSD的價格因素仍將存在於可靠性改善技術方面，而不是快閃記憶體技術。能夠在SSD方面獲得豐厚利率的製造商，將是那些能夠控制其錯誤與損耗均衡(error and wear leveling)技術的廠商。

新一代控制器將改善SSD故障率

Cecil Ho對《國際電子商情》表示：「在對SSD產業進行分析時，我們確實發現大量第一代SSD的可靠性低於可以接受的水準。」有報導稱某些SSD的故障率高達 10~20%。Cecil Ho指出，故障率過高主要與最初誤解快閃記憶體技術有關。雖然你可以忽略USB隨身碟上面的幾個失效位元，但絕對不能允許SSD上面存在許多失效位元，因其可能導致系統崩潰。

NAND快閃記憶體是一種不穩定的儲存元件，只能透過錯誤校正和損耗均衡來解決。損耗均衡技術可以確保“寫入”在快閃記憶體晶片的所有模組之間平均分配，因而大幅提高了整體SSD的耐久性和可靠性。

如今記憶體供應商已開發出利用損耗均衡演算法進行編程的專用快閃記憶體控制器，這些演算法在每個快閃記憶體晶片的所有區塊之間、以及電路板上的所有快閃記憶體晶片之間平均分配數據寫入，以解決快閃記憶體單元的磨損問題。然而，需要指出的是代替SLC的MLC快閃記憶體將需要更嚴格的校正演算法。

控制器廠商擎泰科技的許平育對故障率問題進行了更詳細的分析。他指出，SSD高退貨率主因可能在於原先測試計畫的全面性與嚴謹度不足，及軟體對MLC晶片之掌握度與相容性不夠。畢竟SSD與HDD是完全不同的儲存技術，複雜度也比USB高很多。

隨著控制晶片與系統業者之持續改良、加之使用者經驗之回饋，目前應已有所改善，退貨率也已降低。擎泰科技的控制器在快閃記憶體相容性和平均擦寫技術演算法上均有較強的經驗積累，也會將此積累應用到SSD產品中。

「控制器在SSD故障中扮演著重要角色。」作為記憶卡業者的創見張達文也指出。控制器需要處理損耗均衡、區塊管理、ECC (錯誤校正程式碼)和相容性：「我們相信，功能強大的SSD控制器，如基於ARM的控制器，將在減少故障方面大有幫助。另一方面，主流容量提高也將有利於穩定性，因為它將為區塊管理提供更大的容限。」他並強調，創見的SSD故障率從未高達10~20%。

Wan-Hoon Hong也認為控制器技術至關重要。三星不僅生產NAND快閃記憶體，而且還開發了自己獨特的控制器硬體與韌體，用於向客戶提供安全的資料管理，確保了 SSD的可靠性與性能。「由於SSD比多數元件需要更多的NAND容量，SSD控制器背後的技術非常重要。」他表示。

SSD視訊流問題仍待改善

除了故障率高外，SSD在處理視訊流時不穩定，也影響了它在筆記型電腦等消費性電子市場的應用。

「是的，有許多報告談到了與SSD相關的視訊流處理問題。」Cecil Ho解釋，這是因為在視訊傳輸過程中涉及大量數據，這給ECC演算法帶來額外的負擔。過多的糾錯作業佔用CPU的資源，導致其效率下降，有時速度跟不上。不過，透過採用更巧妙的校正演算法和高性能CPU，可以解決這個問題。

創見的張達文也坦承：「如果SSD整體性能達不到一定的穩定程度，就可能發生這樣的問題。在長時間的視訊播放過程中，如何保持平穩的性能可能是一個問題。創見的SSD已經過最佳化，以滿足此類常規用途。為了解決這類問題，SSD控制器需要為實現穩定的持續性能進行最佳化，而不僅是為了達到最佳性能。我們相信，創見的全部SSD都已經過最佳化，可以防止發生此類問題。」

