【IT168 资讯】波士顿Avian Securities LLC公司的调研主任Avi Cohen认为: “目前SSD存在一堆问题。没有理由为了固态盘而多付600美元至800美元——也就是说贵出40%至80%。”

　　不是只有Cohen一人如此评价消费级SSD。消费级SSD一般使用多层单元（MLC）NAND闪存存储器，这种存储器的优点是容量较大、价位较低，但缺点是I/O较慢，而且使用寿命较短。企业级SSD则使用单层单元（SLC）NAND存储器和多通道来提高数据速率，并使用磨损均衡软件来确保数据均匀地分布在磁盘上，以尽量防止一组存储单元比另一组单元更早磨损。尽管有些消费级SSD现在刚开始采用企业级SSD的功能以提升性能，不过今后几年两者还会存在较大的成本/容量差异。

　　其他分析师同意上述观点。连磁盘驱动器生产商（包括富士通公司）也认为至少再过两年才可能生产SSD。再过两年，SSD才可能具有理想的成本效益比，成为PC中硬盘驱动器的一种切实可行的替代产品。

　　Gartner公司的分析师Joseph Unsworth说: “我认为，128GB的合理价格应在200美元左右，而这一幕要到2010年前后才会看到。另外，业界需要清楚地表明，为什么消费者或者企业用户应当花更多的钱购买容量更小的存储介质。”如今容量为1TB的硬盘驱动器价格不到200美元; 而1TB的SSD却高达数万美元。

　　据Gartner和iSuppli Corp.声称，目前消费级SSD每GB的价格从2美元到3.45美元不等，而硬盘每GB的价格仅为0.38美元左右。就在两年前，SSD每GB的价格还高达17.50美元，所以消费级NAND闪存存储器未来会成为硬盘驱动器的真正对手，但现在还不是。

　　富士通公司负责业务开发的副总裁Joel Hagberg说: “眼下，SSD在整个固态驱动器行业中所占的比例仍然相当小。价格还需要变得更低。”

　　英特尔公司和美光科技公司即将推出的SSD将基于4Gb芯片技术。每一块NAND闪存芯片的价格不到4美元，这相当于每GB价格只要0.99美元左右。据Objective Analysis公司的分析师Jim Handy声称，这两家公司即将发布的消费级SSD产品将率先突破每GB 1.00美元的界限。

SSD的工作原理

　　用来生产SSD的NAND闪存存储器有两种: 一种是SLC，每个单元存储一个比特; 另一种是MLC，每个单元存储两个或更多比特。Avian Security公司的Cohen表示，即便没有软件或者固件方面的任何改进，SLC存储器与MLC存储器相比，天生也有速度更快、更加可靠、寿命更长的优点。另一方面，SLC的生产成本也比较高，而且数据存储量远低于MLC。

　　所有SSD原本就擅长顺序读取和随机读取，比如看视频或者听音乐，因为只要有闲置空间，读取操作不需要额外的处理即可获取数据。这就是为什么SSD是手持设备的上佳选择; 手持设备主要用于读取音乐或者视频，很少需要数据写入操作。

　　NAND在随机写入方面不是很高效。据Cohen、Unsworth及其他人士声称，实际上，大多数厂商在提供读写速率时着重宣传突发速率，却没有在营销材料里面表明持续顺序读写速率。据Unsworth声称，为了弥补这个不足，厂商们没有把较低的读写速率归咎于NAND闪存本身，而是试图归咎于控制器电子元件、存储器缓冲器、多个控制器通道、并行交插NAND芯片以及闪存管理软件等。

　　比方说，日前美光公司发布了面向笔记本电脑的最新SSD系列: C100和C200两款，它们的容量从32GB至128GB不等。美光声称，这些SSD可提供高达250Mbps的持续读取速率和高达100Mbps的写入速率。

　　比较快的顺序写入速率通过两种方法来实现: DRAM缓冲器以及增加I/O通道的数量。咨询与市场研究公司Forward Insights致力于研究非易失性半导体存储器，公司总裁Gregory Wong表示，使用固件可以让应用程序误以为数据随机写入到磁盘上，实际上数据经过重新映射,有顺序地写入。

　　SSD在随机读取方面的效率要比硬盘驱动器高得多，这是因为它没有必须悬在数据上方来读取数据的读写头（类似电唱机的针头）。比方说，在7200转速硬盘驱动器上的机械定位延迟可能长达五六毫秒。而SSD的页面读取时间即存取时间比硬盘驱动器的要短100倍左右。

　　Wong说: “顺序读写性能很容易通过DRAM缓冲器来提升。但如果你看一下个人电脑上的用户配置文件，会发现大多数操作是随机操作。”

