都说前 PC 时代靠 CPU，后 PC 时代靠硬盘，的确，在处理器性能过剩的今天，对计算机速度提升贡献最大的就是固态硬盘了。不过，固态硬盘目前还存在不少问题，最让人难以接受的就是固态硬盘的容量 / 价格比远远低于机械硬盘。同样 1TB 的容量，你花 500 元就能买到一块不错的机械硬盘，但 1TB 的固态硬盘至少要花掉你 3000 元大洋。
我们什么时候才能用上价格便宜量又足的固态硬盘？北京时间 2014 年 8 月 6～8 日，全球著名的非易失性存储技术峰会 Flash Memory Summit 2014（闪存技术峰会 2014，以下简称 FMS2014）在美国加利福尼亚州圣克拉拉会展中心召开，存储行业的巨头们纷纷秀出自己的看家本领，展出了一大波新产品、新技术，你的疑问在这里可以找到答案。
固态硬盘：容量节节升 价格继续降
固态硬盘普及最大的矛盾就是容量 / 价格比，目前的主流固态硬盘普遍采用 20nm 工艺、128Gb NAND 闪存，每 GB 容量的价格在人民币 3 元左右，要把每 GB 价格推向 1 元 /1GB，我们需要两件新武器：10nm 级别的半导体工艺，以及全新的 TLC 闪存。
更小的线宽意味着在同样面积芯片上存储更多数据
三星、东芝和英特尔 / 镁光都在 FMS2014 上展出了新一代 3bit（即 TLC）闪存芯片，三星宣布将把 3-bit 闪存引入其 V-NAND 产品线，英特尔则联手美光发布了大量采用 3-bit/cell 闪存的固态硬盘产品。
TLC 闪存与现有 SLC、MCL 闪存最大的区别就是每个区块里存储 3 个 bit 的数据，其编程状态多达 8 种（SLC 闪存一个区块只能存储 1bit 数据，拥有两种编程状态；而 MLC 闪存一个区块能存储 2bit 数据，编程状态为 4 种），同样数量的区块，自然是 TLC 存储的数据更多，TLC 先天就拥有存储容量的优势。
从上至下依次为：SLC、MLC、TLC 闪存，TLC 在同一个区块里放入 3bit 数据，有八种不同的编程状态
不过，TLC 闪存的数据访问速度无法与 MLC、SLC 相媲美、使用寿命也有所妥协，它需要与复杂的控制器技术相匹配才能获得理想的性能和使用寿命。三星和英特尔 / 镁光都在主控芯片上花了大量精力，力图让 TLC 闪存的性能、寿命表现接近主流 MCL 闪存。
三星表示，他们的 TLC 32 层 V-NAND SSD 产品将很快投放市场，其特殊设计的主控芯片够将编程时间降低达 50%、运转功耗也将缩减约四成，采用 TLC 闪存的新一代固态硬盘将被命名为 850 EVO，容量很可能高达 4TB，而价格则不会有太多提升。
到今年底明年初，你就能看到这些采用 TLC 闪存和新一代半导体工艺制造的固态硬盘，我们预计，这些新品每 GB 容量的价格将降至人民币 2 元以下，既 512GB 的产品，价格在千元左右。毫无疑问，它会离我们的生活更近。
未来一年中，TLC 将不断扩大 所占市场份额，同时 3D 封装的闪存也将走入我们的视野
接口与协议：NVMe 成未来趋势
固态硬盘的接口是另一个热门话题。目前市场上主流的固态硬盘大都采用了 SATA 作为数据传输接口，SATA 接口的好处是无缝兼容过去的机械硬盘，但对于固态硬盘来说，它有点老了。
三星存储市场部副总裁 Jim Elliott 峰会上发表演讲，强调全新的 NVMe 才是能使 NAND 闪存发挥其真正性能的接口。相比 SATA，NVMe 的数据传输速度可以增至 7 倍，延迟可以缩短到 1/3。
以后硬盘都长这个样子（红圈处为 NVMe 协议的硬件接口—— PCIE）
