过渡还是趋势 看混合硬盘发展新方向

 过渡还是趋势 看混合硬盘发展新方向

希捷（Seagate）在今年5月份重磅推出了被称为固态混合硬盘（Solid State Hybrid Drive）的“Momentus XT”，可以自动学习用户对电脑的使用习惯，将日常频繁利用的数据加载到闪存达到提升性能的目的，同时还预计混合硬盘在5年内的普及率将达到80%。看似惊人的预言却也表明了希捷对混合硬盘的信心。然而很多用户可能都会认为混合硬盘只是固态硬盘普及之路的一种过渡产品，但是这条路并没有那么简单，笔者认为Momentus XT的命运并不等于混合硬盘的命运，而混合硬盘也只是整个固态硬盘普及之路的其中一条而已，整个道路过程中也会变化多端。

●固态硬盘的优势

我们先从头说起，现在很多即使是对电脑有一定了解的人对固态硬盘（Solid State Drive）也不是很了解。简单来说，传统的硬盘采用机械式的磁介质作为存储介质，而固态硬盘只采用闪存（Flash Memory）作为存储介质。由于闪存没有机械装置、没有寻道延迟，高集成度使体积也更小并且发热量也更低，因此相比机械硬盘有着巨大的性能优势。

显然，由于半导体工艺技术的不断进步，闪存成本的逐步降低，让其终于有机会从作为移动数码产品的外存储器向电脑的外存储器转变。

●混合硬盘的优势

固态硬盘虽然性能不错，但是由于属于半导体存储器，相比磁介质存储器的成本仍然较高，而后者则拥有着成本和容量上的优势。也就是说，混合硬盘可以结合两者的特点，为用户提供一种折中的解决方案。

虽然看似优势明显，但是混合硬盘如果要进入使用阶段，必须解决哪些数据存放在闪存中，哪些数据存放在机械硬盘中的问题。对于这个问题，三年的发展过程产生了两次重要变化。

技术不成熟 第一代混合硬盘昙花一现

从民用级电脑的发展来看，混合硬盘的概念产生于Windows Vista操作系统的ReadyDrive（微软对混合硬盘的称呼），当时推出的混合硬盘多运用了这款操作系统的SuperFetch技术，预先将即将用到的数据加载到内存以缓解机械硬盘随机访问性能低下的问题，英特尔Santa Rose平台中的迅盘（TurboMemory）也有着同样的原理。但是他们几乎也是昙花一现。

●第一代混合硬盘的概念

为了和希捷Momentus XT相对应，这里引入希捷在2007年10月推出的Momentus 5400 PSD混合硬盘，当然三星也在当时推出过混合硬盘，注意这里不是固态混合硬盘。Momentus XT被称为固态混合硬盘的意义在于拥有接近真正固态硬盘的性能，也可以称作为“第二代混合硬盘”。

Momentus 5400 PSD内置256MB嵌入式闪存（Embedded Flash）作为缓存。利用SuperFetch技术监视程序运行时状况、分析电脑的使用习惯或模式，预先将即将被用到的文件加载到内存或闪存，加快程序的启动速度。

●性能提升不明显没得到普及

SuperFetch技术的初衷是好的，对于频繁使用的数据理论上是可以实现性能提升的。然而根据当时的评测来看，迅盘带来的性能提升并不明显，采用了相同技术的Momentus 5400 PSD同样几乎也是昙花一现。

其实原因很明显，SuperFetch技术的中心思想是“过多的内存空间既是浪费”，也正是这种预加载到内存的机制，一方面也导致了Windows Vista成为内存吞噬者。当时有一种观点则是相比解决机械硬盘随机访问性能不足来说，迅盘更像是解决内存容量不足的问题而生的，显然混合硬盘几乎也是同样的处境。

●价格高、技术不成熟成根本原因

也就是说，当时内存容量较小限制了SuperFetch技术的发挥，而无论是迅盘还是Momentus 5400 PSD内置的闪存，没有多通道的配置和高性能控制器的支持也使得他们在连续读写性能偏低，同时SuperFetch技术的运作需要系统支持，即迅盘或Momentus 5400 PSD只能用于Windows Vista系统。此外当时的NAND闪存的价格依然不便宜。

虽然理论上SuperFetch的优秀的，但是Windows Vista时代闪存的容量依然偏小，性能也不够高，甚至价格相比内存都没有优势，同时还依赖软件支持，这些诸多的原因也许是迅盘乃至第一代混合硬盘没有普及的关键。

