TLC/3D NAND方案助势 SSD加速取代传统硬盘

储存市场竞争白热化，固态硬碟(SSD)跨入高规低价时代，可望取代传统硬碟、提升其市场渗透率。多家记忆体大厂于台北国际电脑展(Computex)亮相固态硬碟和NAND Flash新品。国际大厂SanDisk更推出两款大容量SSD，以满足云端需求，而台湾厂商宇瞻则祭出具备安全性的NFC SSD，以及电竞SSD。  
此外，随着2D NAND Flash发展已届物理极限，快闪记忆体厂商也争相投注心力研发3D NAND Flash；同时除了上游厂商积极扩展SSD市场外，也有越来越多下游的PC原始设备制造商(OEM)导入SSD至产品中，亦将加速SSD市场蓬勃发展。  

介面/记忆体规格大换血　SSD跟风平价高规设计 

SSD走向高速规格、低成本设计趋势成形。快闪记忆体、SSD控制晶片、模组和系统厂商正有志一同发展低成本、高容量的三层式储存(TLC)和3D NAND技术，同时也积极推动SSD由现有SATA、PCIe AHCI转向更高速PCIe NVMe介面的新设计，期透过降低成本和提高储存效能的双重手段，刺激SSD市场渗透率。  


图1　SanDisk资深副总裁兼技术长Kevin Conley提到，4G LTE连线功能结合SSD后，将能为各种消费性电子提供顺畅的网路互连。
SanDisk资深副总裁兼技术长Kevin Conley(图1)表示，许多应用正逐渐以SSD取代传统硬碟，包括笔电、资料中心，以及数位电子看板、销售终端机、监视系统等工业嵌入式应用，厂商主要考量除了SSD可大幅提升资料存取效能、延长电池续航力、降低封装厚度和增加稳定性等诸多优势外，近来SSD价格也不断下降，甚至到了与传统硬碟相当的地步，更引燃SSD全面接替传统硬碟地位的火苗。 Conley进一步强调，TLC、3D NAND等新兴快闪记忆体方案正是让SSD成本触及新低点的关键。自2014年开始，主要SSD控制晶片商、模组厂竞相针对成本亲民的TLC记忆体发布相关产品，进而满足云端资料中心、消费性储存装置提高容量并降低售价的双重需求。  

Conley也透露，SanDisk与各大储存方案供应商都在研发搭载3D NAND记忆体的新型SSD，多数储存应用市场也将自2016年起开始转型，利用3D NAND SSD达到更高效能、容量，同时缩减成本。虽然3D NAND与传统2D架构有别，但多数SSD控制器开发商均已顺利克服技术挑战，未来与系统厂、记忆体制造商建立策略夥伴关系，将有助加速导入3D NAND方案。  

除成本下降的吸引力外，SSD引进新世代高速传输介面亦极具市场刺激效果。Conley指出，SSD业者选择介面的考量在于该应用所需效能及延迟表现，而现今PC、资料中心或交易系统，希望以高速PCIe NVMe介面及超低延迟记忆体通道储存方案，消弭装置与系统记忆体之间的链结问题。也因此，SanDisk等SSD供应链厂商自2011年起参与NVM Express工作小组，积极部署NVMe SSD，以因应2017年后，伺服器、资料中心和巨量资料(Big Data)分析设备的储存方案搭载需求。  

显而易见，SSD供应链业者正积极酝酿高规格、低成本的设计攻势，期加速拱大SSD市占，而此举与智慧手机市场风行的平价高规概念不谋而合，也为快闪记忆体储存市场增添新的话题。  

抢搭SSD热潮，宇瞻则于Computex推出新款工控和电竞SSD，并展出近距离无线通讯(NFC)SSD(图2)、指纹辨识随身碟(图3)，令使用者在物联网时代的资料防护可更具安全性。  


图2　NFC SSD透过NFC手机触发SSD内建的Core Security三大安全指令，可大幅提升使用者在物联网时代的资料防护性。

图3　指纹辨识随身碟以个人指纹进行感应启动，提升资讯安全性。
宇瞻SSD再进化　新款工控/电竞产品吸睛 

图4　宇瞻总经理张家騉表示，工控SSD要求稳定、可靠度以及能长期供货，而该公司所提供的解决方案皆能满足这些要求。
宇瞻总经理张家騉(图4)表示，工控SSD要求稳定、可靠度以及能长期供货，消费性SSD则要求炫、快和便宜，但不代表工控SSD毋须快速，而消费性SSD毋须稳定，而宇瞻长期投入SSD市场，可于此两者之间取得平衡，提供到位的产品。  

