PCIe或將成未來SSD主流接口
發布時間:2012-11-08 來源:電子元件技術網 責任編輯:Hedyxing
導讀:對於SSD來說,除了主控芯片,不同的傳輸接口也決定了SSD的最終性能。目前市場上有四大傳輸接口,SATA3.0、USB3.0、雷電接口以及PCIe接口,分析各方麵原因,PCIe或成未來SSD主流接口。
不同的市場對SSD的需求也有所區別:最低的需求是消費級市場,要求速度夠快,性價比高,同時保證數據的穩定性;其次就是工業級市場,要求能夠保證高低溫差下的可靠性;更高要求的是企業級市場,這個市場一般要求高帶寬、高速度,每秒讀寫速度達到1Gb以上,一般采用PCIE接口比較多;最(zui)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)是(shi)汽(qi)車(che)和(he)軍(jun)工(gong)市(shi)場(chang),其(qi)中(zhong)汽(qi)車(che)點(dian)火(huo)的(de)瞬(shun)間(jian),電(dian)流(liu)非(fei)常(chang)大(da),要(yao)防(fang)浪(lang)湧(yong)衝(chong)擊(ji)。此(ci)外(wai)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)還(hai)有(you)很(hen)多(duo)規(gui)範(fan),各(ge)種(zhong)入(ru)廠(chang)認(ren)證(zheng)是(shi)最(zui)難(nan)做(zuo)的(de),測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)也(ye)非(fei)常(chang)複(fu)雜(za)。軍(jun)工(gong)的(de)要(yao)求(qiu)與(yu)工(gong)業(ye)級(ji)市(shi)場(chang)差(cha)不(bu)多(duo),但(dan)是(shi)會(hui)增(zeng)加(jia)一(yi)些(xie)功(gong)能(neng)。比(bi)如(ru)快(kuai)速(su)安(an)全(quan)刪(shan)除(chu),在(zai)幾(ji)秒(miao)鍾(zhong)內(nei)刪(shan)除(chu)所(suo)有(you)數(shu)據(ju),同(tong)時(shi)數(shu)據(ju)刪(shan)除(chu)後(hou)不(bu)能(neng)恢(hui)複(fu)。
隨著Flash芯片價格的大幅度下降,以及主控IC技術的進一步提升,固態硬盤(SSD)正在日益取代傳統的HDD硬盤。此前,固態硬盤主要應用於軍工領域以及工業企業,隨著成本的下降、技術的成熟,固態硬盤逐漸開始向個人用戶普及。2012年,蘋果MacBook Pro以及超級本(Ultrabook)熱賣推動了SSD的進一步普及,越來越多的消費者開始認識到SSD的優點。
在此領域中,目前主要有三大解決方案。第一:三星的SSD整體解決方案,即主控+緩存+PCB+存儲芯片;第二:Intel的主控解決方案,Intel自主研發的主控解決方案;第三:台灣JMicron的主控方案,因其成本低廉,是目前山寨SSD的首選方案。
四大傳輸接口盤點,PCIe或成最終趨勢
除了主控芯片,不同的傳輸接口也決定了SSD的最終性能。支持SATA接口或USB接口的目前市麵上主流的SATA芯片廠商包括SandForce、Jmicron、Toshiba、Marvell、SMI、Indilinx等,而瑞薩電子(與NEC合並)、德州儀器、祥碩、威盛等廠商則是目前主流的USB3.0芯片廠商。隨著SSD傳輸速度的進一步提升,傳統的SATA2與USB2.0接口正在逐漸被SATA3.0接口與USB 3.0接口所取代。其中USB3.0高速接口技術最大傳輸帶寬高達5.0Gb/s,也就是625MB/s,並向下兼容USB2.0接口。SATA 3.0則提高到了6Gbit/s,同時向下兼容SATA2接口。目前INTEL和AMD都已推出了原生的USB3.0芯片,而瑞薩電子(NEC),以及德州儀器、祥碩、威盛等廠商均推出了各自的USB3.0橋接芯片組。這裏的原生是指CPU主動支持,而非原生則是由南橋的芯片提供支持。
作為傳輸接口,SATA3.0與USB3.0各有優勢。SATA3.0傳輸速度更高,根據DRAM eXchange日前進行的一項主流SSD評測,目前SATA3.0理論傳輸速率最高上限為600MB每秒。USB3.0的速度相比SATA3.0稍(shao)微(wei)低(di)一(yi)點(dian),但(dan)是(shi)在(zai)所(suo)有(you)接(jie)口(kou)中(zhong)體(ti)積(ji)是(shi)最(zui)小(xiao)的(de),因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)做(zuo)得(de)非(fei)常(chang)薄(bo)。既(ji)可(ke)以(yi)做(zuo)成(cheng)名(ming)片(pian)大(da)小(xiao)的(de)移(yi)動(dong)硬(ying)盤(pan),也(ye)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)內(nei)置(zhi)硬(ying)盤(pan)使(shi)用(yong)。知(zhi)名(ming)硬(ying)盤(pan)廠(chang)商(shang)Renice日前就推出了其USB 3.0芯片U3127,不過Renice並不是主流的USB 3.0芯片廠商,其目的並不是賣主控,而是為他們的產品和大客戶服務。
