2018年SSD发生了什么



自从SSD进入大众消费以来,去年是SSD历史上最有趣的一年。 竞争加剧,价格下降。 现有技术(例如3D NAND和NVMe)已显示出其全部潜力,而新技术(例如QLC NAND)已经有了良好的开端。

3D NAND可以显示64层的所有内容


2018年是主要NAND闪存制造商批量生产64层或更多层3D NAND的第一年。 由Intel / Micron和Toshiba / SanDisk / Western Digital联合生产的64层3D TLC在与三星内存的竞争中表现出色,这首次使主要供应商的机会均等。

英特尔和美光科技是继三星之后推出第二款3D NAND的公司,但是它们的第一代32层处理器显然速度较慢,尽管足以进行批量生产,但显然还没有准备好挑战三星的V-NAND。 但是第二代不仅使层数增加了一倍:速度和能源效率也大大提高。

同时,东芝和Western Digital / SanDisk并未发布基于第一代3D NAND的产品,而第二代则作为利基产品发布。 但是第三代64层BiCS 3D NAND已经为战斗做好了准备。 SK Hynix试图通过层数(现在有72层)来超越市场的其余部分,但这还不够,除了自己的型号外, 他们的 NAND很少用于SSD中。 在存储卡,USB记忆棒和智能手机中更容易找到。

由于生产活跃和竞争激烈,NAND价格于2018年开始下跌。 尽管制造商计划减慢产量或停止扩张,但预计它们将在2019年初进一步下降。 SSD控制器制造商提供的所有现代现成驱动方案都是针对3D NAND设计的,从平面NAND的过渡已在所有产品领域和所有品牌中完成。

平均而言,SSD价格下降的速度比以往任何一年都快,并且在过渡到3D NAND期间由于短缺而引起的所有价格上涨已经消失了。 不带DRAM的入门级SATA SSD每120 GB的成本低至20美元,而1 TB驱动器的价格已接近100美元。 大众品牌的SATA驱动器昂贵的价格仅贵30-40%,这意味着它们在2019年的价格将达到每1 GB 10美分。 更低的价格意味着即使在QLC NAND技术被广泛采用之前,2TB SSD的消费者选择也有所增加。 到目前为止,三星才刚刚开始尝试在消费市场上出售其4 TB SSD,但在2019年情况将不得不改变。



NVMe已不再仅是三星的游戏领域


2018年,NVMe SSD消费市场大幅增长,这得益于发布了几款新控制器,这些挑战了三星在该领域的主导地位。 Western Digital推出了其首款专有控制器以及第二代WD Black及其OEM同类产品 。 从平坦的15 nm TLC过渡到64层3D TLC,WD Black带来了我们在SSd产品线中看到的所有最重大的改进。 但是,这并没有成为最大的市场冲击。 Silicon Motion和Phison放弃了新一代NVMe控制器,它们的旗舰芯片也能够挑战三星控制器。 使用现成驱动器设计的SSD品牌首次能够在这个市场上竞争,而HP EX920ADATA SX8200等驱动器是满足高端消费者需求的最佳选择。 很少有品牌无法为其提供竞争者。

新一代NVMe SSD控制器还提供了广泛的入门级NVMe SSD选项,包括使用NVMe主机内存缓冲区选件的无DRAM NVMe驱动器,可帮助避免无DRAM电路的最坏影响。 但是,入门级NVMe SSD仍然比流行的SATA SSD贵得多,高端NVMe SSD并不比普通的SSD特别昂贵,因此该细分市场没有特殊价值。 也许这部分是由于SSD市场价格下跌的速度所致:更流行的高端NVMe驱动器比入门级NVMe便宜,因此这些价格段的重叠程度要比价格更稳定。

高端消费类NVMe SSD可以提供超过3 Gb / s的一致读取速度,因此我们正在接近PCIe 3 x4速度限制。 PCIe 4.0仍远未进入消费市场,因此我们可以预计,在一年或两年的时间里,NVMe市场将与SATA市场一样不活跃。 但是,NVMe SSD在随机IO和能效方面(通常低于SATA SSD)仍有很多工作要做。

抵达QLC NAND


经过几年的chat不休,2018年,QLC NAND闪存终于进入市场。 QLC NAND在每个存储单元中存储四位,而不是TLC NAND中的三位,这大大提高了存储密度,并降低了单位存储容量的成本。 很难在一个存储单元中区分16种不同电压电平会导致记录速度和耐用性方面的严重缺陷,但并没有几年前那么糟糕:大多数QLC SSD每天可保证约0.1个磁盘记录五年[每日驱动器写入,DWPD-衡量SSD耐久性的方法; 这是在保修期内每天整个光盘的配音循环次数(大约)。 [trans。]-这是当今低成本TLC SSD的三倍。 这足以将QLC NAND用作通用驱动器,而不必尝试使用特殊软件和文件系统将其用作“一次写入,多次读取,WORM”类的驱动器。



美光5210 ION SATA SSD开始,英特尔和美光公司率先发布了QLC NAND SSD。 两家公司都在秋天使用Silicon Motion的入门级SM2263控制器发布了带有QLC NAND的定制NVMe SSD。 英特尔的第一个NVMe SSD也是QLC驱动器。 三星的第一个QLC NAND产品是消费者860 QVO SATA SSD 。 东芝和西部数据(SanDisk)尚未宣布QLC SSD的发布,并且很可能正在等待基于96层3D NAND的第二代QLC。

