存储市场今年可谓话题不断，而混合硬盘概念逐渐被消费者所接受，与SSD固态硬盘有了抗衡的趋势，机械硬盘单碟技术的大力开发创造了市场逆袭，相反 SSD长期处于被仰望的高度上，无法被普通用户所接受的费用和容量偏低也一直成为焦点话题。今天我们就来聊一聊，SSD固态硬盘高昂价格的背后其究竟有多少内涵。
硬盘是电脑中必不可少的存储媒介之一。硬盘的组成是由一个或者多个铝制碟片组成。机械硬盘做为代表，其所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行并且存储面上都有一个磁头，磁头关联在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。
传统机械硬盘内部构造图
近几年来推广的固态硬盘(SSD)是在传统硬盘上衍生出来的概念，简单的说就是用固态电子存储芯片阵列(NAND FLASH)而制成的硬盘。SSD的存储介质分为两种，一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质，另外一种是采用DRAM作为存储介质。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同。SSD更像一个大体积的优盘产品。在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。
SSD固态硬盘内部构造
自从SSD固态硬盘问世以来，不断的拿出启动快，写入快，抗震能力强等优势与老式的机械硬盘做对比。由于根本技术的不同，两者的差异还是很大的，SSD在近些年来被很多用户争相评论，无论抬高还是贬低，使其很多优缺点变的有些模糊了。
通过笔者走访ZOL硬件论坛得知，对于SSD固态硬盘如此高成本的背后能否体现出市场价值?相比较机械硬盘寿命方面存在的问题，兼容性差能耗高这些市场反映现象也值得担忧。下面我们将全面的对这些议论点进行一次合理的分析探讨。
SSD硬盘相比传统机械硬盘优势在哪?
这个问题相信大家都毋庸置疑，速度!而在速度背后，SSD固态硬盘究竟是什么来带的其如此高昂的成本?如果大的又是存在，为何市场普及还是如此艰难?
市场中价格相对偏低的金士顿30G SSD固态硬盘
价格之忧：巧妇难为无米之炊
早在2008年，研究报告表明SSD市场已经创造不少的收入，达到了5.85亿美元，并且预言到2011年将超过60亿的收入。低功耗、传输速度快等特性使得其深受用户的青睐;但是价格高昂、容量偏低的问题也是阻碍其市场推广流行所在。由此，固态硬盘率先的进入到企业领域，2009年固态硬盘在企业级领域的应用，最先被部署在外部网络存储系统中。这些应用是机械硬盘无力承担的。
通过图表我们可以看到，固态硬盘每单位容量价格和传统硬盘的容价比相差很多，这纵然使很多消费者望而退步，宁愿放弃速度选择了更大容量的机械硬盘。尽管SSD所带来的社会利益价值是机械硬盘无法比拟的。
在计算机内部其他零部件不断升级的同时，机械硬盘的转速成为了一个不得不面对的问题。当人们都在议论SSD硬盘价格如何高昂的同时，是否想到了它所带来的社会利益价值?与其面向于企业等大型高级部署成就的优势相比，实在太微不足道了。尽管如此，不能得到普通消费者的市场，推广速度就依然要缓慢进行。
速度优势：性能成就奠定了普及之路
咱们在回头说说优势。SSD固态硬盘其传输能力相信大家都有所了解。从上面的内部结构对比来看，我们就可以得出结论：由于SSD固态硬盘没有磁头，所以几乎不存在寻道时间这一概念，当系统发出指令时，不需要磁头和盘片，而是直接从Flash颗粒上读取，相对传统的机械硬盘的寻道时间来说要快多了。这也是为什么SSD固态硬盘在传输速率上与普通机械硬盘差距如此悬殊了。
上图是SSD固态硬盘后加载使命召唤6同一场景的时间对比。其中希捷1TB硬盘加载游戏的时间为16.94秒，而通过组建RAID 0模式后(将数据进行多磁盘处理，使提高运行速度)，性能有小幅提升，降至12.56秒。不过OCZ VERTEX 2固态硬盘则仅用了5.5秒就进入游戏，如此悬殊的成绩也只能由SSD硬盘来完成。
随着技术的不断进步与发展，相信固态硬盘的技术也会更加完善，成为未来企业应用的重点。当然，尽管固态硬盘一直是人们的热议焦点，还是受到了很多终端用户的关注，2011年市场反响上也确切的说明着其发展正在稳步向前。速度上的绝对优势奠定着发展基础，在未来的一年SSD固态硬盘的普及力度也一定会继续扩大。
SSD硬盘使用寿命很有限?