據了解,Renice針對USB3.0芯片做了很多新的功能和創新:一種是空間加密,在硬盤中選出一部分空間來做加密,用任何的工具和(he)掃(sao)描(miao)方(fang)式(shi)都(dou)找(zhao)不(bu)到(dao),通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)熱(re)鍵(jian)和(he)密(mi)碼(ma)輸(shu)入(ru)才(cai)會(hui)顯(xian)示(shi)。另(ling)一(yi)種(zhong)是(shi)把(ba)數(shu)據(ju)在(zai)硬(ying)盤(pan)中(zhong)做(zuo)成(cheng)虛(xu)擬(ni)光(guang)盤(pan)形(xing)式(shi),可(ke)以(yi)讀(du)取(qu),不(bu)能(neng)刪(shan)除(chu)。此(ci)外(wai),還(hai)在(zai)原(yuan)生(sheng)的(de)功(gong)能(neng)基(ji)礎(chu)上(shang)增(zeng)加(jia)了(le)斷(duan)電(dian)保(bao)護(hu)的(de)功(gong)能(neng),支(zhi)持(chi)熱(re)插(cha)拔(ba)。
SATA μSSD市場需求不大
不過也有不少人認為SATA3.0是一個過渡性的接口。2011年,SATA國際組織宣布發表SATA-Express以及SATA μSSD標準,其中SATA-Express和雷電接口的速度都已超過了6Gb。其中的μSSD實際上是一個主控+Nandflash晶圓封裝在了一起,這款產品將使用新的引腳,使產品能做成BGA封裝形式的單個芯片。μSSD標準使用統一的引腳,第一次統一了接口。SATA μSSD標準產品最大的好處是,對比現有的固態硬盤不需要傳統意義上的“接口”進而能做到體積更小,更輕薄,是適合移動設備的嵌入式存儲解決方案。著名閃存設備廠商SanDisk日前就發布了SATA μSSD標準iSSD產品。
目前來看,μSSD現在市場需求還不大,而且價格也比較高,比普通的SSD要貴1.5倍左右。另外最大的問題是沒有辦法替換,如果壞掉的話進行更換是非常困難的一件事情。此外,從製造成本角度來考慮,μSSD雖然省錢,但是它必須占據大量的資金來做庫存,需要承擔一定的風險。比如隻需要3000個μSSD,但是至少要預定10萬個才會生產。相對來說,2.5寸標準的SSD就不存在這種風險,因為芯片都是標準件,用多少就可以采購多少,所以成本就可以做得很低。
雷電接口成本過高
相比前麵幾種接口,2011年Intel發布的“Thunderbolt”雷電接口技術則更關注大容量視頻傳輸,並整合HDMI接口。針對超極本,英特爾提供了兩個不同的雷電(Thunderbolt)控製器解決方案,即DSL3310和DSL3510。其中DSL3310是一個12x12mm的芯片,提供了兩個通道PCIExpress帶寬,功耗2.1W;DSL3510提供4個PCIExpress通道帶寬,功耗2.8W。DSL3510也支持菊環連接設備,因此它成本更低,體積更小,更省電。除此之外,英特爾還有一款DSL2210芯片,代號PortRidge,它是成本最低的雷電解決方案。它不支持菊花鏈和傳輸DisplayPort信號,但它仍然提供了兩個通道PCI Express帶寬。
單從技術參數上來看,Thunderbolt幾乎是USB 3.0速度的2倍。同時作為一項超高速度連接技術,Thunderbolt支持PCIE數據傳輸以及Display Port顯示技術,可以同時對數據和高清視頻信號進行傳輸,並且每條通道都提供雙向10Gbps帶寬(這是非常大的優勢)。Thunderbolt是Intel希望進軍高速傳輸領域的一大嚐試,不過目前支持的廠商不多,除了蘋果在Macbook Pro上已支持外,未來的超極本上相信也將逐漸普及。
PCIe接口或成未來趨勢
相對來說,未來更可能的趨勢是PCIe接口,把SSD做到筆記本或平板電腦中,直接采用PCIE 3.0的接口。PCI Express (PCIe) 最近積極朝低功耗領域擴展,預計明年起將Ultrabook 、平板電腦(tablets)和智能手機都納入目標市場。這種強化的互連技術據稱能讓移動裝置在連接到高性能外圍,如 60GHz 無線網絡控製器和固態硬盤(SSD)時,降低兩倍到四倍的功耗。作為PC和 服務器的I/O骨幹技術,PCI特別任務小組(PCI Special Interest Group)希望今年底前能通過針對PCIe 3.0 底層軟件的新版規範。該程序代碼將執行在由 MIPI 聯盟(MIPI Alliance)定義的M-PHY實體層芯片上,為移動裝置提供全新接口。
最新的PCIE 3.0規範已將數據傳輸率提升到8GHz,並保持了對PCIE 2.x/1.x的向下兼容。雖然現在PCIE的要求比較高,價格也很貴,目前主要是Intel Ivybridge芯片組中提供原生支持,但未來如果有其它廠商單獨做成芯片後成本就會降低。PhotoFast就發布了一款采用PCIe X8接口的SSD,命名為G-Monster-PCIe。這款SSD具有256GB、512GB、以及1TB三種容量規格,采用PCIe X8接口,內部具備了RAID 0控製芯片,並板載緩存,其讀寫速度分別高達驚人的750MB/s和700MB/s。
宇瞻(Apacer)也推出類似的解決方案,差異之處是透過外接PCIE來處理,產品名稱為PHFD(PCIe Hybrid Flash Drive),可以把接上的PCIE SSD當成硬盤的快速存取,常用的數據或程序會留在SSD,係統就會優先讀SSD裏的東西,進而加速係統速度。
總的來說,接口的不斷升級隻為提升設備的傳輸速度 ,帶來更好的用戶體驗。
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