全面进阶
笔记本硬盘的技术发展史绝不仅仅是容量上的变迁,而是集合了体积、速度、容量、耗电量、稳定性、安全性等多方面全面演进的生动过程。如今,笔记本电脑硬盘的技术发展速度已经领先于台式机硬盘,驶入了发展的高速路。
颠覆硬盘传统结构: 固态笔记本硬盘
传统硬盘存在盘片、电机和磁头等组件,这种被称为“Winchester”结构的设备免不了大量机械部分,无论是耗电量还是稳定性都难以令人完全满意。为此,闪存早就酝酿成为传统硬盘的替代品,在NAND型闪存成熟之后,闪存向传统硬盘发起了冲击。
从不可能到实现:闪存技术的飞跃
存储设备的重要技术指标就是速度、容量、成本、稳定性等。目前已有多个种类的产品做出了各种努力,但始终只能偏重于单一方面,很难面面俱到。随着闪存产品在容量上达到GB数量级且价格大幅度下调,越来越多的用户惊呼这将是取代硬盘的最佳方式:没有噪音、携带方便、功耗极小,似乎这就是完美的存储方案。在下结论之前,我们不妨理性地在各种存储技术之间作做一个对比(参见表1)。
从表中对比可以看到,在这些存储设备中,内存以及EPROM显然不可能取代硬盘的地位,它们在容量上的难题很难解决,这不符合用户的应用本源。相对而言,拥有非易失性的MRAM有着不错的潜力,但当前的技术还不足以支撑足够容量的产品,因此MRAM威胁到硬盘的地位还需要时日。
闪存在与硬盘之间的较量结果又如何呢?可以看到,容量依旧是闪存弱项。如今主流硬盘容量在160GB左右,这对于闪存而言显然并不怎么现实。更深入一步来看,闪存技术还存在写入速度过慢以及成本偏高的弊病。当然,闪存技术存在的这些缺陷并不意味着它将无法威胁到硬盘的地位,因为闪存技术本身也在不断进步之中。现在闪存类型已经分化为NOR和NAND两种,其中后者才是真正被用于取代现有硬盘的闪存技术。
NOR闪存技术虽然容量不大,但稳定性非常出色,被广泛应用于 智能手机与PDA中,也就是俗称的FlashROM。而NAND闪存技术主要应用在各种数码存储卡与U盘中,也可以用在智能手机和PDA,接触过的用户就更多了。NOR与NAND之间并不冲突,两者定位有着本质区别(参见表2)。
简而言之,NOR型闪存容量小而速度快,NAND型闪存容量大但稳定性较差。NAND型闪存采用单晶体管结构,这与NOR型闪存是一致的。但是,NAND型闪存不是对每个单晶体管进行直接操作,而是对存储单元操作。此外,NAND型闪存的晶体管采用串联形式,再结合EDC/ECC纠错,因此速度表现非常理想,也很容易将容量做大。相反,NOR型闪存强调稳定性而直接对单晶体管操作,并且不存在纠错过程。从这一层面来看,只有NAND型闪存才有可能取代硬盘的地位。
划时代的变革:固态硬盘浮出水面
固态硬盘(solid-state disk,SSD)无疑是近期的热点之一,三星则是这股潮流的推动者。三星公布的技术资料显示,与现行硬盘相比,SSD产品功耗减少5%,延长电池寿命逾10%。此外,在重量方面,SSD固态硬盘仅有目前硬盘产品的一半。三星认为,SSD固态硬盘是相当可靠性的储存装置,可以适应极端温度或湿度下,适合工业用或军事用途。
固态硬盘优势明显,但价格是它被普遍采用的最大障碍,储存容量为 32GB 固态硬盘的成本大约为960美元,这一价格高于其他任何储存设备。对价格不敏感的一些军事和工业用户有望成为从固态硬盘的优势中受益的先行者。
预期闪存芯片的价格将逐步下降,这对固态硬盘是一个利好消息。去年5月,当三星电子首次发布固态硬盘原型时,每GB闪存芯片的成本为55美元,而目前每 GB闪存芯片的成本大约为25美元,随着时间推移,固态硬盘的价格将被大众接受,该产品大规模投放市场只是时间问题。
现阶段,在SSD技术上一直是三星独领风骚,前不久三星曾发布了采用60nm技术制作出最高速度及最高容量的“OneNAND”记忆体晶片,让SSD在存储速度上又有了新突破。
就硬盘行业而言,我们并不希望看到只有只有一家公司独享尖端技术,这样不利于新技术普及。在存储领域,不单只有三星对这种新型存储技术感兴趣,最近TDK也推出了旗下的SSD硬盘,正式与三星展开技术、价格上的竞争。TDK推出容量为32GB 的SSD硬盘工程样本,采用标准IDE传输端口,体积为普通2.5英寸笔记本硬盘的80%。与三星同类产品一样,这款SSD也拥有高速读写、防震、加速开机、延长电池使用时间以及更轻薄的优势。
进入2007年后,笔记本SSD固态硬盘的发展突然加速起来。继Sandisk宣布加入SSD阵营以及铼德发布低价格的笔记本固态硬盘之后,固态硬盘又迎来了一个首次:世界首款笔记本用SATA接口的SSD硬盘新品发布。来自PQI的这款2.5英寸64GB固态硬盘采用了SATA接口,SATA接口能让硬盘保持更低功耗的同时,还能使笔记本系统获得更快的数据传输速度。PQI刚刚推出64GB容量固态磁不到一星期,同样来自台湾的A-Data就将这一数字再次翻番,达到了128GB,不过还只是处于原型阶段,尚未正式发布。 |