【SSD故事会5】：SSD被逼出来的存储英雄

凌旗科技

CPU、内存、硬盘，俗称三大件，是影响PC性能体验的根本。CPU决定运算速度、内存决定数据吞吐、硬盘决定存储容量，所以才称三大件。世界变迁，时间飞逝，在“摩尔定律”这只无形手的支配下，“三大件”的性能、容量取代巨大的进步。然而，相比于CPU与内存，传统的硬盘似乎原地踏步……

SSD故事会（5）：SSD被逼出来的存储英雄

1、硬盘掉队了？

摩尔定律50周年，CPU的发展速度是现象级的

　　1985年386电脑，1995年的奔腾电脑，从“麻麻叉”时代的1231秒Super Pi百分运算性能，到现在“爱妻”时代的9.469秒，提升了130倍。摩尔定律50周年，CPU的发展速度可以说是现象级的；内存也不逊色，容量从2MB到现在的64G，提升了3万倍，内存速度从原来的60/100MHz到现在最高的3200MHz，提升320倍；现在，新一代DDR4规格也全面普及。

至于HDD，在2000年后，发展速度明显减缓了

　　而硬盘，1988年20M的硬盘出现，1989年硬盘速度仅16.7MB/s……漫长的历史进程，温切斯特硬盘并没有像CPU、内存那样呈几百倍，甚至几千倍的增长，从50MB/s到100MB/s花了近十年……毫无疑问，硬盘已经掉队了。

2、机械硬盘惹的祸：

温彻斯特技术下的机械硬盘经过N年，核心技术依然没变

　　从1973年至今，机械硬盘开始被温彻斯特架构所支配。到21世纪的今天，硬盘被温彻斯特支配的恐惧才开始显露出来。君知道，与性能息息相关的硬盘转速--7200转的速度陪伴了我们从奔腾4到酷睿五代的光阴。

机械构造，然HDD不可避免地遇上棘手的瓶颈

　　虽然说随着技术的进步，机械硬盘的单位面积存储容量得到提高，我们可以享用到更高容量的硬盘，但是读写数据的速度、寻道的时间等并没有太大突破。机械硬盘的运行主要是靠机械驱动头，它必须在快速旋转的磁盘上移动至访问位置。从机械硬盘内部的构造可看出，物理旋转的磁盘，等待主轴电机、磁头和磁头臂在碟片上找到数据位置，整个过程相当的繁琐。换言之，在人类科技水平没有重大突破之前，HDD的构造不会发生改变，工作机制不会产生重大变化，其性能也就不会太大的突破了。

3、时势造英雄：SSD横空出世

SSD逐渐取代HDD？

　　在这个不进则退的硬件环境下，HDD已经成为木桶理论中短板，高性能存储成为各行各业最迫切的需求。新一代存储革命--SSD固态硬盘呼之欲出。存储厂商纷纷另起炉灶，革温彻斯特的命。

　　SSD是由控制芯片（主控）、缓存芯片（部分低端无缓存芯片）和用于存储数据的闪存芯片（NAND Flash），主要以区块写入和抹除的方式来读写数据。它没有任何的机械部件，无需进行复杂的机械运动，可以快速准确地访问驱动器的任何位置。SSD的随机数据访问时间为0.1ms或更短，而传统的2.5寸或3.5寸 HDD所用的时间约为10-14ms，SSD的数据访问要比HDD快上100倍。

2

时势造平民级英雄：SSD横空出世

4、SSD的突飞猛进：

2007年，IBM服务器将SSD带到我们眼前

　　1989年，固态硬盘诞生，其价格过于高昂，在当时只限应用于比如医疗、工作以及军用市场。1M大小的闪存换算下来的价格已经达到了3500美元，但是其性能却要低于当时的普通硬盘产品，不过凭借其独有的特性却使得闪存硬盘在军用、航空以及医疗领域获得了长足的发展。

　　直至2009年，Intel和美光双方联合研发的34nm工艺NAND闪存芯片投入量产，那是业界第一款40nm工艺以下的NAND闪存产品，也标志着SSD开始走进我们普通人的世界。那时，接口还是SATA2.0的，持续读写性能徘徊在100-200MB/s，也没比HDD快上多少，容量32G-64G，价格却十分昂贵。当时还有很多人唱衰SSD：这太不靠谱。

　　事实证明，持上述观点的人错了。短短几年过去，SSD展现了这些年在主存储技术上的首次重大进步，凭借着革命性的随机访问速度、卓越的多任务处理能力以及杰出的耐用性和可靠性颠覆了用户的电脑体验。无疑，SSD的进步是神速的，闪存从当初的34nm到25nm再到20nm，技术进步让SSD受益，如今1xnm闪存已经量产。SSD构造没有任何的机械部件，不同的主控、闪存、缓存都可以进行搭配，加上不同的数据接口、不同的闪存类型、不同的传输标准等，这些都带给SSD更多的发展空间，也使得SSD的形态多种多样。像接口有SATA接口，mSATA接口还有M.2、PCI-E接口。

5、SSD的数字革命：

　　回想当年的HDD，到现在SATA SSD，再到更高速PCI-E SSD，带来的巨变让人感叹。
性能永远是DIYer的兴奋点，为何SSD在以前不温不火而现在突然变得火热起来？其中一个原因就是性能的飙升了，那个年代平均读写速度只有100-200MB/s，与HDD差不多，但是价格比后者贵数倍，何来市场？

　如今，SATA接口的SSD速度早已超越500MB/s。但，这不是SSD的极限，目前主流的硬盘接口为SATA 3.0，最大理论带宽仅6Gb/s，无疑限制了SSD的性能发挥。以PCI-E、M.2为代表的新一代SSD接口标准呼之欲出，更快的传输速度、更大的容量支持、更低的延迟表现，都是引领未来存储产品的新趋势。

　　像采用原生PCI-E 2.0×4接口的PCI-E SSD，摆脱了SATA接口的物理限制，提供如闪电般的性能，最高能达到1400MB/s的读取速度，在写入速度上更是达到的1000MB/s以上，大幅度提升的数据带宽与吞吐量，提供前所未有的极致应用体验。

6、平民英雄才是真英雄

单位容量价格更加便宜

　　决定一项新产品能否流行，决定性因素就是价格。在SSD普及初期，当年240GB的SSD高达4500元，如今，主流240G/256G SSD便宜也低于600元以下，700元可购入一款性能不俗的产品，不少120G/128G SSD已跨过400元的门槛。相信不久将来，随着15/16nm制程的演进，SSD的主流消费容量会与HDD更加接近。

7、写在最后：未来，SSD会走向何方？

未来，向HDD说不？

　　从1989年硬盘速度的16.7MB/s，到现在 PCI-E SSD的1400MB/s，SSD诠释了主存储的完美逆袭。机械硬盘的难言之隐，在温彻斯特技术的束缚下已经难以挣脱。性能、容量、价格，万事俱备只欠东风，SSD取代HDD，或许不是一个伪命题。