　　与SSD上随机写入有关的问题在于，NAND要求应用程序找到空的数据块以便写入。Wong表示，如果没有空的数据块，应用程序实际上必须擦除数据，然后才能写入到该数据块，这就形成了大约2毫秒的延迟，积少成多就是相当大的开销。

　　NAND闪存存储器的另一个根本性问题就是写入放大（write amplification）问题。数据写入到闪存存储器上的方式与数据写入到磁盘系统上是不一样的。据英特尔的存储架构主管Knut Grimsrud声称，NAND是采用0.5MB至1MB大小的数据块写入，所以如果系统请求擦除闪存驱动器上的4KB数据块，那么写入到NAND闪存存储器的数据是写入到主机上数据的大约20倍至40倍。

　　Grimsrud说: “结果就是，如果你想写入数据（比如4KB），最后不得不擦除1MB大小的存储空间，然后不得不把你不希望写入的数据放回到该空间。这样一来，你最后写入到NAND上的数据常常要比你其实想要写入的多得多。”他补充说，这个过程会带来相当大的时间开销。

SSD走向企业

　　对SSD进行优化以便处理事务密集型操作需要付出高昂代价，因为这需要驱动器控制器里面使用复杂的固件和软件。STEC公司销售给EMC公司的企业级SSD声称每秒可以处理52000笔事务，即每秒52000次I/O操作（IOPS）。Forward Insights公司的Wong表示，同类的消费级SSD驱动器每秒只能处理300至600笔事务。他说: “不是说厂商做不好，而是它们没有这么做。”

　　英特尔声称，它能够通过磨损均衡软件来基本上克服写入放大问题。该公司还表示，其新款驱动器每秒最多可以处理35000次操作。

　　Gartner的Unsworth表示，英特尔的闪存驱动器使用了10个通道控制器，通过并行交插NAND闪存存储器芯片来提高效率，从而达到优化性能的功效。与此同时，英特尔的Grimsrud表示，这家公司不久将发布的SSD系列可提供与传统硬盘驱动器相当的读写速率。

　　Grimsrud曾参与开发新款高性能SATA固态驱动器产品系列的团队; 他表示，英特尔的笔记本电脑和个人电脑用SSD驱动器其持续顺序读取速率高达250Mbps、持续顺序写入速率高达70Mbps。串行ATA SSD的随机读取速率为35000 IOPS，随机写入速率为3300 IOPS。

　　所以，如果应用程序需要的读取操作比较多、写入操作比较少，那么通过使用SSD而不是传统硬盘驱动器，就能够获得性能方面的显著增益。实际上，大多数专家一致认为，SSD比光纤通道连接存储设备中的15000转速高端硬盘驱动器都要出色得多。

　　据Avian Securities公司的Cohen声称，高端闪存驱动器的性价比胜过高端光纤通道驱动器，两者之比为20: 1，这是因为公司必须使用多达20个15000转速的硬盘驱动器，才能抵得上一个SSD驱动器的随机读取性能。

SSD与笔记本电脑

电池动力

　　厂商还宣称SSD可延长笔记本电脑的电池使用时间。不过大多数专家指出，测试表明借助SSD省下来的电力相当于一台普通笔记本电脑多使用5至30分钟——显示器和CPU消费电力比硬盘驱动器要大。而有些独立在线刊物发布的测试结果表明，有些SSD实际上比传统的硬盘驱动器还更耗用电能。

　　把SSD安装在笔记本电脑和个人电脑中还需要微软公司更新操作系统，以便充分利用NAND闪存的特性。必要的改变并没有出现在最新版本的服务包（SP）中; 微软内部的消息人士还没有听说2009年会有任何进展。

　　Windows无法充分利用SSD的快速顺序读取速率，原因在于这款操作系统针对把数据以12KB大小的数据块方式传送到硬盘驱动器进行了优化。虽然SSD也经过了优化，可以接收4KB数据块大小的数据，但如今的SSD驱动器被硬塞到传统的硬盘驱动器托架上，而后者接收的是512KB数据块大小的数据。据Forward Insights公司的Wong声称，先需要进行两层转换，才可以收发数据。

　　Avian Securities的Cohen在最近的分析笔记中写道: “看起来微软更加专注于增强个人电脑的触摸屏功能，而不是NAND集成。”

　　Cohen认为，充分利用SSD里面NAND及其功能所必需的标准现在刚开始由各个标准委员会制定出来，所以功能完全的产品恐怕要到2009年年中才会摆上货架。

实际性能

　　连销售SSD的厂商们也承认，消费级SSD在速度方面的优势不大。

　　Gartner公司的Unsworth说: “现在市面上的一些SSD写入速率比硬盘驱动器还慢。这取决于你一次写入多少数据。如果大小只有10MB，那么SSD恐怕与硬盘驱动器处在同一个水平。但如果有1GB大小，恐怕不在同一个水平。”