易用性大幅增加 MomentusXT并非鸡肋

混合硬盘在问世两年之后再也没有太多的动作，几乎销声匿迹，但是希捷在今年5月份推出的Momentus XT再次将混合硬盘的声音推向高潮，成为2010年全年的焦点产品。

●Adaptive Memory，硬件化的SuperFetch

前面已经提到了Momentus XT和核心技术就是可以根据LBA寻址记录自动学习用户对电脑的使用习惯，使用频率较高的数据将被加载到闪存中以提升使用性能。这项技术被称为Adaptive Memory，它的作用几乎和SuperFetch如出一辙，但是由于不依赖于操作系统可独立运行，并且仍是意在解决机械硬盘随机访问性能低下的问题而非连续大文件拷贝，因此我们可以把它看做是硬件化的SuperFetch。

●闪存的进步，第二次混合成功

当然SuperFetch技术的本质是利用剩余的内存空间，而内存中的数据在断电后是被清空的，况且很多PC的内存容量并不十分充足，可供SuperFetch技术发挥的余地非常有限。

而闪存则起到了桥梁的作用，Momentus XT内置的SLC闪存芯片是来自镁光的MT29F32G08AECBBH1-12:B 32Gb颗粒，支持ONFI 2.1，接口速率可达到166MB/s，远高于普通的MLC NAND闪存的速度，相比第一代迅盘或者混合硬盘有着长足的进步，真正地将Adaptive Memory的作用发挥了出来。从大多测试结果来看可以肯定的是，Momentus XT将获得了比第一代产品更大的成功。

●“反复运行”的需要并非鸡肋

有人质疑Adaptive Memory技术需要数据反复读取才可以起到加速的作用而显得很鸡肋。其实这类用户没有考虑到“反复使用”和“频繁使用”的共同之处。任何程序都要进过一次运行才可以起到加速的作用，但这并不代表需要你进行打开一个程序后关闭再立即打开这种“愚蠢”的操作。在一台新电脑上使用Momentus XT的第一天，它就像是一个普通的硬盘，但是第二天，你就可以发现系统已被提速。

以笔者的工作角度来看，每天都要使用IE、火狐等浏览器，还要使用QQ、MSN等通讯工具，以及PhotoShop、DreamWeaver等工具。那些认为需要“反复使用”是鸡肋的用户显然忽略了Momentus XT的长期使用价值。就像袁腾飞讲述的“中国人对不能马上变成钱的事物不感兴趣”一样，如果不能立即看到Momentus XT的加速效果就认为是鸡肋显然太过片面了。

Momentus XT解决了需要软件支持的问题，同时闪存价格的走低也使其解决了容量限制发挥的问题，在性价比方面有了长足的进步，易用性大大提升。

体积决定 混合硬盘或将成笔记本主力

在希捷发布Momentus XT的初始，笔者就在期待着3.5英寸混合硬盘的问世，因为Momentus XT的只是一款笔记本硬盘，性能更高的3.5英寸台式机硬盘似乎更加有理由应用这项技术。

●混合硬盘为何只有2.5英寸版本

其实这个问题如果放到2年前或许还有意义，但是今天固态硬盘的价格已经下降了不少，台式机的空间非常大，用户如果有条件可以直接购买固态硬盘，可以获得比混合硬盘更高的使用性能。

也就是，Momentus XT是为了解决大多数笔记本电脑空间狭窄无法同时安装两块硬盘的问题而研发的。这意味着，如果希捷和OEM厂商联手，Momentus XT的前途非常可观。

事实上他们确实是这样做的，无论是希捷5月份举行的首发会还是7月份在北京举行的发布会上，都采用了华硕（ASUS）的ROG系列G73JH笔记本电脑作为演示平台。并现场演示了多项应用程序加载、开启过程的性能提升。

●固态、混合、机械将各有定位

应该说华硕（ASUS）的ROG系列G73JH笔记本电脑内置两块Momentus XT无疑更具象征意义，因为从其配件来说都居于当前顶级。现在已经有不少笔记本电脑都已经开始采用固态硬盘和机械硬盘的混合搭配，这样的电脑都有着更大的空间，要么采用2.5英寸固态硬盘，要么采用1.8寸的型号。

笔者认为，Momentus XT的市场定位应该是偏于中高端笔记本电脑，高端产品自然可以直接使用固态硬盘作为系统盘，同时搭配机械硬盘作为数据盘。

因为笔记本电脑空间有限，所以Momentus XT只是一款2.5英寸混合硬盘，而且定位精准，今后中高端笔记本电脑搭配混合硬盘确实可能成为主流。

容量有限 MomentusXT只是不得已而为

笔者最初和他人谈论到希捷的Momentus XT混合硬盘时，他们更关心的是其内置的闪存有多大容量，因为很多人并不了解Adaptive Memory，认为Momentus XT只是简单地将NAND闪存和机械硬盘混合搭配的产物。但是即便了解了再综合容量和价格方面的考虑，也还是认为性价比太低了。实际上MomentusXT也只是不得已而为。