用户的议论点中，对SSD固态硬盘使用寿命的问题颇为关注。认为其基于闪存的技术前提下，很难达到机械硬盘的读写次数，从而导致淘汰。
其实在硬盘的制造过程中，技术支持方面已经做的比较完善了。虽然说，使用寿命问题是SSD硬盘不可避免的缺陷，但已普通消费者的使用需求来看，远没有上文观点中的夸张，并且在一些特制的硬盘上，写入寿命可以达到100万到500万次，使整体寿命达到20年以上。
机械硬盘和SSD内部差异明显
并且在固态硬盘数据保护方面，由于内部不存在任何机械活动部件，不会发生机械故障，也不怕碰撞、冲击、振 省电动。这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用，而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。
没有马达和风扇，凭借没有任何机械装置获得了0噪音、相对抗震，超低功耗等特性。目前主流用户的电脑基本都是采用机械硬盘，当开机后硬盘开始高速旋转，那么就会有噪音出现，并且在写入数据时还会听到硬盘咯咯的声音。另外，盘片旋转同空气产生的摩擦就会生热，再加上马达旋转的热量，也是夏天不得不面对的问题。而SSD固态硬盘工作温度范围提高到了10到70度，比机械硬盘约20度的提升。
在最新的管理芯片以及闪存技术上，如果超过了SSD的使用寿命，也别担心你的数据，因为它最多只是不能写入了，但是你的数据都还在，只是变成只读的罢了。
SSD硬盘内部技术提供：NAND Flash
对于固态硬盘来说，影响其性能的主要有3个部分，一是主控，这也是SSD产品最核心的部分;二是NAND Flash芯片，主要分为SLC于MLC两种;还有就是缓存。总体来说，主控芯片性能的高低是影响SSD性能的最主要因素，很多玩家认为NAND Flash芯片类型才是决定性的，实际上这是一个误区，一款优秀的主控芯片即便配上相对廉价的MLC闪存，其性能也要优于较低的主控芯片搭配SLC闪存。
NAND Flash芯片
我们先来说说NAND Flash芯片。其就相对于另一种闪存类型NOR(非易失闪存技术)，NAND能提供极高的单元密度从而达到高存储技术，并且写入和擦除的速度要比NOR 快得多，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。当然，更重要的是NAND的可擦写次数是NOR的10倍!对于硬盘产品来说，这非常重要。关于 NAND Flash更多的知识，我想也有必要在这里普及一下，使我们更全面的了解SSD硬盘的工作原理。
NAND Flash的基本构造
NAND Flash硬盘产品每个区块可以确保至少100,000次的擦写操作，这相当于普通硬盘的1,000,000小时的MTBF，已经可以满足应用需求。
在NAND Flash的底层存储上引出了两种不同的模式，SLC(Single Level Cell)和MLC(Multi Levels Cell)，它们之间各有优缺点，现在在各类不同的SSD固态硬盘产品中都有采用。Intel的X25-E应用SLC，X25-M则使用了MLC，下面这样表格可以较为直观的展示出他们性能区别：
SLC的一个Flash存储单元只有两种电荷值，高低不同的电荷值表明0或者1，因为只需要一组高低电压就可以区分出0或者1信号，所以SLC最大的驱动电压可以做到很低。SLC结构简单，用一组变化电压驱动，速度很快同时寿命较长也更为可靠，不过这种一个Block只存储一组数据的模式无法在相同的晶圆面积上实现较高的存储密度，存储容量提高完全依赖芯片工艺的提升。
MLC故名思义在存储单元中实现多位存储能力，典型的是2bit。它通过不同级别的电压在一个单元中记录两组位信息(00、01、11、10)，这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍。因为电压变化更频繁，所以MLC技术的Flash在寿命方面远劣于SLC，同时它的读写速度不如SLC，一个Block存储两组位数据，自然需要更长的时间，这里面还有电压控制、CRC写入方式等因素需要考虑。
NADA Flash芯片
显而易见，SLC在寿命和性能方面拥有独特的优势，不过需要更好的工艺制程才能拥有较大的容量。而MLC虽然在容量方面有先天的优势，但在速度和寿命方面存在先天的不足。这就区格了它们的应用，SLC用在不计成本追求速度和可靠性的企业级产品中，MLC更适合在消费级产品中部署。
