快閃記憶體革命：SSD固態硬碟徹底取代機械硬碟

07-13

　　你可能已經聽說了三星16 TB硬碟的新聞了，它是迄今為止世界上最大的硬碟。16 TB這個數字令人瞠目結舌，讓人一下子難以回過神來，它是一個非常大的飛躍。但16 TB硬碟最令人心潮澎湃的地方在哪裡呢？它本身還不是新世界，它只不過是打開了新世界的大門。

　　這幾十年，快閃記憶體的發展速度一直緩慢而穩定。但是，在過去幾年裡，我們終於開始看到出現了一些突破，而且它們成為了真正的產品。

　　超大存儲

　　前面所說的三星硬碟具體名為PM1633a，是上周在加利福尼亞州的快閃記憶體峰會上宣布的。雖然它的大小很感人，但相對來說更加驚人的是：它是一塊固態硬碟（SSD），由快閃記憶體晶元組成，而不是那種更傳統的、價格也更實惠的旋轉磁碟式硬碟。

　　雖然固態硬碟已經比HDD硬碟更快更堅固了，但是直到不久之前，它們的容量都極為有限，你可以買到的最大2.5英寸SSD（三星最新的SSD也是這個尺寸）為4TB，價格大約6000美元（約合人民幣3.8萬元）。而大容量的旋轉磁碟式硬碟可以達到10TB左右。雖然PM1633a的製作有些不惜成本，但把容量提升三倍，這是一個極大的飛躍。

　　但這並不是一個出人意料的飛躍。實際上，三星數年前就為此奠定了基礎。在2013年，三星宣布找到了一種製造快閃記憶體的新途徑。自20世紀80年代發明NAND快閃記憶體以來，標準做法是做成單層，但三星決定把它們垂直堆疊在一起。這種方法可以獲得遠遠更大的密度，從而為用戶提供更多存儲空間。

　　三星的這個解決方案名為V-NAND。自推出以來，該方案已經取得了明顯進行。第一年，該公司在一顆晶元上堆疊了24層，2014年達到了36層。 16TB SSD則堆疊了48層。

　　通過在現有的快閃記憶體技術基礎上，採用一種創新的製造技術，三星推出的新硬碟擁有了巨大的空間，像《瘋狂的麥克斯4：狂暴之路》高清版這樣的電影可以輕鬆存上個3000部。當然，你不太可能需要16TB的空間，也不太可能願意花錢去買它。從現在開始，這種硬碟更有可能用在伺服器上；你和它最有可能打交道的情況是：你使用的雲服務恰好是用它來支持的。

　　不過，用不了多久，它們就會被PC採用，甚至是被筆記本採用。「我希望在三到五年內，2.5英寸的16TB固態硬碟就會出現在工作站級的筆記本里，」穆爾洞察與戰略的總裁兼首席分析師帕特里克·穆爾黑德說。在這段時間內，高端產品中更大更便宜的存儲解決方案將會推動較低端產品（你目前實際使用的東西）的價格下降。

　　在家庭中，這樣的存儲量不僅有明顯的應用方式，而且展現了一些令人吃驚的案例。穆爾黑德指出，儘管我們最近開始向雲服務遷移，但有了這種規模的硬碟，你就無需借用高科技公司冷冰冰的數字保險箱來存儲東西了。這不僅僅是指家庭電影——與目前依賴雲服務相比，這樣大的存儲空間可以幫助你實現本地智能家居解決方案，提供更多的隱私和安全性。

　　更加令人振奮的是，當這種水平的高科技真正惠及到普通消費者時，它不一定就是來自於三星。 V-NAND並不是目前唯一的垂直NAND技術。英特爾和美光最近宣布，它們正在研究一些非常相似的技術，但要到明年年初，他們才會開始生產基於該技術的消費電子設備。東芝公司已經涉足3D NAND，預計會在明年年底前推出產品。這些公司都已經各自準備好了系統，來生產同樣的（甚至可能是更出色的）硬碟。三星雖然搶到了頭彩，但這是一場長期性的比賽，頭彩的意義並不太大。

　　但是存儲領域獲得這樣的突破，其意義不只局限在數據中心和筆記本電腦上。「在生物技術、設計，甚至是在人工智慧領域，內存和存儲是解鎖巨大創新力的關鍵因素。」穆爾黑德說。「它們已經成為一種基本的構建模塊，推動整個行業向前移動。這些發生在頂層的巨大創新，會在五到七年的時間滲透下來，滲透到汽車裡，到手機里。」

　　他說的這些創新，不僅是指三星、英特爾與美光、東芝在製造環節中運用的才智，而且也包括近期出現的另一個突破。該突破還沒有形成產品，但它同樣會塑造存儲和內存行業的未來。

　　3D XPoint技術

　　三星16TB的SSD雖然很令人興奮，但它仍然屬於製造技巧，是一種把同樣的東西塞進越來越小空間里的新方法。更大的突破會是什麼呢？是英特爾和美光的3D XPoint技術，它對多年來我們做內存的方式進行了徹底的改變。

　　「在我看來，設計上的改變更加精彩，」穆爾黑德說。「這是一個根本上的改變，是不同於以往的設計，之前沒有人做過這樣的設計，它做的不是把存儲器帶到下一個節點，而是讓它開始遵循摩爾定律。」

　　簡單地說，3D Xpoint的原理是這樣：3D XPoint不像傳統的快閃記憶體那樣，靠晶體管來存儲信息，而是部署了微觀的線網，通過一種叫做「選擇器」的東西來進行協調，「選擇器」可以互相堆疊。

　　這樣就會得到「非易失性的」的存儲器，即使電源關閉，它也會保存數據。而且它比NAND快閃記憶體快1000倍，並且比易失性的DRAM（動態隨機存取存儲器，PC用來跟蹤臨時數據）緻密10倍。換句話說，這個單一的解決方案可以同時處理內存和存儲器，而且在這兩個領域都做得更好。從很多方面來說，它比現有的任何東西都好。

　　英特爾曾表示，明年之前不會推出任何3D XPoint產品，但到了它們面市的時候，就可能會改變多個產業的面貌。

　　「你希望自己的設備擁有人工智慧或對象識別功能嗎？有了Xpoint的支持，它們的效果都會好得多……你可以快速放進內存空間的東西越多，人工智慧的效果就會越好，」穆爾黑德說。「在某些PC上玩遊戲時，你要等待兩、三分鐘才能進入下一級。但如果你有3D Xpoint，那裡面就會存上好幾級，你再也不用等了。」

　　更妙的是，根據穆爾黑德的預測，Xpoint的價格要達到消費者的承受能力，也需要五年的時間，這聽上去好像是很長一段時間，但鑒於近幾十年來，我們都沒有看到這種程度的內存和存儲器創新了，再多等一段時間也沒有什麼大不了的。此外，這也可以給行業內的其他公司留出一段「趕上形勢」的時間。

　　「我可以跟你保證，三星和東芝也有自己的計劃，」穆爾黑德說。它們確實也應該有自己的計劃。誰不想在這樣的革命中佔有一席之地呢？