史上最详 固态硬盘控制芯片规格纲目

  • 来源: 小熊在线 作者: 陈晨   2009-07-06/13:11
  • 固态硬盘的心脏:控制器

        固态硬盘(Solid State Disk、Solid State Drive,简称SSD)是一种基于永久性存储器,例如闪存,或者非永久性存储器,例如同步动态随机存取存储器(SDRAM)的计算机外部存储设备。固态硬盘用来在便携式计算机中代替常规硬盘。虽然在固态硬盘中已经没有可以旋转的盘状机构,但是依照人们的命名习惯,这类存储器仍然被称为“硬盘”。由于固态硬盘技术与传统硬盘技术不同,所以产生了不少新兴的存储器厂商。厂商只需购买NAND存储颗粒,再配合适当的控制芯片,就可以制造固态硬盘了。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口。在SSD固态硬盘中,对于性能和可靠性影响最大的就是其控制芯片。目前的主流SSD控制芯片厂商有:Intel、Indilinx、Samsung、JMicron。今天小编我就给大家讲讲这固态硬盘中鲜为人知的内幕。

        非易失性存储器(闪存)的数据访问速度介于易失性存储器和常规硬盘之间。和易失性存储器相比,非易失性存储器一经写入数据,就不需要外界电力来维持其记忆。因此更适于作为常规硬盘的替代品。闪存是最常见的非易失性存储器。小容量的闪存可被制作成带有USB接口的移动存储设备,亦即人们常说的“闪存盘”、“优盘”。随着生产成本的下降,将多个大容量闪存模块集成在一起,制成以闪存为存储介质的固态硬盘已成为可能。MLC(Multi Level Cell, 多层式储存)及SLC (Single Level Cell, 单层式储存) 使用MLC颗粒的固态硬盘成本较使用SLC的低,但是写入速度较低、使用寿命也较短。作为常规硬盘的替代品,固态硬盘被制作成与常规硬盘相同的外形,例如常见的1.8英寸、2.5英寸或3.5英寸规格,并采用了相互兼容的接口。

    海盗船固态硬盘,你能看出它是哪家的解决方案么

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    固态硬盘的优点

        和常规硬盘相比,固态硬盘具有低功耗、无噪音、抗震动、低热量的特点。这些特点不仅使得数据能更加安全地得到保存,而且也延长了靠电池供电的设备的连续运转时间。例如韩国三星半导体公司(SAMSUNG Semiconductor)于2006年3月推出的容量为32GB的固态硬盘,采用了和常规微硬盘相同的1.8英寸规格。其耗电量只有常规硬盘的5%,写入速度是常规硬盘的1.5倍,读取速度是常规硬盘的3倍,并且没有任何噪音。

        在2007 Computex中晟碟发表了64GB与32GB的固态硬盘,并有2.5吋、SATA界面与1.8吋、UATA界面两种规格。A-DATA现场展出的固态硬盘分为2.5吋与1.8吋两种,其中2.5吋采用SATA界面,最大容量可达128GB;1.8吋机种则是采用IDE界面,最大容量可达64GB,可分别使用在笔记本电脑与更小的UMPC上,用来取代传统的硬盘。现在,2.5吋固态硬盘已可达1TB,是由PureSilicon发表的。最初,高级固态硬盘的性能表现与最高速的传统硬盘互有胜负,但随着固态硬盘的不断发展,高级固态硬盘在大多数的性能指针上已超越了传统的机械硬盘;而固态硬盘在性能上的发展潜力比传统硬盘高。目前最大的问题仍然是成本和写入次数。

    OCZ的120GB固态硬盘,它够高端么?