SSD硬盘内部技术提供：主控
主控芯片是固态硬盘的大脑，其作用一是合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷，二则是承担了整个数据中转。连接闪存芯片和外部SATA接口。不同的主控之间差异也比较大，在算法，读写方面存在很大的不同，从而直接导致产品的性能，拉大质量差距。下面笔者就针对几种常见的主控芯片进行说明。
Jmicron主控：山寨SSD最常用
提到Jmicron主控，相信不少用户都记忆犹新，在最开始SSD普遍偏贵的时候，不少山寨SSD相继问世，并且价格非常低，他们就是采用了 Jmicron推出的JMF602芯片。早期JMF602A持续读取143MB/s，写入93MB/s，后来改良的JMicron JMF616方案最高读取速度270MB/s，写入210MB/s，持续写入130MB/s，随机读写20000IOPS，仅支持SATA 3Gbps接口。
JMicronJMF612主控芯片
Intel主控
而目前市场上代表着SSD主控最顶尖水平的，莫过于Intel和SandForce两家。先来介绍一下Intel，这家半导体业的统治者拥有无比强大的技术实力。也许它想做什么都没有做不好的吧。由于其在芯片组南桥的开发过程中积累了丰厚的磁盘控制器经验，其固态硬盘控制器产品异常优秀，算法和固件都很先进，实际性能也非常强大。
英特尔主控芯片特写
上图就是Intel自己的主控，图片上芯片的编号是PC29AS21BA0，这是Intel采用34nm颗粒工艺的Gen2版本产品，而以前 Intel的Gen1版本的产品主控芯片是PC29AS21AA0，相对于Gen2版本来说，Gen1版本的产品是50nm，并且不支持TRIM，时间久了性能会下降。该主控同样仅支持SATA 3Gbps接口。
SandForce主控
SandForce则是目前业内唯一能在SSD技术上与Intel抗衡的企业，尽管其在去年才发布首款SF-1500/SF-1200主控，但是其优秀的性能使其产品已经推出便狂收追捧，其独有的Dual Class技术将MLC SSD的性能和寿命都大幅提高，其企业级产品SF-1500主控可以提供5年质保。
SandForce SF-1200主控
而刚刚发布的SF-2200系列主控更是将性能达到极致，其读取550MB/s，写入520MB/s，4KB随机写入60000 IOPS，采用SATA 6Gbps接口。
SandForce最新SF2200固态硬盘主控芯片
Marvell主控
Marvell主控是首款支持SATA 6Gbps接口的芯片，最早问世的产品为美光C300系列，内部使用基于ARM架构的处理核心，支持32-bit队列深度的NCQ、支持 S.M.A.R.T功能、原生支持微软的Trim指令以及第三方的Secure Erase等等特性。
镁光C300固态硬盘主控芯片
三星主控
下图是三星自主研发的S3C29MAX01-Y340主控，主要应用在三星SSD上面，据悉三星SSD固态硬盘的命名是由SSD本身速度来定。
三星原厂的S3C29MAX01-Y340主控芯片
该系列据称使用了三星的30nm级MLC闪存，SATA 3Gbps接口，支持TRIM，平均无故障工作时间150万小时，抗震1500G。
SSD固态硬盘：如何瞄准中国存储产业
推广是首要任务
尽管描述了上述如此多的技术内涵以外，如何打开消费市场才是固态硬盘应当立刻解决的处境问题。以目前的流动性，固体硬盘所面对的三类人群：低价计算机-普通消费者，服务器或网络存储搭建-中级消费者，企业集团及Server PC市场-高端消费者。
等级的划分也明显成为金字塔的概念，庞大的普通消费人群成为了普及市场的主力军。而目前价格容量等种种困难，使最主要的突破口难以打开。值得庆幸的是，自2009年以来，越来越多的制造厂商愿意从自身开始，不断的开发技术进步，成本节约，为SSD硬盘量产和推广做着或多或少的贡献，从最早市场3%的渗透率逐步提升。并有“四年以内，固态硬盘将彻底取代机械硬盘”的说法。
SSD 固态硬盘发展预测
