NAND Flash讀寫性能持續(xù)提升,，已超越原本為機(jī)械硬盤設(shè)計(jì)的SATA接口所能提供的帶寬,。 為解除效能瓶頸，固態(tài)硬盤(SSD)接口朝PCI-e升級(jí),，已經(jīng)是大勢所趨,。 然而，考慮到個(gè)別應(yīng)用市場的需求,，SSD控制器供貨商的解決方案組合必須更加多樣化,。
固態(tài)硬盤的接口正在朝PCI-e世代演進(jìn)，但由于各類應(yīng)用對(duì)效能,、價(jià)格的接受程度不同,，對(duì)SSD控制器供貨商而言，其解決方案的涵蓋范圍勢必要不斷擴(kuò)張,，才能創(chuàng)造出新的市場版圖,。

目前采用PCI-e接口的固態(tài)硬盤，大多采用四信道PCI-e接口,，市場則主要集中在服務(wù)器,、數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)存設(shè)備等對(duì)效能要求極高的應(yīng)用。 但對(duì)于主流消費(fèi)市場而言,，四信道PCI-e所提供的效能,，卻遠(yuǎn)高于應(yīng)用需求，且價(jià)格偏高,。

降低SSD成本 雙信道解決方案瞄準(zhǔn)大眾市場

由于NAND Flash讀寫性能持續(xù)提升,，SATA接口的帶寬早已無法滿足固態(tài)硬盤(SSD)需求。 有鑒于此,，高階SSD產(chǎn)品目前均已轉(zhuǎn)向PCI-e接口,，至于主流和入門級(jí)SSD產(chǎn)品則大多仍停留在SATA接口。 不過,，隨著新一代低成本/低功耗控制器方案問世,，2017年將可望看到更多主流和入門級(jí)SSD進(jìn)入PCI-e世代。
群聯(lián)創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)事業(yè)群資深經(jīng)理許江漢(圖1)表示,，主流/入門級(jí)SSD產(chǎn)品從SATA接口升級(jí)到PCI-e接口的趨勢,，從2016年就已經(jīng)啟動(dòng)，2017年則將在新一代低成本、高性價(jià)比SSD控制器方案的加持下更進(jìn)一步發(fā)酵,。 環(huán)顧市場上幾家主要的控制器供貨商,，包含群聯(lián)在內(nèi)，都已經(jīng)備妥新款控制器芯片,，準(zhǔn)備搶食這波改朝換代商機(jī),。

鎖定主流市場的SSD轉(zhuǎn)向PCI-e接口

目前支持PCI-e接口的SSD應(yīng)用控制器，大多支持四信道PCI-e Gen3,，傳輸帶寬接近32Gbit/s,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過SATA 3.0的6Gbit/s。 而在實(shí)際的連續(xù)讀寫,、隨機(jī)讀寫IOPS性能方面,，業(yè)界各家產(chǎn)品的性能水平則可大致整理如表1。

從表1的數(shù)據(jù)可以看出,，不管是用哪一家控制器業(yè)者所做出的SSD,，其性能與SATA接口相比，都高出好幾個(gè)檔次,。 然而,，在實(shí)際應(yīng)用上，真的需要這么大帶寬的消費(fèi)型應(yīng)用場景其實(shí)不多,。 以2,700MB/s這個(gè)傳輸速率為例,，在消費(fèi)型的應(yīng)用情境中，大概只有傳輸高分辨率影音檔案能明顯感受到差異性,，但消費(fèi)者應(yīng)該不會(huì)經(jīng)常搬移影片這類大型檔案,。

也因?yàn)橹挥薪?jīng)常存取大型檔案的用戶能從這么大的帶寬中明顯受益，目前采用PCI-e接口的SSD主要鎖定企業(yè)級(jí)市場或數(shù)據(jù)中心應(yīng)用,，一般消費(fèi)型SSD即便有PCI-e產(chǎn)品,，也是以營銷宣傳或展示品牌實(shí)力為主，真正的銷售主力還是SATA機(jī)種,。

許江漢進(jìn)一步分析,，PCI-e具備高帶寬與架構(gòu)容易拓展的優(yōu)勢，但隨著信道數(shù)增加,，印刷電路板上的布線復(fù)雜度跟耗電量也會(huì)上升,。 因此，在主流和入門級(jí)SSD上采用四信道控制器方案,，未必是最有效益的選擇,。 不過，隨著NAND Flash的讀寫效能不斷改善,，SATA帶寬不足終究是個(gè)必須面對(duì)的問題,。 因此,，考慮到應(yīng)用需求、生產(chǎn)良率,、耗電量等各種因素后,，雙信道PCI-e將是比四信道PCI-e更適合主流SSD的方案。