在专业驱动器市场中,QLC NAND的作用显而易见:杀死10K RPM硬盘驱动器,并开始与7200 RPM驱动器竞争。 在消费市场,情况更加令人困惑。 借助大型SLC缓存,NVMe QLC SSD(如Intel 660pCrucial P1)可以提供极高的速度,但有一些警告。 但是QLC在SATA SSD市场中可能会成为无DRAM TLC SSD的替代品,以寻求每GB成本为10美分的目标。

QLC NAND仍处于起步阶段,其增长将成为2019年的主要趋势之一。 到目前为止,似乎QLC NAND不会在不久的将来极大地影响TLC NAND的销售。 最有可能的是,它只会为SSD市场的增长做出贡献。 对于QLC是否值得解决其问题,仍然存在疑问,特别是因为1 GB的QLC NAND的成本实际上与TLC NAND的成本相同。



专业固态硬盘的新外形


SSD市场中的几个最大参与者都参与了有关数据中心SSD未来形式的格式大战。 由于3.3 V电源和缺乏热插拔能力,M.2 SSD实在太小且容量有限。 2.5英寸U.2 SSD可以随时更改,但很难冷却,尤其是在使用成对的卡来增加带有数十个NAND芯片的驱动器的体积时。在新的Intel Ruler和Samsung NF1产品的第一轮中。Ruler方案在EDSFF中进行了标准化,但逐渐流行 NF1尚未使用任何标准组织,并且由于M.2连接器的重用,该选项已经引起了 PCI SIG 愤怒,这与M.2的计划相冲突,但是三星已经同意一些合作伙伴正在开发NF1 SSD 或它们的外壳。

到目前为止,格式之战的结果尚不清楚,但是许多公司并未阻止它,他们正在推动其开发和实施。 这些新的外形尺寸可能永远不会出现在消费市场上,它们的早期用户将是不依赖市场趋势的大公司,并且由于数量巨大,它们能够以任何外形尺寸订购SSD。



安息吧,IM Flash技术,2006-2019年


在2018年,英特尔和美光决定终止他们长期的闪存合作伙伴关系。 IM Flash Technologies(IMFT)成立于2006年,即S​​SD开始流行后不久,并且是整个市场历史上的主要参与者之一。 IMFT是第二家在市场上推出3D NAND的NAND供应商,其3D XPoint内存的开发促使其竞争对手发布其他类型的低延迟内存,包括三星Z-NAND和后来的东芝XL-Flash。

这种分裂正在严重改变固态存储器行业的竞争格局,但不会立即发生:它将经历多个阶段。 两家公司已经将NAND闪存的生产转移到各自的工厂,但是,开发和研究仍然很普遍,并在位于Lehai,pc的IMFT办事处进行。 犹他州 在2018年初,英特尔和美光宣布将完成96层内存的生产后,将分别进行开发和研究,该内存将在2019年上市。 几个月后,宣布了3D XPoint开发部门,该部门将在2019年上半年开发第二代3D XPoint之后进行。 美光收购了英特尔在制造3D XPoint的李柴工厂的股份,因此,英特尔必须向美光购买基板,直到该公司在其实验室之一建立生产。



英特尔和美光科技的新内存设计可能采用截然不同的方式。 英特尔可能会专注于工业驱动器,他们正在制定一项战略,将产品划分为3D XPoint和QLC NAND。 英特尔可能是第一个放弃TLC的NAND制造商,但前提是它可以使3D XPoint比第一代产品便宜得多。 美光的NAND业务范围更广:它是自己生产的消费类和工业SSD的主要供应商,其NAND用于其他SSD品牌的产品以及移动,工业和嵌入式电子市场。 美光对于3D XPoint的计划仍然未知。 他们没有发布带有第一代3D XPoint的产品,从长远来看,他们可以计划将注意力转移到完全不同类型的非易失性存储器上,而其他任何人都不会。



地平线上的新竞争对手:扬子存储技术有限公司


清华中文控股拥有子公司扬子存储技术有限公司。 (YMTC)试图打入3D NAND市场。 自从她迟到以来,她的发展计划就严重落后于竞争对手,并且她需要非常快速地经历几个技术步骤才能赶上那些领先的人。 他们在2017年开发了32层3D NAND,现在正在开发64层3D NAND,该产品将于2019年上市。 之后,他们想跳96层,并在2020年立即退出128层,以赶上老玩家。 NAND和YMTC之间的主要区别是新的生产方法,该公司称为Xtacking与其将外围辅助电路放置在闪存阵列下(就像英特尔和美光公司先做的 ,然后是所有其余的计划),YMTC生产了芯片的两部分在不同的基材上。 她声称能够在一个生产步骤中将完成的外围基板和具有阵列的基板组合在一起。 她的第一个64层3D NAND是第一个技术演示。

除了这个过程可以使您制作一个小的矩阵这一事实之外,它还为YMTC提供了更多优势,使该公司能够赶上竞争对手。 通过分别制造外围设备和存储器阵列,YMTC可以分离这两种方案的开发并更快地移动。 同样,外围电路可以使用传统的逻辑工艺而不是存储器制造工艺来制造-目前,它们使用了完善的180nm廉价逻辑工艺。 YMTC计划通过每个矩阵使用多个平面来使其内存的主要功能具有非常大的IO速度。 她希望从一个矩阵达到3 Gb / s的速度,而市场上的其他厂商则刚刚开始突破1 Gb / s的标准。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN437356/


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