介于一般消费型固态硬盘仍然停留在零售的桌机组装市场，同时容量以32GB/40GB的低容量为主，主力推广的厂商将策略宣传重点放在低容量的固态硬盘上。使其做为系统程序执行的区块，而将大容量的档案储存放在传统式硬盘上，以便推广产品。而随着NAND Flash厂商在2010年第四季将陆续转进2xnm的制程，在今年产品出产合格率和产量上都有很大的提升，我们认为Flash的成本下降优势将可望反映在固态硬盘产品的售价上，消费者在产品本身特性就相当吸引人，价格的下降将更有效提升消费者购买的意愿。
使用寿命及效能还要进步
我们上面提到过，由于SSD硬盘与老式机械硬盘存储装置方面差异极大，没有磁头设计带来外形小巧的同时平均磨损成为了固态硬盘老生常谈的问题。理论上来讲NAND Flash应用在SSD上的寿命应该远远长于应用在其他闪存产品上，但由于其技术特性，重复读写在单一的区块上，如何改善设计和平均分配，都是在当下首要问题。
外形小巧的同时如何解决磨损问题
有议论文章表示过，厂商在制作过程中可以采取3种方式来改变现状:
1.用回老式传统的SLC芯片(强制每个存储单位只可存取一个数据)
2.控制IC的过程中，设计更优良的抹除方式，达到平均计算
3.采用新的硬件结构，例如使用缓冲存储器来减少NAND Flash的写入次数
关于技术的改变思路，又不免牵扯到成本性能体积等方面。抹除平均是跨入固态硬盘制造厂商的基本技术，我们设想，在基于计算机静态数据模式的前提下，如果能在主区域处理静态数据，或者增加静态平均，是否可以改善问题?总之，我们还需要等待新的产品出现才能得到答案。
SSD固态存储的局限性
虽然SSD比磁盘技术拥有着绝对的优越性，但涉及到存储局限性缺点在未来发展中还需要完善。当代企业数据存储系统在设计上可应付机械式硬盘存在的局限性，尤其是减少高延时和机械硬盘可支持的低IOPS数量的影响。而在使用固态硬盘时，上述基本事实发生了改变，存储控制器的容量限制变成了制约因素。
由于某些原因，包括芯片密度、散热性能等，SSD的容量总是小于磁盘驱动器。当考虑到磁盘子系统时，容量差别更是巨大。这意味着使用SSD的应用要受到SSD的存储容量的限制。所以我们又不得不提到由于容量限制导致的价格局限，目前市场上基本没有普通消费者去采纳高容量的固态硬盘。
新的科技元素产生的同时，市场接受需要一部分时间，用户接受同样需要一部分时间。从2007年中国一款固态硬盘上市至今，其实从价格到产品流通上已经有了极大的改善。机械硬盘抱着价格优势是唯一存活的理由，周边硬件的提升使其瓶颈体现会越来越明显。固态硬盘所面对的问题其实总的来说不是在产品性能上，消费者也应该相信所付出的昂贵代价换回的产品价值也是相当的。
重新审视SSD固态硬盘性价比
以上我们通过产品优势，技术性能到市场各方面反馈，对SSD硬盘进行了一次系统的分析 探讨。对于很多用户关注的问题点，我们也通过资料可以清楚的看到目前其的在开拓道路上的进展。2011年对于硬盘产业来说，无论是厂商从业者还是消费用户 都是忐忑的一年，从泰国洪水制造的影响到硬盘间技术提升的激烈火拼，高速发展的DIY硬件行业中，对于SSD固态硬盘这个正走在青春期路上的典范，我们能做到的只有耐心。
毫无疑问，SSD固态硬盘是这个时代存储介质的先锋者，它的应用大大提高了人们的日常生活水平。从笔记本电脑到平板电脑，以至于未来的掌机及无线终端产业，相信都离不开SSD存储介质。
SanDisk发布integrated SSD
上图是SanDisk发布的一种新的嵌入式硬盘“integrated SSD”(iSSD)，体积比一张普通邮票还要小，但是依然有相当高的容量和性能。SanDisk iSSD使用小型BGA封装、支持SATA接口标准的固态硬盘产品，尺寸仅为16×20×1.85毫米，重量不到1克，可以直接焊接在任何主板上，用于下一代移动计算平台，并兼容所有现代操作系统。
还好行业在不停的高速发展，会有越来越多的人投身到SSD的领域中。就像有大把青年挥舞着人民币购买一台IPhone一样，等到技术成熟的一天必然会被消费者所接受认可。2011年固态硬盘爆炸性发展是有目共睹的，工艺的提高，价格的下降受到越来越多的认可。与机械硬盘相比，短时间以内也许不能放言超越，但至少能与之共存。
垄断时代不可避免
SSD固态硬盘垄断存储市场是不可避免的，随着人们对速度和稳定性的要求增高，固态硬盘的上升空间就会越大。SSD性能上的优势让其在未来成长的潜力不可小觑，而且目前固态硬盘走向市场的速度似乎比预计中还要快了很多，SSD在行业中一点点长大，对于消费者也越来越亲切。对于这个流入中国市场5年的硬件产品，这已经是一个足够好的时代了。
