都说前PC时代靠CPU，后PC时代靠硬盘，的确，在处理器性能过剩的今天，对计算机速度提升贡献最大的就是固态硬盘了。不过，固态硬盘目前还存在不少问题，最让人难以接受的就是固态硬盘的容量/价格比远远低于机械硬盘。同样1TB的容量，你花500元就能买到一块不错的机械硬盘，但1TB的固态硬盘至少要花掉你3000元大洋。

我们什么时候才能用上价格便宜量又足的固态硬盘？北京时间2014年8月6～8日，全球著名的非易失性存储技术峰会Flash Memory Summit 2014（闪存技术峰会2014，以下简称FMS2014）在美国加利福尼亚州圣克拉拉会展中心召开，存储行业的巨头们纷纷秀出自己的看家本领，展出了一大波新产品、新技术，你的疑问在这里可以找到答案。

固态硬盘：容量节节升 价格继续降

固态硬盘普及最大的矛盾就是容量/价格比，目前的主流固态硬盘普遍采用20nm工艺、128Gb NAND闪存，每GB容量的价格在人民币3元左右，要把每GB价格推向1元/1GB，我们需要两件新武器：10nm级别的半导体工艺，以及全新的TLC闪存。

更小的线宽意味着在同样面积芯片上存储更多数据

三星、东芝和英特尔/镁光都在FMS2014上展出了新一代3bit（即TLC）闪存芯片，三星宣布将把3-bit闪存引入其V-NAND产品线，英特尔则联手美光发布了大量采用3-bit/cell闪存的固态硬盘产品。

TLC闪存与现有SLC、MCL闪存最大的区别就是每个区块里存储3个bit的数据，其编程状态多达8种（SLC闪存一个区块只能存储1bit数据，拥有两种编程状态；而MLC闪存一个区块能存储2bit数据，编程状态为4种），同样数量的区块，自然是TLC存储的数据更多，TLC先天就拥有存储容量的优势。

从上至下依次为：SLC、MLC、TLC闪存，TLC在同一个区块里放入3bit数据，有八种不同的编程状态

不过，TLC闪存的数据访问速度无法与MLC、SLC相媲美、使用寿命也有所妥协，它需要与复杂的控制器技术相匹配才能获得理想的性能和使用寿命。三星和英特尔/镁光都在主控芯片上花了大量精力，力图让TLC闪存的性能、寿命表现接近主流MCL闪存。

三星表示，他们的TLC 32层V-NAND SSD产品将很快投放市场，其特殊设计的主控芯片够将编程时间降低达50%、运转功耗也将缩减约四成，采用TLC闪存的新一代固态硬盘将被命名为850 EVO，容量很可能高达4TB，而价格则不会有太多提升。

到今年底明年初，你就能看到这些采用TLC闪存和新一代半导体工艺制造的固态硬盘，我们预计，这些新品每GB容量的价格将降至人民币2元以下，既512GB的产品，价格在千元左右。毫无疑问，它会离我们的生活更近。

未来一年中，TLC将不断扩大 所占市场份额，同时3D封装的闪存也将走入我们的视野

接口与协议：NVMe成未来趋势

固态硬盘的接口是另一个热门话题。目前市场上主流的固态硬盘大都采用了SATA作为数据传输接口，SATA接口的好处是无缝兼容过去的机械硬盘，但对于固态硬盘来说，它有点老了。

三星存储市场部副总裁Jim Elliott峰会上发表演讲，强调全新的NVMe才是能使NAND闪存发挥其真正性能的接口。相比SATA，NVMe的数据传输速度可以增至7倍，延迟可以缩短到1/3。

以后硬盘都长这个样子（红圈处为NVMe协议的硬件接口——PCIE）

下图直观的展示了NVMe的优势，在4K随机读/写负载中，PCIe/NVMe带来6倍于6Gb/秒SATA的吞吐量提升。在队列深度设为128时，4K全读负载的IOPS将近50万。而这对于任何SAS/SATA接口设备都是无法做到的。

NVMe的硬件部分实际上套用了PC上常见的PCIE接口，NVMe固态硬盘的外观看起来就跟一张显卡差不多，它是插在PCIE插槽里工作的。NVMe标准的主要优势在于软件和协议端，它是业界首个规范化的PCIE数据存储协议标准，现在它已经被业界广泛接受。在本届FMS2014峰会上，我们看到了大量的NVMe接口企业级固态硬盘产品。

SM951是三星首款面向个人和家庭用户的NVMe固态硬盘，它的连续读取速度为1.6GB/秒，连续写入速度为1GB/秒，比传统SATA接口固态硬盘快上数倍。

英特尔近日也发布了全新的企业级PCIe SSD产品，包括面向写入密集型应用的DC P3700系列，面向混合工作负载的DC P3600系列，以及适合读取密集型应用的DC P3500系列。

不过，本届峰会上展示的NVMe固态硬盘大多数依然是价格昂贵的企业级货色，家用产品寥寥，NVMe接口向下普及看来还需要相当长一段时间。

一大波高性能主控芯片来袭

主控芯片是固态硬盘的心脏，它不但影响固态硬盘的速度，还决定了固态硬盘的寿命，任何一家试图在固态存储行业立足的厂商，都不会放松主控芯片的研发。在今年的FMS2014峰会上，出现了一大波性能超强的固态硬盘主控芯片新品，让我们来一一盘点。

