電子發(fā)燒友早八點(diǎn)訊： NAND Flash讀寫性能持續(xù)提升，已超越原本為機(jī)械硬盤設(shè)計(jì)的SATA接口所能提供的帶寬。為解除效能瓶頸，固態(tài)硬盤（SSD）接口朝PCI-e升級(jí)，已經(jīng)是大勢(shì)所趨。然而，考慮到個(gè)別應(yīng)用市場(chǎng)的需求，SSD控制器供貨商的解決方案組合必須更加多樣化。

固態(tài)硬盤的接口正在朝PCI-e世代演進(jìn)，但由于各類應(yīng)用對(duì)效能、價(jià)格的接受程度不同，對(duì)SSD控制器供貨商而言，其解決方案的涵蓋范圍勢(shì)必要不斷擴(kuò)張，才能創(chuàng)造出新的市場(chǎng)版圖。

目前采用PCI-e接口的固態(tài)硬盤，大多采用四信道PCI-e接口，市場(chǎng)則主要集中在服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)存設(shè)備等對(duì)效能要求極高的應(yīng)用。但對(duì)于主流消費(fèi)市場(chǎng)而言，四通道PCI-e所提供的效能，卻遠(yuǎn)高于應(yīng)用需求，且價(jià)格偏高。

降低SSD成本　雙通道解決方案瞄準(zhǔn)大眾市場(chǎng)

由于NAND Flash讀寫性能持續(xù)提升，SATA接口的帶寬早已無法滿足固態(tài)硬盤（SSD）需求。有鑒于此，高階SSD產(chǎn)品目前均已轉(zhuǎn)向PCI-e接口，至于主流和入門級(jí)SSD產(chǎn)品則大多仍停留在SATA接口。不過，隨著新一代低成本/低功耗控制器方案問世，2017年將可望看到更多主流和入門級(jí)SSD進(jìn)入PCI-e世代。

群聯(lián)創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)事業(yè)群資深經(jīng)理許江漢（圖1）表示，主流/入門級(jí)SSD產(chǎn)品從SATA接口升級(jí)到PCI-e接口的趨勢(shì)，從2016年就已經(jīng)啟動(dòng)，2017年則將在新一代低成本、高性價(jià)比SSD控制器方案的加持下更進(jìn)一步發(fā)酵。環(huán)顧市場(chǎng)上幾家主要的控制器供貨商，包含群聯(lián)在內(nèi)，都已經(jīng)備妥新款控制器芯片，準(zhǔn)備搶食這波改朝換代商機(jī)。

圖1　群聯(lián)創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)事業(yè)群資深經(jīng)理許江漢指出，2017年將會(huì)看到更多鎖定主流市場(chǎng)的SSD轉(zhuǎn)向PCI-e接口。

目前支持PCI-e接口的SSD應(yīng)用控制器，大多支持四通道PCI-e Gen3，傳輸帶寬接近32Gbit/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過SATA 3.0的6Gbit/s。而在實(shí)際的連續(xù)讀寫、隨機(jī)讀寫IOPS性能方面，業(yè)界各家產(chǎn)品的性能水平則可大致整理如表1。

從表1的數(shù)據(jù)可以看出，不管是用哪一家控制器業(yè)者所做出的SSD，其性能與SATA接口相比，都高出好幾個(gè)檔次。然而，在實(shí)際應(yīng)用上，真的需要這么大帶寬的消費(fèi)型應(yīng)用場(chǎng)景其實(shí)不多。以2，700MB/s這個(gè)傳輸速率為例，在消費(fèi)型的應(yīng)用情境中，大概只有傳輸高分辨率影音檔案能明顯感受到差異性，但消費(fèi)者應(yīng)該不會(huì)經(jīng)常搬移影片這類大型檔案。

也因?yàn)橹挥薪?jīng)常存取大型檔案的使用者能從這么大的帶寬中明顯受益，目前采用PCI-e接口的SSD主要鎖定企業(yè)級(jí)市場(chǎng)或數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，一般消費(fèi)型SSD即便有PCI-e產(chǎn)品，也是以營(yíng)銷宣傳或展示品牌實(shí)力為主，真正的銷售主力還是SATA機(jī)種。

許江漢進(jìn)一步分析，PCI-e具備高帶寬與架構(gòu)容易拓展的優(yōu)勢(shì)，但隨著信道數(shù)增加，印刷電路板上的布線復(fù)雜度跟耗電量也會(huì)上升。因此，在主流和入門級(jí)SSD上采用四通道控制器方案，未必是最有效益的選擇。不過，隨著NAND Flash的讀寫效能不斷改善，SATA帶寬不足終究是個(gè)必須面對(duì)的問題。因此，考慮到應(yīng)用需求、生產(chǎn)良率、耗電量等各種因素后，雙通道PCI-e將是比四通道PCI-e更適合主流SSD的方案。