下图直观的展示了 NVMe 的优势，在 4K 随机读 / 写负载中，PCIe/NVMe 带来 6 倍于 6Gb/ 秒 SATA 的吞吐量提升。在队列深度设为 128 时，4K 全读负载的 IOPS 将近 50 万。而这对于任何 SAS/SATA 接口设备都是无法做到的。
NVMe 的硬件部分实际上套用了 PC 上常见的 PCIE 接口，NVMe 固态硬盘的外观看起来就跟一张显卡差不多，它是插在 PCIE 插槽里工作的。NVMe 标准的主要优势在于软件和协议端，它是业界首个规范化的 PCIE 数据存储协议标准，现在它已经被业界广泛接受。在本届 FMS2014 峰会上，我们看到了大量的 NVMe 接口企业级固态硬盘产品。
SM951 是三星首款面向个人和家庭用户的 NVMe 固态硬盘，它的连续读取速度为 1.6GB/ 秒，连续写入速度为 1GB/ 秒，比传统 SATA 接口固态硬盘快上数倍。
英特尔近日也发布了全新的企业级 PCIe SSD 产品，包括面向写入密集型应用的 DC P3700 系列，面向混合工作负载的 DC P3600 系列，以及适合读取密集型应用的 DC P3500 系列。
不过，本届峰会上展示的 NVMe 固态硬盘大多数依然是价格昂贵的企业级货色，家用产品寥寥，NVMe 接口向下普及看来还需要相当长一段时间。
一大波高性能主控芯片来袭
主控芯片是固态硬盘的心脏，它不但影响固态硬盘的速度，还决定了固态硬盘的寿命，任何一家试图在固态存储行业立足的厂商，都不会放松主控芯片的研发。在今年的 FMS2014 峰会上，出现了一大波性能超强的固态硬盘主控芯片新品，让我们来一一盘点。
HGST FlashMAX III：最高 50 万 IOPs
FlashMAX III 是 HGST 最新推出的企业级 NVMe 固态硬盘，它使用了 HGST 全新研发的主控，所有元件都安装在一张 PCIE 3.0 8 × 接口的加速卡上，拥有 1.1TB、1.65TB、2.2TTB 三种容量。其中，2.2TB 版本性能最强，最大读写速度可达 2.7GB/s 和 1.4GB/s，4KB 随机读取速度 53.1 万 IOPS、4KB 随机写入速度 5.9 万 IOPS，平均无故障时间达 200 万小时，HGST 官方提供 5 年质保。
Phison PS5007：8 通道 SATA3
尽管 NVMe 接口已经独霸了半壁江山，但 SATA 依然是眼下的主流，Phison 新推出的 PS3110 就是一款强力 SATA 主控，它支持最多 8 通道的 32bit SLC、MLC、TLC 闪存，最高容量达 2TB，接口为 SATA3.0，还可以板载 256MB～2GB 的 DDR3L 作为缓存，连续读写速度分别可达 540MB/s 和 530MB/s，随机写入 IOPs 也高达 10 万，性能表现相当瞩目。
PS3110 主控兼容 AES-256 安全加密，拥有智能缓存管理技术和 SmartRefresh 读取管理技术，能大幅提升闪存芯片的寿命。
Silicon Motion SM2256：寿命提升三倍
Silicon Motion 的固态硬盘主控在业内广受好评，本届 FMS2014 上他们的主打产品是新的主控芯片 "SM2256"。
SM2256 是全球第一款专门针对 TLC 闪存设计的固态硬盘主控，支持 SATA 6Gbps 接口，对 AES-256、TCG Opal 安全加密技术、ONFI 3.0、Toggle 2.0 和异步闪存模式等提供了完善支持，其王牌是 Silicon Motion 公司专利纠错技术 NANDXtend ECC，号称可将 TLC 闪存的寿命增加三倍。