　　闪存存储器生产商STEC公司负责业务开发的副总裁Pat Wilkison表示，SSD产品的性能相差很大。STEC向EMC等企业级存储公司销售高端闪存存储器，EMC在其高端Symmetrix和中档Clariion存储阵列中使用了SSD产品。

　　Wilkison说: “EMC需要的产品类别与笔记本电脑需要的类别有着根本性区别。实际上，性能相差很大，具体取决于在它上面运行什么应用程序。随机写入速率较低。但是你能猜到什么吗？写入对个人电脑用户而言很重要。”

　　西部数据公司速率最快的个人电脑用的硬盘驱动器是3.5英寸的10000转速VelociRaptor，其容量为300GB。据《Computerworld》的测试表明，VelociRaptor的突发速率可达到250.3Mbps，这是迄今为止针对机械驱动器记录的最高速率。其平均读写速率为105.6Mbps; 标价为300美元。

　　西部数据公司速率最快的笔记本电脑用驱动器是2.5英寸的7200转速Scorpio Black，其容量高达320GB。测试表明，该驱动器的平均读取速率为63.8Mbps，突发读取速率达到了惊人的238.8Mbps，标价为230美元。

　　近日，《Computerworld》对照两款顶尖SSD驱动器测试了另外两款顶尖的硬盘驱动器。结果显示SSD优势不大。

　　这四款驱动器如下:

　　● 32GB Crucial Internal 2.5英寸SATA SSD;

　　● 32GB Ridata 2.5英寸SATA SSD;

　　● 250GB希捷Barracuda 7200.9 3.5英寸SATA硬盘驱动器;

　　● 200GB 希捷Momentus 7200.2 2.5英寸SATA硬盘驱动器。

耐用性和可靠性难题

　　专家们还一致认为，需要制订一项新标准，用于评估SSD的可靠性，那样就能更清楚地确定闪存存储器的实际使用寿命。

　　Gartner公司的Unsworth说: “现在有80多家公司在生产SSD，质量良莠不齐。”

　　西部数据公司的SSD驱动器声称平均无故障时间（MTBF）长达140万个小时。英特尔声称，其新款Extreme SSD驱动器的MTBF长达120万个小时。

　　不过专家们表示，MTBF是评估驱动器可靠性的一种不准确、主观的方法，因为不同的应用程序会给驱动器带来不同的磨损程度。要确定使用寿命，一种比较科学的评估方法也许是，判定驱动器可以处理多少个写入周期; 或者可以写入及擦除多少次数据。

　　虽然SSD与硬盘相比确实在耐用性方面有着优势，但闪存存储器的使用寿命相差很大，这取决于许多因素。

　　举例来说，SSD驱动器使用SLC存储器还是MLC存储器就很要紧。据富士通公司的Hagberg声称，一般来说，SLC每个单元最多可以承受10万个写入周期即写入操作; 而MLC只能承受1000至10000次写入，之后就会开始出故障。西部数据公司的笔记本电脑用硬盘驱动器声称最多可以承受60万个写入周期。

　　Hagberg表示，SLC的生产成本也要比MLC高出约一倍。

　　不过，使用写入放大纠正软件，有些MLC存储器的速率比SLC存储器还要快; 这种软件可提升原始闪存芯片的性能，但可能会影响寿命。借助软件方面的改进，MLC的性能可以超过SLC; 不过从本质上来说，它仍是MLC存储器，这意味着其使用寿命大大缩短，因为单元往往存储更多的数据。通常来说，SSD驱动器的性能越高，它的使用寿命也会越长，因为驱动器比较高效。

　　但是只有驱动器控制器里面采用了磨损均衡软件的企业级设备，SSD驱动器的使用寿命才与硬盘驱动器一样长。这种软件可以把数据均匀地分布在设备各处，确保各单元不会过早磨损。

　　据Objective Analysis公司声称，NAND闪存销售额在不到10年内已从微不足道的数字发展成为规模达160亿美元。Handy在最近一份报告中声称: “闪存是半导体市场有史以来发展速度最快的产品，它势必会取代DRAM，成为首要的半导体存储器。”

　　Gartner预计低成本的一类SSD会从2007年的63.5万只增至2012年的3300万只以上。Unsworth表示，这意味着五年内年复合增长率高达117%。

　　不过眼下，除了高端存储阵列和服务器外，SSD有望出现明显增长的领域就是手持设备——因为它们的主要用途就是读取数据。Avian Securities公司的Cohen认为，预计SSD在像苹果公司的MacBook Air这些超便携式笔记本电脑和高端笔记本电脑中会有比较好的表现，就因为“SSD很酷”，而不是因为性能方面的优势。