高速储存装置在Ultrabook的应用及挑战
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英特尔正与笔记本电脑大厂全力推动Ultrabook成为新一代超轻薄笔记本电脑的产业规范，驱动整个产业迈向更超薄、轻盈的境界。除了轻盈纤薄的机身以外，Ultrabook效能诉求的关键在于为磁碟快取或操作系统碟的固态硬盘(Solid State Disk；SSD)模块；另外市调机构也预测，受惠于云端运算的需求下，这五年内个人及企业用储存装置将持续高成长，智微科技持续追求高效能与低功耗，提供SSD以及供外接储存装置使用的关键控制芯片…
智微科技(JMicron)产品行销协理张中平，提到英特尔引领IT界变革。从90年代Intel inside直接将处理器形象直接面终端消费者，多媒体功能如CD-ROM的导入，以及2003年推出笔记本电脑加上WiFi无线的Centrino平台概念；为了持续增加笔记本电脑的成长动能，以因应苹果MacBook Air(MBA)热销以及平板电脑的冲击，英特尔又提出了Ultrabook，它的上下盖机身高度需小于18mm，具备五小时以上长效供电，预估到今年已经有140款机种出现，其中40款有触控屏幕，有12款具备屏幕可选转折叠机身的平板型设计。
坊间Ultrabook的配置，一种直接配置64？128GB SSD，有需要的则外接USB 3.0的移动硬盘以增容量；另一种以一般2.5寸传统硬盘，配小容量(32GB以下) SSD做为快取碟。跟Ultrabook有关的有Intel快速启动技术(Intel Rapid Start Technology；IRST)、智能反应技术(Intel Smart Response Technology；ISRT)。2012 Ultrabook规范由S4休眠模式回复时间要小于7秒，同时PCMark Vantage硬盘评分要16,000以上，Video Editing要80MB/s以上。
笔记本电脑有S3睡眠模式，保存DRAM数据并关掉周边电源进入低耗电模式，仅需两秒钟即可回复到工作模式，但耗电量约300~700mW；S4休眠(Hibernate)模式则把DRAM数据写入硬盘后关闭电源，回复速度从30秒到一分多钟不等。IRST模式则利用S3模式一段时间后，自动将DRAM数据存到NAND Flash后断电，此时耗电量仅50mW，回复时直接从SSD取回DRAM数据，使得开机回复时间在5秒以内。ISRT则藉由小容量SSD充当读写快取，或直接以SSD当操作系统碟来提昇整体传输效能。
智微提供Ultrabook加速方案
张中平介绍智微JMF667是全球第一颗4通道(4 Channel)、台积电55纳米制程的SATA 6Gbps SSD控制芯片，支持Intel/Micron 25/20nm及Toshiba 24/19nm 的NAND Flash，容量从16GB到256GB，支持DEVSLP(Device Sleep)信号协定，在S3模式下可使整体功耗小于5mW，预计2012年9月正式量产；至于JMS569是全球第一颗超低功耗的USB 3.0转SATA6Gbps桥接控制芯片，预计2012年Q4可以开始量产。
以宏碁Aspire M3 Ultrabook内建5,400rpm 500GB硬盘做Crystal DiskMark v3测试，其循序读、写速度为57.13、51.35MB/s，4K QD32随机读写速度更低到0.766、0.781MB/s；当M3搭配由JMF 667+Toshiba 19nm NAND Flash设计的24GB SSD，启动ISRT模式后，循序读、写速度增加为324.9、84.34MB/s；4K QD32随机读、写速度提昇100倍达到186.5MB/s、80.15MB/s。因为Windows环境下有很大比例这种4KB小档案的随机读写，因此SSD在4K QD32的效能提昇，进入Windows环境下的加速感受更其明显。
以PCMark Vantage软件评测，启动ISRT之后HDD评分为22,180，Video Editing为82.8MB/s；若改用JMF667+Intel/Micron 25nm NAND Flash的24GB SSD，启动ISRT后硬盘评分为25,015，Video Editing达104.2MB/s，超越英特尔2012 Ultrabook规范中，PCMark Vantage评分16,000，Video Editing 80MB/s需求。
若以Toshiba 19nm NAND Flash+JMF667芯片设计的64/128/256GB SSD做为OS Drive，在Crystal Diskmark v3.0测试下，64GB SSD循序读、写速度达503.8、177.2MB/s，4K QD32随机读、写速度为327.9、160.6MB/s，折算4K随机读、写IOPS为80K、40K；128GB SSD循序读、写速度为490、275MB/s，4K QD32随机读、写速度为350.3、276.7MB/s，折算4K随机读、写IOPS为87.5K、69K；256GB循序读取、写入速度487.3、467.1MB/s，4K QD32随机读、写速度为352.7MB/s、342.2MB/s，折算4K随机读、写IOPS为87.5K、85K。JMF667仅四通道设计，实测效能已媲美这些竞争对手八通道才能达到的效能水平。
实测效能媲美对手八通道的效能表现
JMF667芯片在持续性IOPS表现上，以IOMeter 2010软件选择4KB随机读写、full span模式下跑120分钟，并列入建兴M2P(采Marvell控制器)、美光M4(采Marvell控制器)与OCZ(采SandForce控制器)的其他三家SATA6Gbps SSD一同测试。JMF667从最5分钟尖峰值14,000，接着因进行Garbage collection而降到5,000，随后回升到6,000并一直维持在6,000上下；至于其他家SSD从前5分钟尖峰值12,000？13,500，接下来第5~10同样因进行Garbage collection而下降，到第10？15后回升并维持在2,200？4,000的区间，JMF667持续性IOPS表现是其他竞争对手两倍。