研究机构Gartner研究指出，宇瞻在2014年全球SSD的市占率中，已连续3年在工控领域夺得第一名，宇瞻为稳固工控SSD领域的龙头宝座，今年推出NFC SSD，新款NFC SSD透过NFC手机感应，可触发其内建的安全指令，提升资讯防护能力。  

此外，宇瞻亦推出新款电竞SSD，该SSD比起市场其他SSD，不仅快速、更具备感官享受，因为其搭载LED背光功能，可变化不同色彩，使电竞玩家更具游戏临场感；同时指纹辨识随身碟，可从任何角度辨识指纹，严密防护个人随身资料。 针对近来3D NAND Flash的话题掀起一股热潮，张家騉表示，3D NAND已是大势所趋，宇瞻势必会朝此一方向发展，待3D NAND Flash具备足够稳定度后，即会用于制造SSD。  

而未来3D NAND Flash是TLC和MLC并存？抑或逐渐转向TLC，张家騉认为，NAND Flash技术发展至3D之后，不管是MLC/TLC耐用度皆可提升，但MLC/TLC天生即具差异性，用户须考量各自的应用需求，选择适当产品，而宇瞻可针对不同客户需求，提供适合的解决方案。  

NAND Flash供应大厂美光(Micron)近日发布新款16奈米的TLC NAND Flash，新品瞄准消费性储存装置市场；在3D NAND Flash市场布局上，美光则将TLC/MLC双线并行发展。  

锁定消费性SSD　美光16奈米TLC方案登场 


图5　美光科技储存事业部行销总监Kevin Kilbuck表示，美光TLC、MLC的NAND Flash各有不同市场需求。
美光科技储存事业部行销总监Kevin Kilbuck(图5)表示，美光16奈米的TLC NAND Flash不仅低成本，亦兼顾效能，适合消费性SSD、USB随身碟等市场应用，目前已有威刚、Tigo、创见和希捷等公司采用。  

美光除推出NAND Flash新品外，也已着墨3D NAND Flash发展，今年四月已发布MLC 3D NAND Flash，不久将推出TLC 3D NAND Flash。Kilbuck补充，美光的3D NAND Flash会在成本、效能和稳定度等三方面都达到平衡点后，推出该产品。此外，由于TLC/MLC在成本和稳定度各具优势，加上TLC与MLC各有不同市场应用，因此考虑不同的客户需求，美光在3D NAND Flash的市场策略，将采取TLC/MLC并进发展模式。  

换句话说，美光认为MLC产品将不因TLC产品推出而逐渐式微，因为MLC稳定度比TLC佳，对于资料中心和企业级市场而言，即使MLC价格高，但其读取/写入的表现较优，仍可能会选用MLC产品，未来美光将同时发展MLC和TLC的3D NAND Flash。  

PC OEM扩大采纳SSD　储存市场将风云变色 

PC OEM加速推动储存市场变革。越来越多PC OEM开始在产品中导入SSD储存解决方案，加快其在PC市场渗透率，而在PC OEM大举导入下，SSD市场将在未来五年呈现爆炸性成长，2020年SSD出货量可望上看二十亿台，加速取代传统硬碟(HDD)，称霸资料储存市场。  


图6　Marvell储存事业部SSD与策略行销资深经理陈昭雄，PC是近年来SSD市场成长的主要动能。
Marvell储存事业部SSD与策略行销资深经理陈昭雄(图6)表示，近几年无论是消费端或是企业端，PC OEM都是促使SSD市场成长的最大推手。尤其2015年，SSD除错技术大有斩获；控制晶片进入28奈米先进制程；更重要的是，整个SSD生态系统(Ecosystem)形成，都势必让SSD强势席卷整个储存市场。  

陈昭雄也透露，目前SSD控制器主要还是以SATA介面为市场主流，不过随着新款行动装置晶片组(Chipset)将陆续在2015下半年发布，以及作业系统更新等趋势带动下，目前导入该介面的PC已有增加态势，PCIe介面的生态系统也将愈趋完备，因此未来SSD在PC市场势必也将掀起一场传输介面革命。  

据了解，Marvell此次推出DRAMless NVMe SSD控制晶片，该控制晶片采NANDEdge低密度同位元检测(LDPC)技术，支援TLC、3D NAND架构，并主打高整合特色，抢攻轻薄平板和二合一笔电市场，而更进一步来说，该款解决方案问世也将促使更多小型SSD解决方案推出。  

Marvell总裁暨核心创办人Weili Dai表示，当行动运算和云端服务已成为生活的一部分，可靠、安全和具成本效益储存解决方案，如果又能做到小尺寸的特色，对消费性市场无疑是一大福音，Marvell的这款DRAMless NVMe SSD控制晶片将能带动新一波尺寸更小的SSD解决方案导入庞大的消费性市场。