《電子技術應用》
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深度解析固態存儲SSD的發展及應用

2011-01-29

  PCIe接口的極速固態硬盤 Matador PCI-e SSD" title="SSD">SSD 產品

  SSD的發展

  在過去的20多年間,CPU發展" title="發展">發展迅速,主頻不斷提升,從單核、雙核、再到多核;內存也相繼得到發展,從SDRAM到DDR、從DDR到DDR2再到DDR3;硬盤的容量和速度也得到了相應的提高。接口從PATA變成了SATA,SCSI變成了SAC,垂直記錄技術在容量上的突破,但仍未能改變硬盤彩磁記錄的方式。

  隨著人們對數據需求增多,存儲系統的瓶頸越來越明顯。而在嵌入式領域移動設備和工業自動化控制等惡劣環境下,傳統硬盤機械結構已經無法滿足要求,而所有這一切隨著固態存儲" title="固態存儲">固態存儲(SSD)的到來改變。

  固態存儲并不是一個新鮮和前沿的技術,早在存儲技術發展之初,固態存儲就作為存儲領域的一個分支技術方向,默默無聞的向前發展延伸。經過多年的研究和進步,在傳統磁盤存儲性能停滯不前的今天,固態存儲卻猶如一朵奇葩,在越來越多的應用領域靜悄悄的盛開。

  據了解,SSD最早在1990年年中登場,當時相對于硬盤更為出色的性能以及高昂得多的成本,使其長期被限制在軍事、航天等特殊領域里應用。隨著SSD固態移動硬盤技術的發展和閃存價格的持續走低,SSD固態移動硬盤的普及已是大勢所趨,其更新換代所帶來的市場機會和利潤空間十分巨大。

  IDC調查研究表明,2010年固態盤采用率將繼續呈明顯增長趨勢,出貨量有望實現54%的年復合增長率,超出2008~2013年的預測期。到2012年固態盤的年復合增長率將達到70%,其中企業級存儲應用將在I/O密集型應用中扮演關鍵角色,在2013年達到每年165%的增長。SSD的主要市場將從筆記本電腦向外擴展(如消費電子存儲、臺式機存儲、企業級存儲等),SSD的市場規格預計到2013年會突破1億臺大關,2016年達到2.8億臺。

  SSD的優勢

  SSD是摒棄傳統磁介質,采用電子存儲介質進行數據存儲和讀取的一種技術,突破了傳統機械硬盤的性能瓶頸,擁有極高的存儲性能,被認為是存儲技術發展的未來新星。

  固態硬盤的全集成電路化、無任何機械運動部件的革命性設計,從根本上解決了在移動辦公環境下,對于數據讀寫穩定性的需求。全集成電路化設計可以讓固態硬盤做成任何形狀。與傳統硬盤相比,SSD固態電子盤具有以下優點:

  第一,SSD不需要機械結構,完全的半導體化,不存在數據查找時間、延遲時間和磁盤尋道時間,數據存取速度快,讀取數據的能力在100M/s以上,最高的目前可達300M/s。第二,SSD全部采用閃存芯片,經久耐用,防震搞摔,即使發生與硬物碰撞,數據丟失的可能性也能夠降到最小。

  第三,得益于無機械部件及FLASH閃存芯片,SSD沒有任何噪音,功耗低。第四,質量輕,比常規1.8英寸硬盤重量輕20-30克,使得便攜設備搭載多塊SSD成為可能。同時因其完全半導體化,結構限制,可根據實際情況設計成各種不同接口、形狀的特殊電子硬盤。

  SSD的應用

  固態存儲的性能與節能表現如此優秀,許多行業應用已經開始呼喚這項存儲領域的嶄新革命,一些廠商也在該領域做出了不懈的努力與嘗試。隨著人類進入云計算、物聯網時代,給SSD帶來了巨大的商機。未來,SSD除了在傳統的工業、軍事、航天、行業應用外,在消費電子、云服務器、嵌入式設備、安防、節能減排、企業存儲等領域也將有著廣泛的市場需求。

  如倍受關注的物聯網,將各種信息傳感設備,如RFID裝置、紅外傳感器、GPS系統、激光掃描其等裝置與互聯網結合起來,形成一個巨大的傳感網絡。2015年將會有150億臺接入互聯網的嵌入式設備,而每臺設備都具有智能化的功能。客戶基于自己的項目需求對電子盤要求也是多種多樣的,為了滿足嵌入式設備行業多樣化需求,各大SSD廠家要根據客戶實際情況,為客戶訂制特殊結構尺寸的IDE、USB、SATA、PCI-E等接口的固態存儲設備。

  同樣,在近來火熱的云計算應用中,服務器端必須同時肩負應用程序的處理與客戶端的存取需求,如何在合理的成本之下,利用SSD來改善服務器的存取效率,滿足客戶端的存取需求,就成為包含云計算服務供貨商與服務器制造商,必須要了解的課題。尤其針對云計算應用的精簡終端,未來仍需要如固態硬盤(SSD)之類,可進行快速反應、節省功耗的儲存設備。

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