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    固态硬盘的缺点

    成本及使用寿命是限制固态硬盘普及的最大问题。目前,无论是永久性存储器还是非永久性存储器,其每百万字节成本都远远高于常规硬盘。因此只有小容量的固态硬盘的价格能够被大多数人所承受。而由于Flash RAM都有一定的写入寿命、而且寿命届满后数据会读不出来,因此成为大众接受固态硬盘的另一个障碍;解决方案是固态硬盘采用SLC颗粒,其使用寿命较长,但价格也较高;未来必须等待成本进一步的降低、或SSD架构改良(增加高速缓存及控制Flash RAM的IC更成熟),有效增加固态硬盘的使用寿命。

    固态硬盘以往由于价格高昂,通常只使用在军事及工业用途上,不过拜NAND闪存成本不断下降所赐,如今固态硬盘已经使用在一般的笔记本电脑上,并预计于刀锋式服务器上逐步采用,提供全新的计算机使用体验。相较于传统的硬盘,固态硬盘具有速度快、耗电量低与可靠性较高的优点。由于硬盘早已是系统效能的瓶颈,因此改采固态硬盘,将可以带来令人兴奋的效能提升。固态硬盘数据损坏后是难以修复的。当负责储存数据的闪存颗粒有毁损,现时的数据修复技术是不可能在损坏的芯片中救回数据。而机械硬盘还能挽回一些数据。

    另外由于SSD磁盘控制器的设计缺陷问题,早期的SSD在经过长期存取使用的时候,很容易产生磁盘碎片,由此造成磁盘存取性能极具下降。不过此后很多固态硬盘控制器设计厂商意识到要改善这样的情况。由此许多当今许多固态硬盘解决方案中加入了大容量SDRAM高速缓存机制。

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    固态硬盘的控制器解决方案并不多,由此也制约了固态硬盘的产品多样性。下面小编我总结出了目前市面上所有主流消费级的固态硬盘产品的规格和参数。希望对广大购买固态硬盘的用户有一些帮助。

    SSD固态硬盘的历史最早可以追溯到2005年底,三星和Intel都在研究让闪存和硬盘“混交”的方法,而微软预计将在Windows Vista中推出一种“ 超级缓存”(SuperFetch)技术,据说可利用闪存大大提供系统性能。与此同时,三星还在研究将大量闪存芯片组合在一起的固态硬盘,三星相信固态硬盘能取代笔记本电脑中的传统硬盘。作为全球首款采用16GB固态硬盘的便携PC,Sony VAIO UX90S从发布之初就受到业内的普遍关注。 Sony VAIO UX90S采用Intel Core Solo U1400处理器,主频1.2GHz,512MB内存,支持蓝牙和CF插槽。此后SSD已经迅速在移动领域普及开来。

    2008年6月,Intel将兑现其承诺提供固态驱动器,和即将面世的迅驰2平台捆绑发行。第一块X25-M固态硬盘也随之诞生。该项目被描述成为一种正将SSD融入主流的计划。现在,总的说来SSD比那些配置了一个硬盘驱动器的同等级的笔记本电脑有一个明显的较高的售价。Intel公司正在使用捆绑销售驱动器的计划来降低其使用SSD的成本。

    Intel原厂SSD

    金士顿贴牌的Intel SSD

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    Intel作为当今SSD固态硬盘的领军人,其固态硬盘控制器性能堪称一流。成为各大厂商追捧和赶超的对象。根据MLC和SLC两类不同的闪存颗粒,将产品线分为X25-M和X25-E两大系列。此后Kingston抛出暧昧的声音,在市场中又出现了Kingston版本的X25-M和X25-E。不过之前Intel主要是与PQI合作,但是最终谈判破裂。

     

    Intel X25-M固态硬盘配有DRAM高速缓存

    Controller Make Model L/C War Cap Part Number Read Write
    Intel
    Intel X25-M MLC 3 80 SSDSA2MH080G1 250 70
    160 SSDSA2MH160G1
    X25-E SLC 3 32 SSDSA2SH032G1 250 170
    64 SSDSA2SH064G1
    Kingston SSDNow
    M Series
    MLC 3 80 SNM125-S2/80GB 250 70
    160 SNM125-S2/160GB
    SSDNow
    E Series
    SLC 3 32 SNE125-S2/32GB 250 170
    64 SNE125-S2/64GB
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    INDILINX是一家韩国公司,专门生产制造SSD固态硬盘为主。在2006年10月19日,由三个雄心勃勃的工程师创立。INDILINX的研发和测试部门设立在韩国,而商务部则设立在美国的加利福尼亚。这家公司在业内具有很高的影响力,其设计的固态硬盘传输速度超过230MB/s。但是这主要是由于SATA硬盘接口的限制,在未来他们将可以生产基于SATA3界面的固态硬盘,其速度更是会高达600MB/s。

