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固态硬盘设备未来发展动向探讨 固态硬盘设备现在发展如星星之火，一发不可收拾。在潜力巨大的同时，还伴随着些潜在的问题。 这篇文章将考察固态硬盘硬件的三项发展：(1)英特尔和美光25纳米闪存芯片，(2)非常大的固态硬盘以及Fusion-IO以外的其它厂商新的 PCIe固态硬盘，(3)一种新的不依赖于操作系统设备，利用固态硬盘设备作为一个硬盘的读盘缓存。 英特尔和较小的单元 根据这个连接，NAND闪存单元理论上的下限似乎是大约20纳米。这种限制的主要理由之一是，随着单元尺寸的缩小，它们很自然地相互之间更加接近。 然而，设计一个单元所需要的电压保持不变(一般是12伏)。这就意味着电源密度(指定区域的电源量)增加会提高这种可能性：电压将干扰临近的单元，引起数 据破坏。因此，提高单元密度是一个冒险的命题，因此设置了下限。 最近，IMFT(英特尔美光闪存技术)有限责任公司宣布它已经开始提供使用25纳米工艺生产的每个单元2字节的(多层单元)NAND闪存芯片的样 品。宣布的这个消息是非常重要的，因为提高的密度和密度的接近程度正在达到理论上的极限。加上性能最佳的固态硬盘设备之一是来自于加入这个有限责任公司的 企业之一的英特尔这样的事实，我们可以看到技术中的非常重要的转变。 IMFT是英特尔和美光开发闪存存储新技术的一个合作项目。这个项目几年前开始使用72纳米工艺进行生产。然后，他们在2008年发展到了50纳米 工艺，并且在2009年进一步减小的34纳米工艺。英特尔目前的固态硬盘(英特尔X25-M G2)正是使用34纳米工艺制造的。这种34纳米工艺生产一种4GB多层单元NAND芯片，芯片尺寸是172平方毫米。新的25纳米工艺的第一个目标产品 是8GB多层单元NAND闪存芯片，芯片尺寸是167平方毫米。因此，从34纳米过渡到25纳米，芯片密度提高了一倍。 除了把芯片密度提高一倍之外，新的芯片将有一些其它的变化。目前这一代34纳米芯片页面尺寸是4KB和每个块129页，从而使块尺寸达到 512KB。这种新的芯片的页尺寸是8KB，和每个块256页。这就意味着新的块尺寸是8KB x 256 = 2,048KB (2MB)。这种块尺寸的变化能够对性能产生重大影响。 回忆一下，一个块是通过一个擦/写周期(一个块的任何一个字节发生变化的时候)的最小的存储量。例如，如果这个块中的任何一个字节改变，那么，整个 块必须首先把从块中拷贝的没有变化的数据传送到缓存，然后这个块被擦除。最后，这个更新的信息与缓存数据(没有变化的数据)合并，把整个块写入到这个擦除 的块。这个过程需要许多时间才能完成并且对于这个块中的所有的单元使用一个重写周期(记住，NAND单元在它们不再存储数据之前只有有限数量的重写周 期)。 与34纳米芯片相比，新的25纳米芯片将从512KB块转换到2MB块(2,048KB)，从而增加必须通过读/擦/写周期的数据量。要调整这个变 化，英特尔必须要对固件进行调整以便更好地处理更大的块。此外，英特尔可能至少把缓存尺寸增加一倍以便容纳更大的块尺寸。这也许要增加备用页的数量，因为 一个字节改变会引起更多数量的块做上标记以便进行更新。然而，在好的方面，拥有更大的页，这个控制器能够为写数据进行更多的优化，包括更多数量的写入聚 合。但是，这也会提高需要的缓存的数量。 据预测，新的芯片的批量生产应该在2010年第二季度开始。这将导致在2010年晚些时候出现新产品。这篇文章称英特尔将在2010年年底出货 600GB的基于多层单元的2.5英寸固态硬盘设备。 更大和更糟糕 关于固态硬盘的一个谜是到目前为止固态硬盘设备都是2.5英寸的。为什么没有厂商生产3.5英寸闪存硬盘?不过，有一家厂商有这种硬盘。OCZ推出 名为Colossus的新硬盘。他们的第一个产品是容量为1TB的3.5英寸固态硬盘。你还能够得到256GB和512GB等容量较低的同样的硬盘。 Colossus系列OCZSSD2-1CLS1T 3.5英寸1TB SATA II 多层单元固态硬盘的价格还不到4000美元。它是一种使用SATA II接口的3.5英寸固态硬盘(最大吞吐量是每秒3GB)并且有256MB板上缓存。OCZ称，这种硬盘达到了大约每秒220MB的持续读盘和写盘性能以 及每秒13,350次输入输出操作(IOPS)。这种IOPS性能本身相当于大约80至133个传统的硬盘。 对这些硬盘有一些测评。例如，PC Perspective对于低容量Colossus硬盘有一个很好的测评。在这个测评中，他们使用不同的队列深度测试了IOPS。这个测评使用了 Windows，他们没有进行应该进行的那么多次的基准测试，但是，他们至少检查了队列深度对性能的影响。 Colossus硬盘的价格很贵。但是，性能似乎很好。你得到了其它固态硬盘所