事實(shí)上，所有SSD控制器廠商，都已經(jīng)看到這個(gè)趨勢(shì)，并備妥支持雙通道PCI-e的解決方案。以群聯(lián)為例，日前該公司便發(fā)表了PS5008-E8控制器芯片，要以更低成本、更省電的特性來搶攻超輕薄筆記本電腦、二合一裝置（2-in-1）等PC相關(guān)市場(chǎng)。同時(shí)許江漢也預(yù)期，到了2017年下半，支持雙信道PCI-e的SSD價(jià)格，和現(xiàn)有SATA SSD硬盤的價(jià)差將非常有限，相信消費(fèi)者跟PC OEM廠商會(huì)有更充分的理由選擇支持PCI-e接口的SSD。

ADAS需求帶動(dòng)　 SSD迅速切入市場(chǎng)

整體來看，SSD應(yīng)用近年來發(fā)展相當(dāng)蓬勃。除了廣為人知的個(gè)人計(jì)算機(jī)/筆記本電腦、平板計(jì)算機(jī)外，很多嵌入式裝置也開始采用SSD。舉例來說，網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存設(shè)備向來是傳統(tǒng)機(jī)械硬盤的天下，但近年來已開始有制造商推出完全采用NAND Flash來儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存設(shè)備，主打中小企業(yè)及數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)。雖然其平均價(jià)格仍高于傳統(tǒng)產(chǎn)品，但性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩開采用傳統(tǒng)硬盤的儲(chǔ)存系統(tǒng)。

許江漢認(rèn)為，對(duì)SSD產(chǎn)業(yè)鏈而言，這類新產(chǎn)品是一個(gè)值得觀察的領(lǐng)域。雖然其市場(chǎng)規(guī)模目前還很小，但卻有一定的發(fā)展?jié)摿?。整體來說，包含這類新型網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存設(shè)備在內(nèi)，數(shù)據(jù)中心相關(guān)領(lǐng)域的需求規(guī)模，占整體SSD出貨約不到10%。這類SSD都是以高速傳輸、高性能作為主要賣點(diǎn)。

除了數(shù)據(jù)中心外，采用PCI-e界面的SSD還有另一個(gè)正在萌芽中的新應(yīng)用市場(chǎng)：汽車應(yīng)用。

汽車內(nèi)部電子化程度持續(xù)提升，對(duì)業(yè)界來說已經(jīng)不是新聞，而電子化的結(jié)果，會(huì)連帶使得數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的需求出現(xiàn)。舉例來說，車載信息娛樂系統(tǒng)（Infortainment System）就會(huì)需要內(nèi)建一定容量的儲(chǔ)存空間，以便存放影片、音樂或應(yīng)用程序這類數(shù)字內(nèi)容。

不過，在先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）這個(gè)概念逐漸落實(shí)后，汽車內(nèi)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存需求將出現(xiàn)另一個(gè)新的發(fā)展方向：儲(chǔ)存傳感器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。許江漢分析，隨著汽車搭載的傳感器數(shù)量越來越多，其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也會(huì)跟著爆炸性成長(zhǎng)，因此，很多車廠跟Tier 1業(yè)者，已經(jīng)開始思考，要如何儲(chǔ)存、處理這些龐大的數(shù)據(jù)。

由ADAS所產(chǎn)生的儲(chǔ)存需求，跟信息娛樂系統(tǒng)的需求有很大的不同。這類數(shù)據(jù)都需要實(shí)時(shí)處理，因此儲(chǔ)存裝置本身必須具備很高的性能，不能成為系統(tǒng)效能的瓶頸。因此，采用PCI-e接口的SSD，順理成章地成為客戶考慮采用的解決方案。

工業(yè)用SSD緩步進(jìn)入PCI-e世代

至于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，對(duì)SSD的需求則一直存在，并且正在緩慢地朝PCI-e世代演進(jìn)。

事實(shí)上，早在PC等消費(fèi)類應(yīng)用崛起之前，工業(yè)市場(chǎng)對(duì)SSD的需求就已經(jīng)存在。在工業(yè)領(lǐng)域，有部分設(shè)備所處的環(huán)境，對(duì)機(jī)械硬盤來說太過嚴(yán)苛，因此設(shè)備制造商早就轉(zhuǎn)向SSD。不過，在這個(gè)市場(chǎng)上，傳輸速度跟儲(chǔ)存容量不是設(shè)備制造商最主要的考慮，而是儲(chǔ)存設(shè)備的可靠度，因此工業(yè)市場(chǎng)上除了SATA之外，甚至還有很多PATA SSD產(chǎn)品的需求。

不過，近年來，隨著工業(yè)計(jì)算機(jī)逐漸汰舊換新，為了與新平臺(tái)搭配，PCI-e SSD的需求也已經(jīng)開始慢慢出現(xiàn)。但許江漢認(rèn)為，由于工業(yè)計(jì)算機(jī)是個(gè)產(chǎn)品生命周期很長(zhǎng)的產(chǎn)品，目前使用中的工業(yè)計(jì)算機(jī)，還是有很多只支持PATA跟SATA的機(jī)種，加上產(chǎn)品驗(yàn)證過程漫長(zhǎng)，因此PCI-e SSD在工業(yè)領(lǐng)域的滲透速度，會(huì)比較緩慢些。

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