前言:从苹果推出采用大容量闪存iPod nano的那一刻起,闪存的应用开始成为大家注目的焦点。事实上,早在iPod nano之前,闪存就已经深入到我们的日常生活中,从数字相机、手机到多如繁星的MP3随身听,便内建了容量不等的闪存。只不过苹果走的更远,将大容量闪存作为取代微型硬盘的主要存储装置,也因此带起了大容量闪存存储方案的风潮。
PC存储应用对闪存的推波助澜
由于大容量闪存应用在系统存储上的优点,使得诸多厂商开始研究并推行这方面的应用,我们可以见到Intel的Robson闪存与硬盘混合技术以及SAMSUNG的Hybrid硬盘技术,以及可适用于Windows ReadyBoost读取加速技术的扩充型4GB ReadyBoost快闪固态碟,甚至连硬盘大厂Seagate也推出了内建256MB NAND闪存的混合型硬盘,在针对高效能存储及PC省电设计上,有着程度不等的帮助,微软甚至也将这些混合式设计存储装置列为下一代操作系统Windows Vista的推荐配备,虽然就厂商所发表的数据来说,确实能够有效提升整体系统的效能与节省耗电。但是截至目前为止,还没有真正的商品化,更称不上已经达到完全实用阶段。
现有闪存架构并不适用于桌上型PC环境
闪存的非挥发性特征,以及低耗电特性,早已经成了许多手持式装置的最爱,主流闪存技术目前仍为NAND与NOR技术,两者都各有其适用对象与特性,因此在市场上的冲突并不大,但是两者都有其物理特性的限制,NAND最高只有10万次左右的读写寿命,NOR甚至更低,不过NOR的适用范围较小,影响层面较窄,因此较少人注意到。
如果将来闪存真的要走向取代桌上型大容量存储方案的话,寿命问题会是个亟需改进的重点。毕竟在桌上型应用方面,以目前操作系统的设计来看,会有许多无法避免的随机读写状况,如果是应用在商业服务器的话,情况更是明显,标准NAND快闪硬盘在面临最严苛的持续读写状况下,寿命可能不到几个月便告终结。因为这个限制,所以快闪硬盘产品并不是推行得非常积极,许多推出混合型/纯快闪硬盘的厂商,也都只有强调其效能与省电的效果,却在关键的寿命问题上采取避而不谈的态度。
纯硬盘架构短时间内仍难以被取代
硬盘本身有几个闪存随难以企及的优点,首先就是相对优秀的容量价格比,两相比较之下,闪存显得昂贵而不亲和,就以三星推出的32GB闪存固态硬盘(solid-state disk;SSD)来说,其售价就高达1,300美金左右,在类似的尺寸下,1.3英寸、1.8英寸硬盘可达到80GB左右的容量,但售价只要约五分之一左右。此外,虽然硬盘在随机存取方面不若闪存那般快速,但是不会衰减的磁性存储材质,可以保证硬盘可以在寿命期限内经得住持续不断的读写需求,而就目前来说,这两点都是纯硬盘架构所难已被取代重要因素。加上目前闪存工艺与架构面临瓶颈,在寻求更进一步的突破之前,闪存固态硬盘仍然不是广泛的被市场所接受,而只能在特定领域生存。
为了进一步拓展应用 亟需新的闪存架构取代
为了拓展闪存再存储装置上的发展,许多厂商开始研拟新一代快闪记忆的替代方案,目前看来比较立即可行的方式,以三星的OneNAND与Spansion公司的OrNAND较为人所知。举例来说,三星公司利用结合NOR、NAND与SRAM三者特长所研发出的OneNAND架构,就号称可以大幅改进效能,并兼顾安全性与寿命,不过基本上,OneNAND的主要存储区块仍在NAND上,就算利用内嵌的读取控制软件来最佳化区块的读写以及错误区块的侦测与清除,虽然理论上可以相当程度的延长使用寿命,但仍然改变不了NAND先天的物理特性:不适合应用于读写频繁的装置或应用上。
因此,这类基于目前已有技术的混合型闪存只能稍解燃眉之急,而无法从根本解决,因应这样的情势,目前世界上各大半导体厂商,也都早已投入研发新一代闪存架构,希望通过新技术的导入,进一步扩大半导体市场的需求,以避免将来在产能以及营收上遇到瓶颈。
新型态闪存概观
从使用技术的类型来看,目前研发中的闪存可以分为三大类:磁阻式内存、铁电内存以及相变内存,这三类内存分别都针对了更低的耗电、更多的写入次数、更有效的清除方式,以及更高效能的读取速度等要项进行突破。这些内存的发展有的早从90年代就已经开始,而直到最近几年才取得较大的进展,并开始进行实用化的试产步骤。由于这些内存的特性包含了高速读写以及高稳定性,因此甚至也会取代目前的动态随机内存架构,因此国际大厂无不严正以待,非常积极的发展这方面的技术。
先进厂商发表Megabit容量前瞻内存之状态。
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