    2008年8月,Indilinx宣布,它们已经完成了IDX22(产品名称:Barefoot)固态硬盘控制器的开发。这种固态硬盘控制器采用90纳米工艺制造,它所实现的230MB/s的读取速度已. 经超越了当时市面上出售的所有产品,并且,可以支持最大512GB容量的多级单元(MLC)NAND 闪存。

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      INDILINX的诞生非常具有传奇色彩,公司的创业元老仅有三个人,他们包括Bumsoo Kim、Guiyoung Lee、Hyunmo Chung。一个共同的信念使得他们走到了一起,那就是SSD固态硬盘控制器。他们的第一个办事处设立在韩国的盆塘。在公司刚刚成立不久,2006年12月,INDILINX被韩国最大的合资投资技术基金——KIBO基博科技基金看重。2007年2月他们移师到韩国的Seangnam City,这里是韩国最先进的技术研究中心。很快,基于INDILINX闪存控制器的解决方案固态硬盘开始浮出水面。而很多如OCZ这样的固态大厂也纷纷宣布使用该解决方案。

     

    Controller Make Model L/C War Cap Part Number Read Write
    Indilinx

    G.Skill Falcon MLC
    64 FM-25S2S-64GBF1 230 135
    128 FM-25S2S-128GBF1 230 190
    256 FM-25S2S-256GBF1 230 190
    Super
    Talent
    UltraDrive
    ME
    MLC 2 32 FTM32GX25H 230 160
    64 FTM64GX25H 230 180
    128 FTM28GX25H 260 195
    256 FTM56GX25H 260 200
    UltraDrive
    LE
    SLC 3 32 FTD32GX25H 230 170
    64 FTD64GX25H 260 210
    128 FTD28GX25H 260 210
    OCZ Agility
    (slower flash)
    MLC 2 30 OCZSSD2-1AGT30G 185 100/60
    60 OCZSSD2-1AGT60G 230 135/80
    120 OCZSSD2-1AGT120G 230 135/80
    Vertex MLC 3 30 OCZSSD2-1VTX30G 230 135/80
    60 OCZSSD2-1VTX60G 230 135/70
    120 OCZSSD2-1VTX120G 250 180/100
    250 OCZSSD2-1VTX250G 250 160/100
    Vertex
    Mac Edition
    MLC 3 30 OCZSSD2-1VTXA30G 220 125/80
    60 OCZSSD2-1VTXA60G 220 125/70
    120 OCZSSD2-1VTXA120G 240 170/100
    250 OCZSSD2-1VTXA250G 240 150/100
    Vertex EX SLC 3 60 OCZSSD2-1VTXEX60G 260 200/100
    120 OCZSSD2-1VTXEX120G 260 110/100
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    在2005年5月,三星第一款固态硬盘抢先出货。三星宣布已开发出了首款基于Nand闪存技术的固态硬盘(SSD,solidstatedisk)。三星称,这款SSD能耗不到今天使用的硬盘驱动的5%,这意味着下一代移动PC电池续航时间有望再次提高10%。此外,SSD还具有重量轻、噪音低、发热少、读写数据更快(读写速度分别可达每秒57MB和32MB)等优点。当时所使用的控制芯片就是传说中的SamsungG2。

    此后三星研发出了全新的SamsungG3控制器。除了供奉自家的固态硬盘产品之外。这颗控制器也提供给海盗船、芝奇、OCZ等著名的固态硬盘厂商。2009年3月,三星PB22-J系列SSD首次登场,此款型号MMCRE64G5MXP-0VB的SSD容量为64GB,目前已经上市,价格是29800日元,折合人民币约为2080元。 此款产品满载功耗为1.5W,待机的时候0.15W,实体尺寸幅度69.85×9.5×100.3mm,重量80g。采用3Gbps Serial ATA接口。 PB22-JS3采用MLC类型的闪存,单面8个K9HCGZ8U5M闪存颗粒。写入速度可以达到200MB/S以上,而传输速率可以达到220MB/S。此后采用了MLC类型闪存的128GB容量SSD日本上市价为49800日元。