性能方面，Silicon Motion 使用东芝 A19 TLC 闪存打造了一块固态硬盘原型，实测持续读写可达 524MB/s、32 队列深度下，时 4KB 随机读写可达 90000IOPS。这块主控芯片将于今年第四季度开始量产，Silicon Motion 也会充当军火商，为今年底明年出的 TLC 固态硬盘大战输送武器。
Marvell 88S1093：狂飙 4GB/s
在收购英特尔通信和应用处理器业务后，Marvell 公司的研发实力越发强大，今年 FMS2014 上他们带来了一块性能超强的固态硬盘主控芯片—— 88S1093。
88S1093 是一款支持 NVMe 1.1 标准、主要面向企业级市场的主控芯片，其最大支持 2TB 容量的 15nm TLC/MLC/SLC 闪存，兼容 PCIE 3.0 接口，自带命令重迭、乱序数据回朔功能，最高传输速率可达 4GB/s，芯片本身采用 28nm 工艺打造，最快会在 2015 年初推向市场。
ATP：刷个固件，耐用性大幅增强
刷个固件，固态硬盘寿命一下子提升 10 多倍？ATP 告诉你这种好事可以有。他们在 FMS2014 上展示了最新的 "advancedMLC" 技术。advancedMLC 的原理是通过特殊算法，将 MLC 闪存的 4 种不同编程方式调整为两种，显著扩大了闪存基础单元间的干扰限度，寿命自然大幅提升。按照 ATP 的说法，与传统的 MLC NAND 相比，advancedMLC 可使闪存基础单元的耐用性提高 13 倍多（40K P/E），而写入性能接近 SLC。
最重要的是，advancedMLC 本身是一种软件算法（刷个固件就搞定了），它能够兼容市面上许多主流 MLC 闪存，ATP 已经展示了这项技术及相关产品，具体技术细节稍后会有更多披露。
10 年后的硬盘长啥样？
大容量、低价格、高速度的固态硬盘离我们的生活越来越近，但如果把目光放得更长远，未来的硬盘会变成什么样子？HGST 联手镁光在 FMS2014 上展示的 PCM 相变存储器会告诉你答案。
这款号称 " 开创了一个全新存储设备类别 " 的固态硬盘看起来和 PCIE 显卡差不多，其最大亮点是用多个相变存储芯片（PCM）代替了传统的 NAND 闪存充当存储单元，演示的原型产品搭载 5 颗镁光 1Gbit PCM 颗粒。
PCM（相变存储器）是一种全新的非易失性存储技术，它利用硫族化合物在晶态和非晶态的导电性差异来存储数据，读取速度远远高于 NAND 闪存，而且断电后数据也不会丢失。
HGST 演示的 PCM 固态硬盘原型在一个队列环境中实现了高达 300 万次的随机读取 IOPS（512Byte），并在非队列环境中实现了 1.5 微秒的随机读取时延，比现有基于闪存的 SSD 快几个数量级，传统 SSD 根本无法企及。HGST 首席技术官 Steve Campbell 表示，PCM 相变存储已经 " 催生出一个全新的存储设备类别 "。
目前，IBM、镁光等多家巨头都在 PCM 相变存储领域投入了巨资进行研发，IBM 开发出了多位存储的 PCM 芯片，解决了 1bpc（bit-per-cell）问题，而镁光的 45 纳米 PCM 相变存储颗粒已经小幅试生产，HGST 在本届峰会上展示的 PCM 固态硬盘原型就使用了来自镁光的 PCM 颗粒。
IBM 研发的 PCM 相变存储芯片原型
不过，PCM 相变存储设备目前还有诸多工艺、工程实现方面的问题有待解决，HGST 演示的这块 PCM 硬盘原型容量只有 640MB，远未达到实用水准。分析师预计，基于 PCM 技术的固态硬盘投入企业、存储服务器和大型数据中心市场至少还需要 9-18 个月的时间，而进入民用市场的时间则要等得更久。
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