●价格其实非常合理

我们先来看Momentus XT的市场定位，500GB版本在美国新蛋的报价为129.99美元，而500GB的普及2.5英寸硬盘则为69.99美元，前者贵了86%。

虽然笔者没有查到Momentus XT所采用的镁光MT29F32G08AECBBH1-12:B的价格，但是从该公司其他的32Gb SLC芯片每千颗批发的单价在45美元左右的情况来看，再加上用于实现Adaptive Memory技术的来自eASIC的控制芯片的成本，129.99美元的价格非常合理。

●写入频繁必须用SLC闪存却成价格瓶颈

一些用户表示，如果Momentus XT 500GB的国内售价如果只比普通硬盘贵100~200元才更值得选择。但是从其成本来看这完全不可能。

由于Adaptive Memory机制运行时需要频繁地进行写入操作，SLC闪存的写入寿命是MLC的十倍，自然不可能用廉价的MLC闪存。虽然等待更先进的工艺是一种办法，但是那只是针对硬盘容量不再增加而言的，机械硬盘容量升高，搭配的闪存容量也必须进一步提高，时间上的问题就更不用说了。

●Momentus XT应该采用eMLC闪存？

英特尔在即将发布的第三代固态硬盘企业级版本X25-E中将采用25nm的eMLC（企业级多层单元）闪存，这种闪存的写入寿命相较MLC大大提高，价格也并不昂贵。以英特尔在企业级固态硬盘中的地位，eMLC闪存确实有替代SLC的趋势。那么这是否可能会成为Momentus XT今后的方向呢？

这样的可能性并非没有，但是依然要重新进行写入寿命的评估，毕竟从Momentus XT提供5年质保的情况来看，他们的态度还是趋于保守的。要知道4GB的闪存空间必须时刻爆满才能发挥最大效能，这对写入寿命较短的MLC而言简直是无法想象的。

但看似艰难的困境是因为我们固化了思维模式，之前我们都是围绕着Adaptive Memory技术来思考的。希捷之所以在Momentus XT中采用这样的技术可以认为是因为4GB的闪存空间还是太小了，连安装Windows 7的空间也没有。所以用户无法管理就必须由Adaptive Memory来管理，恰似不得已而为之。

空间也有限 ONFI2.0成为发展新方向?

Adaptive Memory这种技术可以通过动态智能地管理数据，合理地利用有限的闪存空间，因为Momentus XT内置的闪存空间十分有限。但是当闪存空间有足够大的时候，我们是否还需要Adaptive Memory技术呢？这要综合容量和空间等各方面问题考虑了，因为容量增加闪存数量也要增加。

●回到最初 混合产品为何而生

混合硬盘的初衷是利用闪存的速度优势解决机械硬盘性能低下的问题，也就是作为一个缓冲区，因为内存容量有限，硬盘速度又太慢。

但是初期的混合硬盘闪存部分容量太小，用户不方便使用，才诞生了以SuperFetch为核心的ReadyBoost、ReadyDrive等技术来合理地利用有限的闪存空间，包括Adaptive Memory也是这种技术的延续，只是增加了易用性。

●两种选择 智能管理+SLC还是大容量MLC

那么，随着半导体工艺技术的发展，闪存容量的不断增大，能够满足用户安装整个操作系统以及常用软件所用容量的固态硬盘（不小于30GB）降至合理价位时，显然Adaptive Memory技术的影响将逐步减小。那么我们就要看闪存容量增大对Momentus XT来说是否现实。

或者说在一段时间以后，与搭配Adaptive Memory技术并采用SLC闪存相比，简单地采用大容量MLC闪存哪种方案更好呢？

●增加闪存 ONFI2.0成为关键

之前笔者提到，Momentus XT仅使用一颗SLC闪存就可以达到166MB/s的接口速率是因为该芯片支持ONFI 2.1，但是如果换为传统的MLC NAND闪存，由于单颗芯片的读取速度仅为40MB/s，则必须通过多芯片组件多通道的方式来增加性能。但是以2.5英寸笔记本硬盘的PCB来看，受到厚度的限制（9.5mm），多通道的构建显然有些困难。

