太繁杂太困惑? 主流SSD控制芯片一览

互联网 | 编辑: 孙伟 2010-06-22 00:00:00原创 返回原文

用户困惑的固态硬盘市场

随着固态硬盘的不断普及,在价格下降的同时,容量和性能也在不断攀升。众所周知,目前整个PC电脑中升级换代最慢的就是外部存储设备,特别是硬盘,这个我们每天只要开机就要用到的存储设备,不仅要承担着系统的运行,还要负责我们平日众多应用程序的读写操作,数据存储就更不用说了。从目前的价格情况来看,很多人倾向于选择一块小容量的SSD作为系统盘使用,数据存储依然使用大容量的传统机械硬盘。

然而当人们选择固态硬盘的时候,发现这一新市场已经演变得非常复杂,不仅品牌众多,相同容量的产品在价格上也有较大差别,和当前市场中传统机械硬盘的三大品牌、容价比相当(比如目前主流500GB硬盘几乎均在300多元的价位)、性能区分简单(转速、命名方式)完全不一样,直接让用户在选购时产生困惑,即使参看评测,只能对某一款产品印象深刻,无法形成一个整体的概念。

也许大家已经想到了,导致SSD市场这样复杂的原因就在于SSD控制器的多样化,毕竟目前有多家厂商积极研发相关产品。今天笔者就为大家简单介绍一下目前主流的固态硬盘控制器,让大家有一个整体的概念。

重要的控制芯片都起到什么作用

以前大家可能了解过购买硬盘盒时遇到的控制器的概念,并因此会导致实际应用性能的表现。那么对于固态硬盘这种高性能存储设备来说,控制器在这里就显得更为重要了。

固态硬盘的闪存芯片只是单一的存储设备,控制器也就是控制芯片显然则负责数据如何存储,说白了就是负责数据的输入与输出。影响这方面的性能除了闪存本身在数据的擦除性能外,控制芯片采用的寻址模式也是一个重要因素。寻址时间短的话在随机文件的读写性能上有更大的优势,显然这一时间也随着硬盘容量的增大而增加。

此外,控制芯片也直接决定了支持的闪存类型(比如MLC和SLC)、功耗、加密算法等等。而涉及到整个固态硬盘的寿命问题。我们知道Flash闪存的擦除次数是有限的,而控制芯片则会采用均衡算法(Wear Leveling)延长使用寿命,对这种算法最简单的理解就是它会把新写入的数据存放到闪存最少被使用的单元或者物理块中,以此达到平衡的目的。

然而除了控制芯片本身,固件的版本也会在很大程度上影响固态硬盘实际性能的表现,固件是一种特定的程序,固化在集成电路中,可以控制芯片的相应功能和性能,在一定程度上对实际性能的影响也是非常大的。相同的控制芯片,不同的固件版本,最终的差距也是很大的。

固件能否升级完全看厂商的态度,当然还有一定的风险。另外我们要清楚的就是,升级固件可能在修正了不少Bug,在稳定性方面有一定提升,但是却会牺牲一些性能。

总的来说,除了存储部分由闪存芯片负责以外,其他所有的功能、规格、工作方式等几乎全部由控制芯片所决定,这显然说明SSD中这一颗小小的芯片所承担的重任了。

引领技术先锋 英特尔X25系列

目前市场上最为火热的应该就是英特尔的X25-M和X25-E了,他们均采用英特尔自主研发的控制芯片。其中X25-M定位主流,而X25-E(Extreme)则定位于企业用户,显然后者拥有更强劲的性能。

首先X25-E采用的是SLC芯片,相比MLC,它结构简单,稳定性和寿命都更高,同时在性能上也有更出色的表现,但是由于结构的原因,在同等的制程工艺下,成本高、容量少。一般来说,MLC芯片有100000次的写入,而SLC可达到100万次的循环擦写。测试表明,X25-E 64GB可达到250MB/S的读取速度和170MB/S的顺序写入速度,但是其售价居然高达6000多元。

目前英特尔针对主流市场的X25-M 34nm产品在售价上还比较适中,80GB和160GB的版本分别售价1450元和3100元,它与X25-E最大的不同就是前者采用的是MLC芯片。此外根据测试表明,X25-E拥有更高的IOPS(每秒输入输出次数)。虽然X25-M有着250MB/s的读取性能,但是写入速度只有70MB/s,作为一款主流产品,其性能应该还是比较合适的。

稳中求胜 Indilinx Barefoot系列

Indilinx是一家美国公司,不过其资本和研发力量都源于韩国。该公司在2008年8月推出的名为Barefoot系列控制芯片,目前有OCZ的Vertex系列、威刚以及海盗船X系列S592等系列采用了这种解决方案。总体来说这种解决方案性能也是比较强劲的。