業界正致力於SSD的資料復原

目前對於SSD的資料復原基本上不可能，這也成為SSD與HDD競爭時最大的致命傷。然而，業界就不能解決這個問題嗎？

Cecil Ho的答覆是「可以」。他說道：「SSD上面的資料絕對可能復原，該產業一直在致力於這個問題。但由於快閃記憶體的複雜性，以及在硬體與軟體方面缺乏統一的標準，這方面的進展將比較緩慢。你將首先看到一些基本的軟體出現，然後可能見到更好的方案。」

張達文也認為要從另一個角度來分析問題：「在SSD上面恢復資料的方法與傳統的HDD不太一樣。如果SSD的故障是因壞軌數量超過設計限度而發生，SSD元件就會被其控制器鎖住以防止繼續寫入新的資料。在一些故障條件下，比如壞軌問題仍然在控制之下，則資料復原是可能的。」

ATP的陳寅也認為，SSD是可以進行資料復原的，但是與傳統硬碟相較，具體作業方式存在一定的差異：「ATP目前尚未向客戶推出此項服務，但我們會持續關注用戶的需求。」

業界為SSD的更長壽命而努力

面對SSD這一新興的技術，壽命問題成為它被採用的最大擔心之一。特別是Netbook市場所用的MLC SSD，壽命問題更是讓業者擔憂。

ATP的陳寅解釋，SSD採用NAND快閃記憶體做為儲存媒介，由於NAND的結構特性，每個記憶體單元的寫入、抹除並非無限次，如果在頻繁的寫入應用中達到了部份單元的寫入壽命後，就有可能導致整個SSD損壞。同時，MLC型SSD寫入壽命只有SLC型的十分之一。

NAND的這些特性要求生產廠商具備先進高效的快閃記憶體管理技術。由於成本考量，目前很多廠商採用MLC生產SSD，如果其快閃記憶體管理機制不理想，就容易造成局部記憶體單元過度寫入，因而導致SSD損壞。

Cecil Ho也表示，這種擔心確實有道理；正常的快閃記憶體抹/寫次數是10萬次，但他也認為不是不能改善。如果利用良好的損耗均衡演算法，這個次數可以大幅提高。再加上糾錯技術，SSD的壽命可與硬碟媲美。

擎泰的許平育則認為不用太擔心壽命問題。「用戶主要的擔心應該來自於MLC的耐擦寫次數較SLC短上許多。然而隨著平均擦寫技術日漸成熟、加上SSD容量持續增加，以及DRAM快取技術的採用，將不需要擔心SSD的壽命。」不過他也表示：「當然，這也需要持續的使用者經驗來驗證。」

張達文補充道，目前新一代SSD具有更大的容量和強大的控制器，甚至在使用MLC快閃記憶體時也能做到這點，因此非常適合於長時間的普通日常使用，用戶不用擔心。用戶這種擔心緣於SSD是一種非常新的產品，因此，為每種應用選擇合適的SSD種類是非常重要的。

三星的Wan-Hoon Hong則提供了令業界無比興奮的數據：「我們的內部研究結果顯示，假設每天寫入大約20GB的數據，64GB的SSD能夠堅持33年以上，126GB可以使用66年。」

SSD急需統一標準

此外，ATP的陳寅指出，目前階段，各家生產廠商的SSD產品規格各不相同，而且市場上也出現了一些未注明生產廠商的產品，這些產品之間耐用性方面差異比較大。用戶選購時，如果資金充裕，最好盡量選擇SLC型的SSD產品，或者盡量選擇正規廠商生產的SSD產品。

他指出，由於SSD市場的迅猛發展，制訂統一SSD規格的呼聲越來越高，目前JEDEC組織正致力於此規格；ATP也是該規格的倡導者。「雖然從價格/單位容量比來看，SSD仍將在較長一段時間落後傳統硬碟，但隨著技術的發展和快閃記憶體晶片價格的下跌，從能夠滿足客戶深層次需求的角度而言，SSD無論是在性能、功耗、抗震性能等各方面均有明顯優勢，SSD可望成為移動設備的首選儲存方案。」陳寅認為。

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文章出处：EE Times Taiwan
作者：孫昌旭 / 國際電子商情