    海盗船新款的SSD固态硬盘,采用三星SSD控制器

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    三星最新的SSD解决方案,配有三星的高速缓存

    Controller Make Model L/C War Cap Part Number Read Write
    SamsungG2 Samsung


    32 MCBQE32GBMPP-03A00 60 40
    64 MCBQE64GBMPP-03A00 60 40
    SamsungG3

    Samsung FlashSSD MLC
    64
    90 70
    128
    90 70
    SLC
    32 MCBQE32G5MPP-0VA00 100 80
    64 MCCOE64G5MPP-0VA00 100 80
    Corsair S (series) MLC 2 128 CMFSSD-128GBG1D (S128) 90 70
    G.Skill FlashSSD SLC 1 32 FS-25S2-32G 100/80 80/30
    64 FS-25S2-64G 100/80 80/30
    OCZ (unnamed) SLC 1 32 OCZSSD2-1S32G 100 80
    64 OCZSSD2-1S64G 100 80
    Samsung
    PB22-J

    Samsung PM800 MLC
    64 MMCRE64G5MXP-0VB
    MMCRE64G5MPP-0VA
    220 120
    128 MMCRE28G5MXP-0VB
    MMDOE28G5MPP-0VA
    220 200
    256 MMDOE56G5MXP-0VB 220 200
    SS805 SLC
    50 MCB4E50G5MXP-0VB 230 180
    100 MCCOE1HG5MXP-0VB 230 180
    Corsair P (series) MLC 2 128 CMFSSD-128GBG2D (P128) 220 200
    256 CMFSSD-256GBG2D (P256) 220 200
    OCZ Summit MLC 3 60 OCZSSD2-1SUM60G 220 125/120
    120 OCZSSD2-1SUM120G 220 200
    250 OCZSSD2-1SUM250G 220 200
    Super
    Talent
    MasterDrive
    SX
    MLC 1 64 SAM64GM25S 220 120
    128 SAM28GM25S 220 200
    256 SAM56GM25S 220 200
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    JMicron成立于2001年,总部设在台湾新竹科技园区。作为一家没有晶圆制造工厂的IC设计公司,JMicron侧重于高速串行连接技术。如原生的SATA、PCI-Express、USB接口、RAID控制器和其他存储应用。JMicron的产品被广泛的应用于当今的主板和笔记本电脑中,颇受电脑厂商的喜爱。如华硕、技嘉、宏碁、惠普、戴尔、东芝、联想等国际知名厂商。而JMicron也是全台湾第一家无晶圆制造工厂的半导体公司,在台湾也是唯一一家可以提供SATA II应用产品的公司。

    JMicron的网站主页

    JMicron一直在研发固态硬盘的相关技术,并自2006年推出了第一代SSD固态硬盘控制器。在2007年年底,完成了JMF601A/602A控制芯片。JmicronJMF601/JMF602的固态硬盘芯片,功能非常强大兼容性好,JMF602B版芯片的最高读速度170M/s,写速度135M/s(SLC)。与其它同类方案比有明显的优势,此后市场在广泛应用。因为这颗控制芯片可以为固态硬盘制造商提供高性能高稳定性的应用解决方案。在2008年3月正式的产品上市之后,JMicron开始受到关于潜伏期的投诉和询问。所有的问题只发生在一个比较特殊的条件下,当系统数据已经全部饱和,并且主机保持数据等待时。这时内部碎片收集器开始工作,将数据合并和进行整顿管理。

    此后JMicron修正了硬件芯片的架构,在2008年6月重新发布了新款JMF601B/602B控制芯片。JMF601A/602A是旧版本的芯片,而JMF601B/602B是它们的改进修订版本。目前JMicron所贩售给客户的所有SSD固态硬盘控制芯片,都已经是带有“B”后缀的改进版本。这包括华硕的笔记本和EeePC、OCZ、Super Talent、Transcend等公司。“B”版控制芯片主要改进了写入潜伏期,大幅提高了硬盘的写入速度。此外新的控制芯片可以保留更多的存储空间,由此在使用固态硬盘存储数据的时候,可以最大限度的节省硬盘的容量。现在许多固态硬盘厂商不可能将硬盘的容量作的很大,因此从这一点看来,JMF601B/602B的改进之处确实有着实际意义。