Barefoot系列控制芯片在读取速度方面达到了230MB/s,写入速度也在150MB/s以上,最大支持512GB的MLC闪存,四通道读写,原生SATA 3.0Gbps接口。同时支持最大64MB缓存,12bit ECC校验等功能。

OCZ推出的相应产品在时间是比较早,不过由于隶属于高端的Vertex系列,其性能要比Apex系列要高。而威刚S592采用MLC闪存颗粒,SATA接口,32GB、64GB版搭载32MB SDRAM缓存,读写速度230MB/s读 150MB/s写;128GB版搭载64MB缓存,提供230MB/s读和170MB/s写速度。其32GB和64GB以及128GB的版本售价分别为800、1260以及2300元。

性能之峰 SandForce极速方案

SandForce的解决方案应该可以说是目前市面上性能最高、可靠性最高的解决方案。采用这种解决方案的固态硬盘一般都是高端产品的代名词。当然SandForce也是以其公司的名称来命名的。目前SandForce主要推出了SF-1200、SF-1222、SF-1500三种。

SF-1200定位略低,主要用于MLC型固态硬盘,在128K块下持续读取速度250MB/s、持续写入速度200MB/s,4K块下随即读写IOPS 5000,功耗方面典型550mW、空闲250mW、休眠50mW,平均故障间隔时间长达1000万小时,另外还支持128-bit AES加密。

目前采用这种控制芯片的主要产品有OCZ的Vertex2系列、芝奇Phoenix Pro系列、海盗船F100/F200系列等产品,威刚的500系列也有相应产品。当然他们的价格也都非差之高,比如OCZ的Vertex 2的60GB、120GB、240GB以及480GB目前售价分别为1900元、3600元、6300元以及15500元。

最新推出的SF-1222内部集成了一颗Tensilica Diamond Core DC_570T处理器,同时支持的最高容量达到512GB,不过在性能上与SF-1200相持平。博帝的“地域”系列就是采用的这个芯片。

面向企业固态硬盘的高端型号SF-1500,在128K块下持续读取和写入速度均达250MB/s,4K块下随即读写IOPS 30000,不过功耗也稍高一些,典型625mW、空闲340mW、休眠50mW,另外平均故障间隔时间、温度和加密技术指标同上。

不断提升进取 JMicron JMF612

目前JMicron推出了三种控制芯片,分别是JMF601和JMF602,而更好的采用ARM架构的JMF612于去年年底推出,在性能方面有进一步改进,而JMicron 602则主攻中低端市场。

JMF612主控芯片内建ARM9微型处理器,具备32KB ROM及128KBRAM,可控制8层NAND通道;采用289-ballTFBGA封装,可支持最大256MB容量的DDR/DDR2缓存;支持本地队列命令(NCQ)及128-bitAES加密技术;可支持每1024字节多达24bit纠错的BCHECC算法;使用动态、静态结合的平衡磨损技术,再加上最新的坏块管理软件可帮助延长产品的使用寿命。

从实际应用来看,采用这种解决方案的产品在连续读取速度上可以达到230MB/s,而写入速度上也能达到180MB/s,已经远远超出传统机械硬盘。

威刚已经推出了相应的2.5英寸产品,型号为S596。这款产品采用全铝制外壳,不过通过两侧的4颗螺丝钉就可以轻松打开。这款产品板载了64MB缓存,英特尔的NAND Flash芯片。提供标准的SATA II接口,一个miniUSB接口。不过显然若使用USB接口则会在一定程度上影响固态硬盘的性能。

经验最丰富 东芝T6UG1XBG控制器

大名鼎鼎的金士顿SSD Now V+系列中SNV325采用的就是东芝T6UG1XBG控制器,这颗固态硬盘控制芯片采用了43nm制造工艺技术,同时支持TRIM技术。提供了最大230MB/s的读取速度和180MB/s的写入速度。

东芝是世界上生产NAND最有经验,同时也是生产闪存控制芯片最有经验的厂商。而金士顿SSD Now V+ SNV325也同时具备了这两样法宝。由此可见,金士顿的这款固态硬盘的技术含金量非常高。在世界上,只有三星和英特尔可以与之抗衡。

对于内置标准硬盘接口的台式机,新增固态硬盘是最为聪明且效力倍增的升级做法。只要将操作系统和应用程序从传统硬盘转移到固态硬盘,即可发挥固态硬盘强大性能,并彻底利用闪存技术的优势。固态硬盘与传统硬盘共存的设计,也有助于已升级台式机的性能最优化。

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