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硬碟容量业者SSD价格与效能障碍仍待克服 业者布局需朝产品、技术与应用三管齐下

SSD虽以取代机械式硬碟为最终目标,然其在价格、容量、写入次数与稳定度等构面发展,至今仍未能与机械式硬碟匹敌,以致SSD发展至今,仍难在PC领域普及。为此,相关业者已积极在产品、技术与应用面进行改良与布局,以期能克服SSD物理限制,并提升其价格竞争力,以求SSD的长远发展。

价格为SSD迈向普及最大障碍

影响SSD普及的几个障碍中,以价格为最关键因素,目前2.5吋机械式硬碟,每GB容量价格仅0.5~0.7美元,1.8吋硬碟则略高,每GB容量价格约1.2~1.6美元;相较之下,即便是最便宜的MLC型SSD,其每GB价格至少需5美元,比机械式硬碟贵了近10倍,以一颗容量120GB的2.5吋硬碟来看,SSD与机械式硬碟中便存在至少540美元的价差,也难怪SSD目前仍处于叫好不叫座的阶段。

另外,在储存容量方面,虽目前主打NB应用的2.5吋SSD,容量已可达128GB,然佔SSD整体出货量比重仍不高,现阶段仍以64GB以下容量佔大宗,远不及2.5吋机械式硬碟的主流容量250GB,在NB使用者对硬碟储存容量要求日增趋势下,SSD受限于成本因素,无法大量推展较大容量产品,亦使SSD离取代机械式硬碟目标仍有不少差距。

而SSD的写入次数与运作稳定度,亦为其广受质疑与批评的环节之一。以目前SSD技术,SLC型SSD与MLC型SSD虽分别号称可达10万次与1万次抹写的理论值目标,然实际运作上,大部分业者可以保证的抹写次数,仅分别在3万~5万次与5,000~6,000次的范围内,超过此安全范围便无法提供系统运成正常的保证,这与机械式硬碟在未受外力干扰下,一般皆可达1014次抹写水准,亦有很大落差。

为克服SSD发展上的限制,SSD业者们皆已持续朝大容量、快速读写、使用寿命长、稳定度高与低成本等目标努力,而各业者在SSD领域的布局,也普遍着重在产品、技术与应用三个层面。

扩充容量与提升读写速度 MLC型亦为长期发展趋势

在产品面,除持续扩充SSD容量与提升读写速度,有鑑于SLC型SSD价格过高,各厂亦开始发展成本较低的MLC型SSD,2008年中起已有业者正式量产并出货其MLC型SSD,虽现阶段效能较SLC型SSD差,然在成本考量下,各厂朝MLC型SSD发展将为不可避免趋势。

在容量提升上,SSD自2005年开始跨入PC应用领域后,业者便积极提升其容量与读写速度,容量上从一开始最高只有16GB,逐年呈倍数增长,发展至今(2008年)已达128GB,预计年底亦将有业者推出256GB容量SSD。

虽因成本因素,目前市面上仍以32GB与64GB为主流容量,然随SSD价格日趋平民化,预计至2009年底应可将主流容量提升至64GB与128GB,届时应可满足NB使用者对硬碟容量的基本要求。

除容量的逐年扩充,SSD的读写速度也有成长,从2005年仅约每秒28MB与20MB的读/写速度,演进至2008年初已可达每秒100MB与70MB,预计至2009年,更可将SSD的读写速度提升至每秒200MB与160MB以上水准,不输机械式硬碟採SATA 2.0介面的150MB/s,已能达NB使用者对硬碟读写速度的基本要求,且预估至2011年,此类具备每秒200MB与160MB以上读写速度的SSD产品,应有机会成为市场主流。

另外,由于SSD目前价格仍是偏高,因此多半是被应用在高阶或是商务型NB,若想要被大量应用在消费型NB,价格仍会是最主要因素,自2008年下半开始,业者们也将全力发展製造成本较低的MLC型SSD,以期早日克服价格面问题。

NAND Flash制成提升与控制IC支援能力 有助提升SSD效能

从技术面来看,业者在布局上,除利用NAND Flash製程的提升,来提高SSD的容量与效能,另外也致力于提升SSD控制IC的支援能力。

NAND Flash晶片与控制IC为SSD关键零组件,尤其NAND Flash晶片,更佔SSD成本结构达95%,因此NAND Flash晶片本身因製程演进所带来的容量扩充、效能提升,乃至成本下降,皆有助于SSD的普及速度。而除了容量的扩大,SSD的价格亦将因NAND Flash成本下跌而更趋平易近人,其效能也将因NAND Flash晶片的不断改良而有进一步的提升,这对于SSD在PC领域的应用,助益实不浅。

至于SSD的另一核心技术,则是在控制IC的部分。控制IC主用于管理SSD内的NAND Flash晶片,NAND Flash製程演进虽有助于提升SSD的容量、效能与价格竞争力,然NAND Flash每次的製程转换总需耗时半年以上时间才能步上轨道,未来随製程微缩技术愈接近NAND Flash先天物理极限,製程转换时程势必延长,NAND Flash晶片的稳定度也将倍受考验,为能快速且精确掌握NAND Flash晶片运作状态,控制IC的管理与支援能力扮演极重要角色。

目前SSD业者在控制IC技术发展上,主要着重在故障区块管理(Bad Block Management)、动态平均抹写(Dynamic Wear Leveling)与错误侦测与修正(Error Detection and Correction)等部分,用以确保SSD的可靠度、稳定度与耐用度。

为能进一步符合市场对SSD的效能与稳定度要求,业者未来也将朝更高阶的控制IC技术,如静态平均抹写(Static Wear Leveling)、虚拟模式调整(Virtual Mapping)与动态故障区块管理(Dynamic Bad Block Management)等方向发展。

各类可携式PC应用为SSD业者主要布局重点

在产品应用方面,各类可携式PC应用也是SSD业者主要布局重点,包括小尺寸与低价PC,以及主流尺寸NB,目前全球主要SSD业者,皆已针对这些PC相关应用,推出对应的SSD产品。

短期来看,小尺寸与低价PC因为储存容量需求小,一般在10GB以下,採用SSD取代传统式硬碟,对PC整机成本影响有限,因此被PC业者採用的机会较大,目前几款主要的低价小尺寸NB,包括华硕的Eee PC、英特尔的Classmate PC、宏碁的Aspire One(部分机种)与麻省理工学院推广的OLPC (One Laptop per Child)等,皆已採用小容量SSD做为主要的储存媒体。

至于SSD于NB应用,现阶段仍因价格过高因素,尚未能受PC大厂大量採用,目前各PC大厂推出内建SSD的NB,仅限于高阶与高价位机种,且碍于价格因素,消费者接受度亦普遍不高,然SSD的轻薄与抗震优势对其仍具诱因,待价格问题克服后,NB仍将成为可携式PC市场主流。

虽SSD现阶段仍有许多问题待克服,然各研究机构对SSD市场的长期发展性仍普遍持乐观态度,预估至2011年时,全球SSD出货量将可达近900万颗(以每颗容量256GB计),产值约可达60亿美元,为2008年10亿美元的6倍之多。

不过,要达此乐观预期,仍需赖产业上中下游相关业者的努力,突破目前SSD在发展上的几个瓶颈,才可能得到终端应用业者与消费者的广泛接受,而达到各界对于SSD市场的乐观预期。
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