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    目前JMicron为一些客户已经推出了更为高速的固态硬盘硬盘解决方案。JMicron出品了一款名为JMB390 RAID控制器,它可以将两个JMF602B控制器联合起来,组合成性能更强的SSD RAID存储模式,这也就是传说中的JMicron 602B x2 RAID。新的SSD固态硬盘性能飞航强大,读取速度可以达到233MB/s,而写入速度可以达到166MB/s。

    JMicron目前还在研制更新型的SSD固态硬盘控制器,基于ARM架构的JMF612控制器的雏形基本已经确定。在不久的未来,我们就能在市场中看到它的身影。它也会采用全新的高速缓存机制,这使得固态硬盘的读取和写入性能已经可靠性将有一个新的飞跃。

     

    Controller Make Model L/C War Cap Part Number Read Write
    JMicron
    602
    (mini-USB)
    OCZ Core V2 MLC 2 30 OCZSSD2-2C30G 170 98
    60 OCZSSD2-2C60G 170 98
    120 OCZSSD2-2C120G 170 98
    250 OCZSSD2-2C250G 170 98
    JMicron
    602B
    (mini-USB)
    G.Skill (unnamed) MLC
    64 FM-25S2S-64GB 155 90
    128 FM-25S2S-128GB 155 90
    OCZ Solid MLC 2 30 OCZSSD2-1SLD30G 155 90
    60 OCZSSD2-1SLD60G 155 90
    120 OCZSSD2-1SLD120G 155 90
    250 OCZSSD2-1SLD250G 155 90
    Super
    Talent
    *no USB
    MasterDrive
    OX
    MLC 2 16 FTM16GL25H 150 100
    32 FTM32GL25H 150 100
    64 FTM64GL25H 150 100
    128 FTM28GL25H 150 100
    256 FTM56GL25H 150 100
    MasterDrive
    PX
    SLC 3 16 FTD16GL25H 170 130
    32 FTD32GL25H 170 130
    64 FTD64GL25H 170 130
    128 FTD28GL25H 170 130
    JMicron Corsair M (series) MLC 2 64 CMFSSD-64N1 (M64) 170 100
    JMicron Kingston
    *no USB
    SSDNow
    V Series
    MLC 3 64 SNV125-S2B(N/D)/64GB 100 80
    128 SNV125-S2B(N/D)/128GB 100 80
    JMicron
    602B x2
    (RAID)
    G.Skill Titan MLC
    128 FM-25S2S-128GBT1 200 160
    256 FM-25S2S-256GBT1 200 160
    OCZ Apex MLC 2 60 OCZSSD2-1APX60G 230 110
    120 OCZSSD2-1APX120G 230 160
    250 OCZSSD2-1APX250G 230 160
    Super
    Talent
    MasterDrive
    RX
    MLC 2 128 FTM28GE25H 230 160
    256 FTM56GE25H 230 160
    512 FTM12GE25H 230 160
    SLC 3 128 FTD28GE25H 230 200
    256 FTD56GE25H 230 200
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    现在很多人都对SSD固态硬盘抱有幻想,都想体验一把急速的快感。而敢于吃螃蟹的人,也确实不少。但是小编在文章的结尾处,还要再次提醒大家两点。第一,买固态硬盘,很容易被误导。第二,很容被山寨货诱人的价格所蒙蔽。

    固态硬盘的技术发展非常迅速,如果我们看到一款固态硬盘卖的比主流产品便宜很多,那你一定要小心谨慎。首先要问清楚使用的是哪家的控制芯片,具体型号是什么。然后在网上搜搜它属于什么年代的产品。最近小编发现,网上充斥着早期国外低端固态硬盘产品,价格非常廉价,容量一般在32GB至64GB之间。但是他们所使用的控制芯片都是很早以前的,无论在性能和可靠性方面都相差很多。

    另外就是山寨问题,现在各大固态硬盘控制芯片厂商有许多解决方案,这也使得山寨固态硬盘有了可乘之机。山寨SSD所使用的闪存颗粒,一致性不好,某些闪存颗粒可能会提前挂掉,那样就意味着整个SSD就报废了。山寨厂追求低成本利润,因此在做工用料和产品质检方面都无法与国际大厂想媲美。固态硬盘受到闪存颗粒成本的制约,即使是山寨厂也很难将价格压的很低。消费者千万不可因为节省几百元的细小差价,而被寨商所魅。

    购买SSD拒绝山寨货


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