事实上，镁光早在去年7月就开始量产了支持ONFI 2.1标准的34nm 16Gb和32Gb MLC闪存，而英特尔和镁光在2008年年初就首次推出了符合ONFI 2.0标准的闪存芯片，理论读取速度达200MB/s，只是当时没有得到大多数主控芯片的支持，即便是SandForce也只在明年年初发布的SF-2000系列主控才支持这种规格。

显然，在PCB空间有限的环境下，想要在不使用多颗闪存的基础上达成原有的速度，MLC相比SLC有着容量优势，待时机成熟（256Gbit NAND闪存有望2012年问世）采用大容量支持ONFI 2.0或更高标准的MLC闪存成为替代Adaptive Memory技术搭配SLC闪存的最佳方案。但是成本依然不好预计，支持ONFI 2的闪存必然要比普通的闪存要贵，我们还有什么选择呢？

80%确实可能 三种混合选择将大战市场

今年7月份，希捷销售与产品线管理执行副总裁David Mosley在季度财务会议上告诉分析人士：“我们对产品感到非常满意。就像我有时候说过的那样，展望未来五年，如果我们的产品80％都是混合的我也丝毫不会惊讶。……我们相信混合硬盘……对绝大多数客户端计算来说是一种更好的方案。”

这一席话被媒体以“希捷表示混合硬盘在五年内普及80%”的方式解读，并特指Momentus XT。但是从我们刚刚的分析来看，混合硬盘的发展道路也存在多变，Momentus XT并不能代表混合硬盘，况且固态硬盘普及之路也并不仅仅有混合硬盘一种混合方式。

●日立+LG=HyDrive混合光驱

在今年6月份举办的第三十届台北电脑展（Computex）上，日立（Hitachi）展台中出现了一款HyDrive混合光驱，由日立LG数据存储技术公司（HLDS）共同研发。这种产品只是简单地将32GB/64GB闪存集成在笔记本电脑光驱的剩余空间中，据称可以达到210MB/s的读取速度和100MB/s的写入速度。

而在10月份举办的CEATEC大会上，该公司再次展示了第二代混合光驱，最大容量仍为64GB（做系统已经足够了），闪存升级为镁光25nm NAND芯片，并提供DVD-RW和蓝光两种选择。显然他们诠释了集成SSD的混合产品并不是硬盘的专利。

●Momentus Thin也将是主力

上一页我们提到了如果搭配传统的MLC闪存，必须使用多颗闪存构建多通道，但是以Momentus XT的设计来看，PCB尺寸十分有限，如果在背面焊接更多的闪存芯片，9.5mm的厚度将被突破，这种硬盘只有特质的笔记本电脑才可以使用。

但是我们应该想到Momentus XT采用了双碟片规格，如果采用单碟的Momentus Thin是否可以解决呢？笔者认为是可行的。Momentus Thin由希捷在去年年底推出，由于采用单碟装，其厚度仅为7mm。从三星去年11月推出的0.6mm厚度的八层芯片，以及东芝今年6月推出的1.4mm厚度的128Gb芯片来看，都为这种混合方式提供了可能。当然缺点就是机械硬盘部分的容量会偏小一些。

●五年内普及达80%确实可能

由此来看，我们已经有了三种混合方式，其一是以Momentus XT为首的则是小容量支持ONFI 2的SLC闪存方案并搭配智能管理方案；其二则是以薄型笔记本硬盘搭配多MLC闪存芯片的方式，或者是9.5mm硬盘搭配单颗大容量支持ONFI 2的MLC闪存；其三则是硬盘之外的新型混合体——混合光驱或者是其他尚未发布的其他混合产品。

虽然这几种方案的成本差异目前还很难估计，但总之，现有的混合产品所追求的目标只有一个——充分利用笔记本电脑有限的空间。同时配合更先进工艺的闪存芯片的发布，产量的不断增大，成本的不断下降，混合产品五年内80%的普及率确实很有可能。

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纵观固态硬盘的普及之路，或者说是闪存代替磁盘成为主力外存储设备的过程，诞生过多种类型的混合产品，迅盘、ReadyDrive、Momentus XT、HyDrive等等都是这条道路上的一粒棋子。

早期闪存空间较小用户不方便使用则由SuperFetch一类的技术来管理；到中期随着闪存容量的不断增大却仍受限于空间限制，道路上可能会产生更多新型的组合方案；到了后期，由于闪存芯片集成度越来越高，诸如Adaptive Memory这样技术的作用将逐步减小，但此时固态硬盘或许已经成为台式机的标配；最重，分久必合，固态硬盘有望真正代替机械硬盘成为笔记本主流配置。时间呢，至少5年是不可能的。