今年存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)最熱的事件莫過于紫光入股西部數(shù)據(jù)，西部數(shù)據(jù)收購閃迪。紫光隨后又收購臺(tái)灣力成，并在收購?fù)絿竞笥?jì)劃建立存儲(chǔ)芯片廠。存儲(chǔ)芯片作為目前全球第一大半導(dǎo)體芯片，占整個(gè)IC產(chǎn)業(yè)規(guī)模的30%。TrendForce資料顯示，2015年大陸DRAM采購規(guī)模估計(jì)為120億美元、NAND Flash采購規(guī)模為66.7億美元，各占全球DRAM和NAND供貨量的21.6%和29.1%。隨著NAND Flash技術(shù)的演進(jìn)，快速成長的SSD市場成為主控廠商發(fā)力的重點(diǎn)。
SSD日趨興盛，有其特性的優(yōu)勢也有產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素?；蹣s科技(Silicon Motion)產(chǎn)品企劃部協(xié)理黃士德表示，SSD(固態(tài)硬盤)相較于傳統(tǒng)硬盤具備傳輸速度快、低功耗與耐震等優(yōu)勢，能帶給PC使用者更佳的使用經(jīng)驗(yàn)，是目前消費(fèi)性存儲(chǔ)最佳的選擇。由于NAND的主流制程在2015年從19nm與20nm轉(zhuǎn)移到15nm與16nm，SSD的價(jià)格也跟著下降，再加上SD與USB的市場需求降低，讓NAND一整年都呈現(xiàn)供過于求的情況，也讓所有NAND大廠與模塊廠都把SSD當(dāng)做去化NAND的重要管道，128GB的SSD已經(jīng)有低于50美元，256GB也有低于80美元的機(jī)種，大大的刺激消費(fèi)市場的需求。
 慧榮科技 (Silicon Motion)產(chǎn)品企劃部協(xié)理黃士德 |
Client SSD市場
數(shù)據(jù)顯示，零售Client SSD市場每年需求量為3000萬片，平均容量250GB。從PC OEM Client SSD市場來看，內(nèi)嵌到臺(tái)式電腦、平板電腦、筆記本電腦的SSD每年需求量為7000萬片，平均容量200GB。筆記本內(nèi)置SSD占比將在2017年達(dá)到50%。
Marvell市場總監(jiān)陳昭維表示，與機(jī)械硬盤相比SSD在體積、性能上有絕對的優(yōu)勢。SSD是業(yè)界少數(shù)保持兩位數(shù)成長的市場。特別是PC OEM對SSD的采購需求快速成長，Marvell在SSD開發(fā)上以PC OEM為主，同時(shí)產(chǎn)品規(guī)劃也涵蓋各種市場需求。
Marvell作為全球最大的硬盤控制器廠商，占有全球硬盤控制器70%的市場份額。也是全球第一大獨(dú)立SSD控制器廠商。芯片出貨量達(dá)10億顆。擁有超過5000項(xiàng)研發(fā)專利，合作伙伴涵蓋了全球主要的存儲(chǔ)供應(yīng)商。
最近，Marvell與中國本土廠商江波龍達(dá)成戰(zhàn)略合作，后者開發(fā)基于Marvell主控IC的SSD，可以無縫地從硬盤切換到SSD。而Marvell向江波龍開放源代碼，江波龍用時(shí)不到一年便研發(fā)推出了SSD產(chǎn)品。采用的Marvell 主控芯片包括88NV1120和88NV1140兩款，主要針對Client SSD市場。Marvell 88NV1120和88NV1140可使小型SSD解決方案可集成到超薄平板電腦、Chrome設(shè)備以及二合一混合式/可拆卸PC平臺(tái)中。
SSD的價(jià)格正在逼近HDD，目前500GB HDD的價(jià)格大約在40美元，而2015年128GB的SSD在40美元以內(nèi)，256GB SSD的價(jià)格在明年下半年將達(dá)到50美元以內(nèi)。SSD取代HDD步伐加快。黃士德認(rèn)為，筆記本計(jì)算機(jī)與Ultrabook都是消費(fèi)級(jí)SSD一大機(jī)會(huì)，SSD可以說是讓PC與NB消費(fèi)者最有感的升級(jí)，一旦使用過SSD之后，不太可能回頭接受硬盤緩慢的讀寫速度。隨著制程的微縮與3D NAND技術(shù)的演進(jìn)，可以預(yù)見兩年之內(nèi)我們可以用相同價(jià)錢買到兩倍容量的SSD，對大部分的人來說256GB到512GB的SSD是相當(dāng)足夠的容量，一旦價(jià)錢進(jìn)一步的壓低讓256GB/512GB的SSD到大部分人可以接受的價(jià)錢的時(shí)候，SSD在PC與NB上面的份額就非常有可能會(huì)超過HDD。
