体积小、容量持续增 SSD固态硬盘应用可期

前言：
多数电脑大多采行HDD作为系统硬盘运用，但HDD毕竟是机械式搭配电磁原理进行读/写，以目前的主流应用规格大多具备7,200rpm~10,000rpm的碟片运转速度，但为求高速读/写持续加速的磁碟运转速度，也造成HDD不稳定的潜藏危机，而在同时讲究效能与稳定性的商业运转中，SSD也找到新的切入点...

本文：
固态硬盘SSD推出时，业界多数认为极可能成为取代硬盘机HDD的次时代存储装置，因为SSD采异于硬盘机的磁性读/写原理处理数据，为利用半导体技术，将数据透过电子电路读出或写入NAND Flash快闪存储器中，在元件应用方面即具备了低功耗、体积小、耐摔/抗震...等技术先天优势，整体特性更适合应用于笔记本电脑、可携式电子产品或是讲究稳定表现的商用服务器中运转。

SSD全名为Solid State Drive，采取半导体制程技术有相当多的优点！例如，可改善传统HDD，因运作必须透过碟盘上循序读/写，简省HDD无法或缺的机械结构、伺服马达，但实际读/写效能即由电子电路的控制器、线路设计与Flash元件的物理读写极限所控制，只要采行的控制器与Flash具备一定的效能表现，均可达到超越硬盘机的表现水准。

SSD并非绝对省电 其节电效益有限

一般业界的说法，大多认为在系统中导入SSD，对于整体节电的设计也会有帮助，其实采行硬盘机或是SSD对于整体系统的功耗并未有大幅的差异，若光就硬件设计观察SSD，其架构与读写原理似乎因为少了机械结构、伺服马达，可在运行功耗降低，但实际透过测试分析，主流SSD模块在测试的结果却不是如此，SSD在功耗的表现上仍有改善空间，因为应付频繁读写和快取存储器的耗电量，仍会产生一定的能源消耗。

在部份SSD模块，省电效益仍呈现不如预期状况，虽SSD元件功率与传统硬盘相较略小，但SSD毕竟发展较早，多数SSD模块多采公版设计，或是性能受控制芯片所限制，而NAND Flash元件架构的SSD模块产品又有不同表现与功耗条件，影响了整体SSD的省电效益。

即便采快闪存储器元件为主的SSD元件功耗会比DRAM小许多，但多数SSD模块功耗普遍落在1~3w左右，而HDD在近来的环保节能改善，早在量产产品中加入多种节能设计手段，例如，待机睡眠、低量存取驱动磁盘降速运转等手段，都可让主流硬盘机的功耗大幅压低，以7,200rpm转速的2.5寸硬盘机为例，若是5V/0.45A的运作功耗计算，实际HDD的功耗仅使用2W上下的能源，实际上SSD经实测比较，并未具备省电与节能效果。

SSD控制IC为整体效能关键

在SSD成本比重最高的应属Nand Flash，控制芯片也是SSD的关键零组件。效能与省电特性的表现关键，全由SSD控制芯片品质所左右！更是运作效能的重要环节，因为SSD控制芯片可决定平均读/写效能，如果想针对Nand Flash提升使用年限，必须搭配Wear Leveling演算法减轻所使用的模块读/写负荷，但若一昧追求效能而忽略Wear Leveling设计，又会让耐用度大受影响，权衡设计关键条件成为各家控制IC大厂的核心技术。

不同NAND Flash的元件特性，即便是同厂推出产品，可能在读/写驱动方式都略有差异，必须针对各个元件特性进行读/写最佳化调整，此也是控制IC扮演的重要角色。

SSD耐震、低热、高效能

即便SSD省电表现不够亮眼，但是SSD关键优势就在减省马达减少碟片机械结构复杂度，亦可让SSD运作过程产生的废热，要比HDD来得低许多，也因此，应用SSD的场合就可避免需透过风扇这类主动散热机制来强制气冷，让桌上型电脑或笔记本电脑应用场合，可减省主动散热机制的功耗，没影硬盘运转噪音与减少主动散热风扇设计，将换来更安静的运作效益。

至于系统导入SSD的另一大优势，也是其对于系统读/写效能具显着提升效果！目前电脑系统应用开机过程需由磁碟读取大量开机文件，以微软的Windows XP、Vista等虽未针对SSD进行最佳化，在系统加载的传输效能可达35~40MB/s，虽然表现并未大幅胜出，但实际上已可提升开机效能甚多。若采Linux平台搭配EXT4档案系统，采主流SSD进行测试，也可达到10~15秒即可开机进入图形化桌面。

企业用途SSD发展逐渐明朗

当NAND Flash随SSD需求挹注，使SSD模块成本不断探底，SSD控制芯片技术亦持续提升，目前可用的NAND Flash技术下，也有多种可将Flash的效能与耐用度提升至极限的设计方法，消费性产品在单位成本要求前提，多采行较具价格优势的MLC(Multi- Level-Cell)Flash架构，企业用途在耐用、稳定要求前提，则多采行高成本SLC(Single-Level-Cell)型产品，成为目前SSD市场的两大应用范畴。

NAND Flash为采电子式读/写、存储的应用架构，重量可减至仅剩硬盘1/5，虽然在存取寿命表现仍有限制存验，但SLC技术的NAND Flash具至少可应付10万次数据存/取，若是MLC结构，SLC均有近三倍的读/写效能差距，唯独成本也是居高不下，目前多为服务器或是专业商用应用，而消费性应用多采行具大容量的MLC架构制作，搭配控制芯片的平均读/写技术(Wear Leveling)改善MLC产品寿命。

SSD整体存储容量、元件耐用性...等，虽现况与HDD的规格表现仍有差距，制作成本较高，操作系统对SSD的支持现况仍然需要如Microsoft或Apple...等主流操作系统开发商，尝试在系统核心提供更完善的SSD支持特性，目前SSD相关应用较着重于重视产品轻量的高单价机型，而在Flash制程不断微缩、提升良率与持续改进模块/元件设计。