中部曲:SATA固态硬盘的应用

发布时间:2016-08-31

前言

1.简介
    上期,我们在首部曲中已经有和大家讨论过固态硬盘和机械硬盘的比较,同时相信大家也都明白了固态硬盘的好处;因为快闪记忆体技术以及制成一直进步,造成单位成本持续的下降,我们相信今年2016是固态硬盘需求爆发性成长的一年;所以不要再犹豫了,认识固态硬盘,今天就是最好的日子!
    根据市调机构「集邦科技」的调查预估,在今年2016,固态硬盘的需求将占整体储存型快闪记忆体(NAND Flash)约34%,即将成为最大杀手级应用。同时集邦科技研究协理杨文得也预期,在今年,快闪记忆体(NAND Flash)位元(bit)需求也将同步成长42%,其中包括智慧手机(Smart phone)、平板电脑(tablet)及固态硬盘(SSD)将是主要成长动能来源。
    紧接着下来,宝存科技SATA Flash 白皮书二部曲要跟大家介绍SATA固态硬盘的应用,让大家更了解固态硬盘这头吃掉最多快闪记忆体应用的凶猛野兽。

2.Storage(储存装置)
    固态硬盘(SSD)在本质上是属于Disk Storage(硬盘储存装置)的一种,根据维基百科上的定义:「Disk Storage is a general category of storage mechanisms where data are recorded by various electronic, magnetic, optical, or mechanical changes to a surface layer of one or more rotating disks.」
    所以,我們如果想探究固态硬盘的应用面,其实思路只要从「Storage」这里出发,便可以很轻松的理解。一般常見的disk storage其主要的应用为个人电脑(Desktop PC)、笔记本电脑(Note Book)、平板电脑(Tablet)、工业电脑(Industrial PC)、资料中心(Data Center)、云端伺服器(Cloud Computing)、嵌入式系統(Embedded Systems)等不同各式各样的广义计算机器。
    而根据不同的品质(Quality)和可靠性(Reliability)要求,固态硬盘又主要区分为两大类:消费级(Client)应用以及企业级(Enterprise)应用,这两类的差异点我們会在三部曲为大家详细的说明。

3.固态硬盘介面及效能
    目前比较常见的固态硬盘(SSD)其接口介面主流是SATA、SAS以及PCIe,接下来主要跟大家介紹SATA這個介面及其效能。
    SATA: Serial ATA (Serial Advanced Technology Attachment)中文翻译成序列ATA,它是一种电脑资料汇流排(Data Cable/Bus),主要的功能是用于主机板(Mother Board)和大量储存装置(Storage)间的资料传输,常见的应用是光碟机以及机械硬盘,所以這個介面很适合固态硬盘来使用。

 

图示:主机板SATA插口(SATA3/SATA2)

    而从技术的另一角度來看,SATA Bus使用嵌入式派讯号,这个特色是具备更强的能力,能对客户端命令(Host Cmd)进行检查,如果发现错误会自动更正,提高资料传输的可靠性。
    就当下,主流的SATA分別有SATA1 1.5Gbit/s、SATA2 3Gbit/s和SATA3 6Gbit/s三种规格,目前以SATA3最广为应用。


表格:SATA效能

固态硬盘的应用
1.固态硬盘的尺寸外型(Form Factor)
    要谈固态硬盘的应用之前,我们先来讨论尺寸外型,因为不同的平台机构设计,会影响所使用的固态硬盘。目前比较常见的固态硬盘(SSD)其物理尺寸外型有2.5”、mSATA(MO300)、M.2(NGFF)以及half-Slim(MO297),不同的尺寸外型会有不同的应用,但其接口介面仍是走SATA协议。


图示:2.5”SATA SSD

图示:mSATA SSD

图示:M.2 SATA SSD

图示:Half-Slim SATA SSD

    讨论完尺寸外型后,接下来我们來看看实际上不同的平台在目前的市场上大部分采用何种设计,这样对于我们认识固态硬盘的应用,会更清楚明白。

2.PC/NB/Tablet应用
    首先介绍的是电脑相关类应用,这和一般消費者最息息相关,这也是属于Client SSD的级別;目前在个人电脑(PC)、平板电脑(Tablet)以及笔记本电脑(NB)中比较常见的外型尺寸为2.5”和mSATA以及M.2.常见的容量为128GB/256GB/512GB。

图示:AIO/Ultrabook以及Tablet

1.工业电脑(IPC)应用
    接着介绍在一般业界常使用的特殊功能电脑IPC,广泛应用于汽车业、加工业、自动生产业等工厂中;目前在工业电脑(IPC)比较常见的外型尺寸为2.5”和Half-Slim.容量从32GB/64GB/128GB 为比较常见。

图示:一般常见的IPC


2.嵌入式系统(Embedded System)应用
    嵌入式系統的应用广泛的存在我們生活当中,举凡便利商店中的POS机,银行业的ATM提款机,或者智能型自助服务机KIOSK等都可以看到固态硬盘的身影;目前在嵌入式系統(Embedded System)比较常见的外型尺寸为2.5”和mSATA.容量为32GB/64GB/128GB较多。

图示:一般常见的嵌入式系統


3.伺服器(Server)资料中心(Data Center)应用
    最后要介绍的是Enterprise SSD应用最多的地方:大数据伺服器(Big Data)、云端伺服器(Cloud Computing)以及资料中心(Data Center),在这些伺服器中装载着非常多的Rack,每個Rack可以装载1~36台硬盘,以往都是使用机械式硬盘,现今会慢慢转为固态硬盘來使用,宝存在5月时的中国数据库(DTCC)中也发表了宝存的第一款SATA FLASH S3C,这就非常的适合使用于這些场景中;而在这些应用中比较常见的固态硬盘外型尺寸为2.5”和M.2.界面为SATA/SAS和PCIe,而容量的话从480GB/600GB/800GB/960GB/1920GB为比较常见。

图示:一般常见的资料中心及伺服器

 

结论


    如上面所讨论,我们知道固态硬盘是Storage的一种,所以其应用面非常的广泛,随着快闪记忆体成本的下降,以及其和传统硬盘比较下帶來的优势,固态硬盘愈來愈被大众给接受,替换了机械硬盘也为人们的工作效率和企业的整体成本(TCO)带来助益。
    在二部曲我們已经明白了固态硬盘的种种应用面,宝存的第三部SSD白皮书,我們会再讨论一般消费级SSD和企业级SSD的主要差异点,让大家更明白设计产品的初心以及宝存在这些方面的巧思,欢迎大家持续关注宝存科技,Shannon Systems是您SSD最佳的选择。

 

资料参考:
1.       https://en.wikipedia.org/wiki/Disk_storage
2.       https://en.wikipedia.org/wiki/Serial_ATA