2011-08-22
結合SSD + HDD優勢
Hybrid Drive性能深度評測!!
文: John Lam / 評測中心


受機械式物理設計所限,傳統 HDD 一直是 PC 系統的主要效能瓶頸之一,雖然在半導體技術不斷提升下高性能的 SSD 繼漸普及,但 SSD 產品每 GB 成本高昂,加上技術成熟度仍有待提升,要完全取代傳統 HDD 仍然言之尚早,就在儲存裝置的世代交接期,結合 SSD 與 HDD 特性的 Hybrid Drive 混合式硬碟,能否為主流 PC 應用提供高傳輸、高容量、低延遲的最佳解決方案 !?



HDD ︰海量的資料儲存


7200
傳統 HDD 受到物理制程,存取速度難以突破

HDD 自 1956 年面市後,現時已是 PC 內的主要儲存裝置,基於堅硬碟片為基礎,碟片擁有平整的磁性表面,透過硬碟內的馬達轉動,讀寫頭可在碟面經過它的下方,讀取或改變其表面的電磁流值達成資料傳取。由於 HDD 技術不斷進步,無論在讀寫速度及容量均不斷上升,生產成本亦不斷下降,就算家用 PC 也能擁有海量的儲存容量。

 

自 90 年初主流硬碟容量約在 20 ~ 40MB ,發展至現今最高達 3TB 容量,的確能滿足了現今海量的新資訊時代,但傳輸速度提升卻停滯不前,儘管 HDD 廠商已使出渾身解數,包括提升讀寫碟碟面的密度、加入垂直讀寫技術、更高速的磁碟轉速、更大的讀寫緩衝記憶體、加入 NCQ 、 ACHI 等優化讀寫機制,但 HDD 的機械式轉盤設計擁有物理上的限制,加上散熱的考量下,仍然無法跟上 PC 運算的速度提升。

 

傳統 HDD 硬碟機的容量雖能滿足了新資訊時代,但卻成為了運算的主要瓶頸之一,縱使運算應用採用了預測讀取分支,嘗試把資料預支讀取至系統記憶體,盡力避免因等待資料讀寫造成處理器閒置,但最終仍需要找尋更高速的儲存方案,以配合運算技術的發展。

 

SSD ︰未來的 PC 儲存裝置 !?

 

OCZ Vertex Turbo

 

傳統 HDD 硬碟機技術再難突破,進入以容量競爭時代,技術成熟導致各廠主要以價格作為主要競爭方法,令各家大廠紛紛以併購整合求存,雖然 HDD 的需求仍舊,但毛利已經難再提升,而 PC 業界亦開始轉向全新的資料儲存解決方案 — 「 SSD 」。

 

SSD (Soild State Disk) 有別於傳統 HDD 硬碟機,採用半導體的 NAND Flash 快閃記憶體技術作為儲存媒介,機械式的馬達起動需要高功耗問題,亦不會發出馬達聲噪達,不需要馬達轉動達至碟面讀寫,令讀寫速度與隨機讀取均較傳統 HDD 優秀。

 

沒有機械式的架構令防震能力相較傳統 HDD 硬碟機更佳,加上低功耗特性令更它更適合用於行動電腦裝置, SSD 基本上已成為了 PC 未來主流儲存媒體的唯一候補,等待的就是半導體制程進一步成熟。儘管 NAND Flash 已進入 2xnm 世代,但每 GB 容量成本卻比傳統 HDD 高昂,儲存容量亦無法與傳統 HDD 相比較。

 

SLC 與 MLC 之分

 

SLC

 

現時, SSD 採用的 NAND Flash 共分為 SLC (Single-Level-Cell) 與 MLC (Multi-Level-Cell) 。 SLC 是特點是在浮置閘極與源極之中的氧化薄膜更薄,在寫入數據時通過對浮置閘極的電荷加電壓,然後透過源極,即可將所儲存的電荷消除,通過這様的方式,便可儲 存 1 個信息單元,這種技術能提供快速的程序編程與讀取,但成本高昂主要應用於伺服器及工作站中。

 

為了降低門檻,現時的 SSD 產品主要採用 MLC 顆粒, MLC 是將兩個單位的信息存入一個 Floating Gate 可變電閘,透過不同電位( Level )的電荷,分別儲存的電壓控制精准讀寫,因此 MLC 通過使用大量的電壓等級,每一個單元儲存兩位數據,數據密度比較大,相較 SLC 架構是 0 和 1 兩個值,而 MLC 架構可以一次儲存 4 個以上的值,令 MLC 架構可以有比較好的儲存密度但速度亦慢。

 

為了提升 MLC 顆粒的 SSD 產品速度,控制晶片多採用平行取的運作架構,其原理如同 RAID 0 磁碟列陣,但相對 SLC 對資料損壞的風險相對提升。同時, MLC 顆粒壽命亦相較 SLC 為短,一般而言 LC 架構可以存取 10 萬次讀入,而 MLC 架構只能承受约 1 萬次的讀入。

 

SLC 、 MLC 的 SSD 產品與傳統 HDD 產品可以說是更具優勢, SLC 顆粒的 SSD 效能最高、可靠性佳更售價高昂, MLC 顆粒的 SSD 擁有高性能特性但可靠性較低, HDD 低成本高容量但低效能,用家必需按照成本、效能及風險之間作出考量。

分享到:
發表評論
本篇文章被 351367 人閱讀,共有 個評論