密度和成本優(yōu)勢，TLC正取代MLC
TLC將以密度和成本優(yōu)勢取代MLC成為Clite SSD主流Flash。采用LDPC糾錯(cuò)技術(shù)，可將TLC SSD壽命延長3倍。Marvell推出的88SS1093 控制器芯片導(dǎo)入的DEdge LDPC糾錯(cuò)控制及管理技術(shù)支持15nm TLC和3D NAND，有效降低了TLC和3D NAND的實(shí)現(xiàn)成本。
“過去只有三星有推出TLC SSD，但今年起，由于控制器廠商LDPC技術(shù)漸趨成熟，加上更多TLC NAND的釋出，下半年開始TLC SSD有逐漸加溫的效果，2016年TLC SSD有可能會(huì)成為市場的主流。”黃士德說。
慧榮是市場上目前唯一能提供TLC SSD完整解決方案的主控廠商，已經(jīng)有客戶使用SM2256搭配不同廠家的TLC，包含SK hynix的16nm、美光16nm、SanDisk 1z TLC，三星與東芝的方案，也在2015年11月導(dǎo)入量產(chǎn)。金泰克、威剛、美光與其他客戶都已經(jīng)推出使用SM2256的SSD，慧榮的SM2256使用的ECC是LDPC，如果使用傳統(tǒng)的BCH ECC的糾錯(cuò)方式，TLC就只能用在SD、USB等讀寫次數(shù)不多的應(yīng)用。只有LDPC才能真正讓TLC達(dá)到SSD所需要的讀寫次數(shù)與壽命要求。使用NANDXtend的技術(shù)讓TLC SSD的壽命延長3倍。
2015年到2016年NAND正在經(jīng)歷一個(gè)非常大的轉(zhuǎn)變，所有NAND的廠商都會(huì)開始生產(chǎn)3D NAND，并逐漸加大3D NAND的比重，主流的NAND的容量也會(huì)從16GB進(jìn)入到32GB，因此在同樣的容量下，會(huì)使用的NAND顆數(shù)會(huì)減少，為了彌補(bǔ)NAND顆數(shù)減少的效能，NAND的廠家會(huì)提升NAND界面上的頻率從200MT/s提到400MT/s以及533MT/s。此外，大部分的3D NAND都會(huì)是3D TLC，使用在SD、USB上，因?yàn)樽x寫次數(shù)不多，BCH就已經(jīng)足夠，但要使用到SSD上的話，一定要使用LDPC的錯(cuò)誤更正碼，才能真正提供足夠的資料保護(hù)能力。
PCIe漸成主流接口
另一個(gè)趨勢是PCIe將成為SSD主流接口。黃士德說：“NAND的速度提升了，與主機(jī)端的界面也會(huì)提升，SATA對硬盤而言是綽綽有余，但對NAND卻是瓶頸，PCIe能夠用多通道(Lane)的方式增加頻寬，以PCIe Gen3 x4而言，最大資料頻寬可以超過3GB/s，讓SSD效能發(fā)揮到極致。”
“Marvell的PCIe不僅領(lǐng)先而且實(shí)現(xiàn)多個(gè)世代，在架構(gòu)上有很多經(jīng)驗(yàn)的累積，例如88SS1093 SSD控制器支持多達(dá)4個(gè)PCIe 3.0通道。”陳昭維談道。合作伙伴江波龍的FORESEE PCIe 8Gb/s相同容量可以做到與SATA 6Gb/s同價(jià)。他們希望在Client SSD市場用更高的性能，不變的價(jià)格以PCIe取代SATA。
在PCIe SSD上，慧榮的PCIe Gen3 x4支援NVMe的主控SM2260目前已經(jīng)跟世界一流的SSD廠家合作，正在緊鑼密鼓的測試當(dāng)中，預(yù)計(jì)2016年中搭配最新的3D NAND上市，超過2GB/s的讀取速度是SATA的四倍，真正展現(xiàn)PCIe的高頻寬與NVMe的高效能。
黃士德表示，：“LDPC以及PCIe都使得芯片的面積增大許多，耗電量也變大不少，因此在芯片的制程上需要使用40納米與28納米的工藝來抵銷面積與功耗的增加。這也意味著芯片在投入成本，設(shè)計(jì)流程，人才與資金上都相對增加。這將會(huì)是一場淘汰賽，而慧榮因?yàn)槟壳熬佑陬I(lǐng)先地位，將會(huì)更拉開與競爭對手的距離。”
移動(dòng)設(shè)備訪問