HGST FlashMAX III：最高50万IOPs

FlashMAX III是HGST最新推出的企业级NVMe固态硬盘，它使用了HGST全新研发的主控，所有元件都安装在一张PCIE 3.0 8×接口的加速卡上，拥有1.1TB、1.65TB、2.2TTB三种容量。其中，2.2TB版本性能最强，最大读写速度可达2.7GB/s和1.4GB/s，4KB随机读取速度53.1万IOPS、4KB随机写入速度5.9万IOPS，平均无故障时间达200万小时，HGST官方提供5年质保。

Phison PS5007：8通道SATA3

尽管NVMe接口已经独霸了半壁江山，但SATA依然是眼下的主流，Phison新推出的PS3110就是一款强力SATA主控，它支持最多8通道的32bit SLC、MLC、TLC闪存，最高容量达2TB，接口为SATA3.0，还可以板载256MB～2GB的DDR3L作为缓存，连续读写速度分别可达540MB/s和530MB/s，随机写入IOPs也高达10万，性能表现相当瞩目。

PS3110主控兼容AES-256安全加密，拥有智能缓存管理技术和SmartRefresh读取管理技术，能大幅提升闪存芯片的寿命。

Silicon Motion SM2256：寿命提升三倍

Silicon Motion的固态硬盘主控在业内广受好评，本届FMS2014上他们的主打产品是新的主控芯片“SM2256”。

SM2256是全球第一款专门针对TLC闪存设计的固态硬盘主控，支持SATA 6Gbps接口，对AES-256、TCG Opal安全加密技术、ONFI 3.0、Toggle 2.0和异步闪存模式等提供了完善支持，其王牌是Silicon Motion公司专利纠错技术NANDXtend ECC，号称可将TLC闪存的寿命增加三倍。

性能方面，Silicon Motion使用东芝A19 TLC闪存打造了一块固态硬盘原型，实测持续读写可达524MB/s、32队列深度下，时4KB随机读写可达90000IOPS。这块主控芯片将于今年第四季度开始量产，Silicon Motion也会充当军火商，为今年底明年出的TLC固态硬盘大战输送武器。

Marvell 88S1093：狂飙4GB/s

在收购英特尔通信和应用处理器业务后，Marvell公司的研发实力越发强大，今年FMS2014上他们带来了一块性能超强的固态硬盘主控芯片——88S1093。

88S1093是一款支持NVMe 1.1标准、主要面向企业级市场的主控芯片，其最大支持2TB容量的15nm TLC/MLC/SLC闪存，兼容PCIE 3.0接口，自带命令重迭、乱序数据回朔功能，最高传输速率可达4GB/s，芯片本身采用28nm工艺打造，最快会在2015年初推向市场。

ATP：刷个固件，耐用性大幅增强

刷个固件，固态硬盘寿命一下子提升10多倍？ATP告诉你这种好事可以有。他们在FMS2014上展示了最新的“advancedMLC”技术。advancedMLC的原理是通过特殊算法，将MLC闪存的4种不同编程方式调整为两种，显著扩大了闪存基础单元间的干扰限度，寿命自然大幅提升。按照ATP的说法，与传统的MLC NAND相比，advancedMLC可使闪存基础单元的耐用性提高13倍多（40K P/E），而写入性能接近SLC。

最重要的是，advancedMLC本身是一种软件算法（刷个固件就搞定了），它能够兼容市面上许多主流MLC闪存，ATP已经展示了这项技术及相关产品，具体技术细节稍后会有更多披露。

10年后的硬盘长啥样？

大容量、低价格、高速度的固态硬盘离我们的生活越来越近，但如果把目光放得更长远，未来的硬盘会变成什么样子？HGST联手镁光在FMS2014上展示的PCM相变存储器会告诉你答案。

这款号称“开创了一个全新存储设备类别”的固态硬盘看起来和PCIE显卡差不多，其最大亮点是用多个相变存储芯片（PCM）代替了传统的NAND闪存充当存储单元，演示的原型产品搭载5颗镁光1Gbit PCM颗粒。

PCM（相变存储器）是一种全新的非易失性存储技术，它利用硫族化合物在晶态和非晶态的导电性差异来存储数据，读取速度远远高于NAND闪存，而且断电后数据也不会丢失。

HGST演示的PCM固态硬盘原型在一个队列环境中实现了高达300万次的随机读取IOPS（512Byte），并在非队列环境中实现了1.5微秒的随机读取时延，比现有基于闪存的SSD快几个数量级，传统SSD根本无法企及。HGST首席技术官Steve Campbell表示，PCM相变存储已经“催生出一个全新的存储设备类别”。

目前，IBM、镁光等多家巨头都在PCM相变存储领域投入了巨资进行研发，IBM开发出了多位存储的PCM芯片，解决了1bpc（bit-per-cell）问题，而镁光的45纳米PCM相变存储颗粒已经小幅试生产，HGST在本届峰会上展示的PCM固态硬盘原型就使用了来自镁光的PCM颗粒。

IBM研发的PCM相变存储芯片原型

不过，PCM相变存储设备目前还有诸多工艺、工程实现方面的问题有待解决，HGST演示的这块PCM硬盘原型容量只有640MB，远未达到实用水准。分析师预计，基于PCM技术的固态硬盘投入企业、存储服务器和大型数据中心市场至少还需要9-18个月的时间，而进入民用市场的时间则要等得更久。