事實(shí)上,，所有SSD控制器廠商,，都已經(jīng)看到這個(gè)趨勢,，并備妥支持雙信道PCI-e的解決方案,。 以群聯(lián)為例，日前該公司便發(fā)表了PS5008-E8控制器芯片,，要以更低成本,、更省電的特性來搶攻超輕薄筆記本電腦、二合一裝置(2-in-1)等PC相關(guān)市場,。 同時(shí)許江漢也預(yù)期,，到了2017年下半，支持雙信道PCI-e的SSD價(jià)格,，和現(xiàn)有SATA SSD硬盤的價(jià)差將非常有限,，相信消費(fèi)者跟PC OEM廠商會(huì)有更充分的理由選擇支持PCI-e接口的SSD。

ADAS需求帶動(dòng) SSD迅速切入市場

整體來看,，SSD應(yīng)用近年來發(fā)展相當(dāng)蓬勃,。 除了廣為人知的個(gè)人計(jì)算機(jī)/筆記本電腦、平板計(jì)算機(jī)外,，很多嵌入式裝置也開始采用SSD,。 舉例來說，網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存設(shè)備向來是傳統(tǒng)機(jī)械硬盤的天下,，但近年來已開始有制造商推出完全采用NAND Flash來儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存設(shè)備,，主打中小企業(yè)及數(shù)據(jù)中心市場。 雖然其平均價(jià)格仍高于傳統(tǒng)產(chǎn)品,，但性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩開采用傳統(tǒng)硬盤的儲(chǔ)存系統(tǒng),。

許江漢認(rèn)為，對(duì)SSD產(chǎn)業(yè)鏈而言,，這類新產(chǎn)品是一個(gè)值得觀察的領(lǐng)域,。 雖然其市場規(guī)模目前還很小，但卻有一定的發(fā)展?jié)摿Α?整體來說,，包含這類新型網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存設(shè)備在內(nèi),，數(shù)據(jù)中心相關(guān)領(lǐng)域的需求規(guī)模，占整體SSD出貨約不到10%,。 這類SSD都是以高速傳輸,、高性能作為主要賣點(diǎn),。

除了數(shù)據(jù)中心外，采用PCI-e接口的SSD還有另一個(gè)正在萌芽中的新應(yīng)用市場：汽車應(yīng)用,。

汽車內(nèi)部電子化程度持續(xù)提升,，對(duì)業(yè)界來說已經(jīng)不是新聞，而電子化的結(jié)果,，會(huì)連帶使得數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的需求出現(xiàn),。 舉例來說，車載信息娛樂系統(tǒng)(Infortainment System)就會(huì)需要內(nèi)建一定容量的儲(chǔ)存空間,，以便存放影片,、音樂或應(yīng)用程序這類數(shù)字內(nèi)容。

不過,，在先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)這個(gè)概念逐漸落實(shí)后,，汽車內(nèi)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存需求將出現(xiàn)另一個(gè)新的發(fā)展方向：儲(chǔ)存?zhèn)鞲衅魉a(chǎn)生的數(shù)據(jù)。 許江漢分析,，隨著汽車搭載的傳感器數(shù)量越來越多,，其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也會(huì)跟著爆炸性成長，因此,，很多車廠跟Tier 1業(yè)者,，已經(jīng)開始思考，要如何儲(chǔ)存,、處理這些龐大的數(shù)據(jù),。

由ADAS所產(chǎn)生的儲(chǔ)存需求，跟信息娛樂系統(tǒng)的需求有很大的不同,。 這類數(shù)據(jù)都需要實(shí)時(shí)處理,，因此儲(chǔ)存裝置本身必須具備很高的性能，不能成為系統(tǒng)效能的瓶頸,。 因此,，采用PCI-e接口的SSD，順理成章地成為客戶考慮采用的解決方案,。

工業(yè)用SSD緩步進(jìn)入PCI-e世代

至于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,，對(duì)SSD的需求則一直存在，并且正在緩慢地朝PCI-e世代演進(jìn),。

事實(shí)上,，早在PC等消費(fèi)類應(yīng)用崛起之前，工業(yè)市場對(duì)SSD的需求就已經(jīng)存在,。 在工業(yè)領(lǐng)域,，有部分設(shè)備所處的環(huán)境，對(duì)機(jī)械硬盤來說太過嚴(yán)苛,，因此設(shè)備制造商早就轉(zhuǎn)向SSD,。 不過,，在這個(gè)市場上，傳輸速度跟儲(chǔ)存容量不是設(shè)備制造商最主要的考慮,，而是儲(chǔ)存設(shè)備的可靠度,，因此工業(yè)市場上除了SATA之外，甚至還有很多PATA SSD產(chǎn)品的需求,。

不過,，近年來，隨著工業(yè)計(jì)算機(jī)逐漸汰舊換新,，為了與新平臺(tái)搭配,，PCI-e SSD的需求也已經(jīng)開始慢慢出現(xiàn)。 但許江漢認(rèn)為,，由于工業(yè)計(jì)算機(jī)是個(gè)產(chǎn)品生命周期很長的產(chǎn)品,，目前使用中的工業(yè)計(jì)算機(jī)，還是有很多只支持PATA跟SATA的機(jī)種,，加上產(chǎn)品驗(yàn)證過程漫長，因此PCI-e SSD在工業(yè)領(lǐng)域的滲透速度,，會(huì)比較緩慢些,。