机械硬盘速度太慢,固态硬盘读写次数有限,有没有两全其美的方案?
别担心,业界大鳄们给出了振奋人心的答复,和传统固态硬盘相比:
读取速度快100倍;写入速度快1000倍;存储密度高40倍;85°C以下反复擦写次数大于100亿次;28nm制造工艺即可封装量产。以上新特性是否看到目瞪口呆?莫慌,不同厂家给出的方案略有不同,有的倾向于复写次数和环境可靠度,有的倾向于低制程高良品率,有的倾向于更高级别的读写速度,且让我们看看各家区别。
耐久度冠军:三星(Samsung)eMRAM内存eMRAM:即嵌入式磁阻内存。名为内存,实际上MRAM是一种非易失性存储,也就是支持断电存储数据。不仅如此,它的读写速度和SRAM、DRAM不相上下,且磁阻型存储颗粒的最大优势就在于写入数据前无需擦除循环,因此在耐久度上几乎处于无敌一般的存在。
我们把三星这款eMRAM内存的优缺点总结一下:
更适合物联网、人工智能、工控环境使用;读写速度堪比内存DRAM、SRAM,(约为eFLASH的1000倍);磁阻型存储颗粒,写入数据无需擦除循环,耐久度大幅提升;105°C高温下复写次数1亿次;85°C高温下复写次数100亿次;常温下复写次数1万亿次;工作功耗、电压极低,待机几乎不耗电,能效比极强;仅需28nm制造工艺即可风格装制造(三星采用28nm FD-SOI全耗尽型绝缘层上硅打造);容量太小,目前商业化量产制品最高容量约为1Gb(128MB)。综合性能冠军:中芯国际(SMIC)ReRAM芯片ReRAM:即非易失性阻变式存储器。2016年,中芯国际参投Crossbar(一家存储技术研发企业)。这家公司的创始人是来自清华大学物理系的卢伟。他在美国莱斯大学拿下物理系博士学位之后,于哈佛大学任博士后研究员,十余年间潜心研究ReRAM技术,并获得重大突破。
中芯国际目前参与的ReRAM芯片技术,对比传统的NAND固态硬盘有以下特点:
更适合高性能电脑使用;读写性能提速100倍;写入性能提速1000倍;耐久度(重复擦写)提高1000倍;存储密度提升40倍;远期成本极为乐观(200mm²单芯片可实现TB级存储量);结构简单,对量产封装的设备要求不高,现有的28nm甚至40nm即可完成。作为芯片业巨头的台积电,对存储芯片领域态度一向较为暧昧。对于未来替代现有固态硬盘存储技术的方案,台积电没有像上述两家企业一样只做选择题,而是分别在2017年底和2018年底对eRRAM(嵌入式可变电阻式记忆体)、eMRAM两种芯片方案进行了试产。
总结NAND作为当下主流的固态存储方案,未来3~5年内仍将是主流。在当前出货量表现上,以TLC和QLC挑大梁的情况下,用户对SSD擦写寿命的担忧还是客观存在的。上述多种新型存储方案的逐步成熟,或将从根本上摆脱消费者对固态存储器使用寿命、可靠度等方面的顾虑,并且在性能表现上亦可获得突飞猛进的大幅提升。
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