另外以都是八通道设计的建兴M3P 256GB SSD、Intel 520 240GB SSD(采SandForce控制芯片)、OCZ Vertex4 256GB(采Indilinx控制芯片)，采Toshiba 19nm Type C NAND Flash(4Ch8CE)+JMF667设计的256GB SSD，以CrystalDiskMark v3.0测试，循序读取速度建兴M3P为524MB/s、JMF667 为505MB/s、Intel 520为504MB/s、OCZ Vertex4为412MB/s；循序写入部份OCZ Vertex4跟JMF667同样为467MB/s，建兴M3P 256GB为436MB/s、Intel 520 240GB则为313MB/s。
在4KB QD32 读╱写部份，OCZ Vertex4测出357、347MB/s排名第一，JMF667测出352、342MB/s，LITEON M3P为301、280MB/s，Intel 520 240GB为238MB/s、260MB/s排名最后。
张中平最后总结JMF667满足Ultrabook效能需求，支持16〜256GB容量设计，装置待机模式(Slumber)功耗仅50mW并支持DEVSLP模式，其4K随机读写IOPS高达85K、85K。
个人与企业外接储存装置的需求高速成长
智微科技资深产品行销经理彭哲瑄提到，依IDC 2012年三月市调揭露，从2011〜2016年全球硬盘市场年复合成长率仅9.6%，但个人与入门储存装置的HDD出货量，平均年复合成长率达28.1%，从2011的7,700.55万到2016年的2亿6,555.5万颗。从2007〜2011年全球硬盘出货量分别为4,400万、5,300万、5,800万、7,200万与7,700万颗，而2007？2011年JMicron芯片出货量分别为1,300万颗、1,900万颗、2,500万颗、3,700万颗、3,300万颗，市占率为29、36、44、51、43%，在2010年智微磁碟控制芯片市占率高达51%；仅2011年因为泰国淹水、硬盘短缺导致市占率略有下滑。
智微USB 3.0外接储存装置芯片家族
彭哲瑄列举出智微磁碟储存片时程蓝图。从2009年智微就推出支持双SATAⅡ埠、RAID 0/1/JBOD的JMB390芯片，USB 3.0转双SATAⅡ埠、RAID 0/1/JBOD的JMS551桥接芯片，USB 2.0+双SATAⅡ埠、RAID 0/1/JBOD的JMB352桥接芯片，及低价的USB 2.0转双SATAⅡ埠的JM20329芯片。在2010、2011年仅推出支持USB 3.0转SATAⅡ的JM539桥接芯片。2012年推USB 3.0/SATA6Gbps复合界面的JMS569桥接芯片家族，另外有USB 3.0/SATA6Gbps复合界面、双SATA6G埠输出的JMS562，以及USB 3.0/SATA6Gbps复合界面，可接SATA6G、PATA/IDE界面的JMS537芯片。
JMS569家族共有5种芯片，除了JMS569之外，还有USB 3.0/SATA6Gbps界面输入，双SATA3Gbps输出的JMS568、JMS566芯片。JMS569/568为2.5V，JMS567/566为3.3V，且四款均为外搭EPROM储存韧体的设计；预定2013年上半推出JMS529芯片则为3.3V且内建韧体储存功能的设计。
JMS562芯片家族中，JMS560为单一SATA6Gbps转双埠控制芯片，JMS560R则追加RAID0/1/JBOD功能；JMS561为USB 3.0转双SATA6G埠桥接芯片，而JMS562具备USB 3.0与SATA6Gbps复合界面桥接功能，可搭接USB 3.0或SATA6Gbps汇流排，并以韧体弹性指定成主控端或装置端。
优异实测效能 兼顾超低功耗
JMS569芯片在实测效能上，以Intel Sandybridge(PantherPoint C1版)测试平台搭配Windows 8评估板Build 8400，并开启UASP模式，受测SSD模块均使用JMF667控制芯片所设计。以ATTO Bench区块256KB的循序读、写速度为435、431MB/s，区块512KB则为450、443MB/s，区块1024KB循序读、写为448、448MB/s。以IO Meter开四个工作装置进行测试，每个装置读写速度约450MB/s。以Crystal DiskMark v3.0.1测试，循序读、写分别达405.6、338.4MB/s，而区块长度512KB的读写速度也达到366.5、336.9MB/s，值得注意的是4K QD32项目的读、写速度也高达116.3、124.1MB/s。
至于在功耗上，JMS569在Suspend Mode下功耗低于10mW，在USB 3.0全速操作模式下功耗低于330mW。USB 3.0 Single Bay规范上要求工作功耗 900mA、Suspend功耗 2.5mA；而EUP要求整个电脑系统在Suspend功耗在2012年要低于1W，到2013年要低于0.5W的要求，而JMS569已符合2013年EUP的需求。
彭哲瑄最后总结JMS569芯片家族，是在对市场趋势下所开发对的产品，因应Ultrabook、平板电脑、智能手机下，外接储存装置享有2011？2016年CAGR 28%的市场成长。而JMS569芯片家族支持超低功耗、高传输效能，迎合2012与2013年节能要求，且智微拥有自主研发能力。而智微JMS562芯片家族对未来市场成长铺设康庄大道，提供双SATA 6Gbps桥接功能，兼顾安全性与效能上的需求。
