閃存卡：小肚能容的存儲(chǔ)技術(shù)

隨著海量閃存卡的應(yīng)用，超大容量閃存的推出，固態(tài)硬盤(pán)體積小、容量大、讀寫(xiě)速度快的優(yōu)勢(shì)已讓東芝、三星等生產(chǎn)廠商瞄準(zhǔn)了閃存市場(chǎng)。傳統(tǒng)硬盤(pán)的終結(jié)者是否已經(jīng)出現(xiàn)？

搜索引擎的服務(wù)器沒(méi)有硬盤(pán)會(huì)怎樣？也許我們可以“百度”一下答案。事實(shí)上，“百度”的搜索服務(wù)器現(xiàn)在就是沒(méi)有硬盤(pán)的。2008 年8 月，百度把安置在網(wǎng)通機(jī)房的搜索服務(wù)器硬盤(pán)全數(shù)拆除并搬運(yùn)一空。8 月19 日，在紛紜猜測(cè)中，百度正式宣布取硬盤(pán)而代之的是自行定制研發(fā)的海量閃存卡。此舉讓它成為全球首個(gè)使用閃存（Flash Memory）技術(shù)代替硬盤(pán)并大規(guī)模商用的因特網(wǎng)公司。

8 月份IT 界的另一大新聞，就是容量最大的閃存的推出。由東芝推出的這款32GB 閃存是由8枚32Gbit（=4GB）的嵌入式NAND 芯片（NAND和NOR 是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。NAND flash 結(jié)構(gòu)是由東芝公司在1989 年發(fā)表的。）和一個(gè)專(zhuān)用控制器組成。容量比舊的產(chǎn)品更大，而體積居然只有14×18×1.4mm 大，它將被廣泛用于手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等移動(dòng)數(shù)碼消費(fèi)產(chǎn)品。

距東芝的最大容量閃存推出不過(guò)一個(gè)月，2008年9 月，三星電子向占據(jù)了美國(guó)超過(guò)三分之一閃存卡市場(chǎng)份額的SanDisk 提出總價(jià)達(dá)58.5 億美元的收購(gòu)要約。作為對(duì)東芝在閃存行業(yè)最具威脅的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，三星策動(dòng)了公司歷史上最大規(guī)模的收購(gòu)計(jì)劃，旨在爭(zhēng)奪閃存市場(chǎng)的龍頭地位。

納米級(jí)，大刺激

“閃存價(jià)格連續(xù)下滑，再賣(mài)下去會(huì)賠錢(qián)！我現(xiàn)在改做石墨生意?！痹谏虾氖麻W存芯片銷(xiāo)售近8 年的張兵這么說(shuō)。可是，兩個(gè)月內(nèi)閃存領(lǐng)域三大動(dòng)作，似乎在暗示閃存技術(shù)的新發(fā)展也許將成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新刺激點(diǎn)。賠錢(qián)最大的閃存生產(chǎn)商SanDisk，近兩年來(lái)利潤(rùn)下滑了43%，股價(jià)也從2006 年的超過(guò)60美元跌至收購(gòu)前的不足15 美元。在SanDisk 的市值蒸發(fā)約90 億美元之后，三星電子卻發(fā)出了收購(gòu)要約。

對(duì)于三星和東芝這樣的生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，或許僅僅一個(gè)納米級(jí)的技術(shù)突破就能刺激巨大的增長(zhǎng)。即將于2008 年第4 季度開(kāi)始大量生產(chǎn)的東芝32GB 閃存就建立在43 納米半導(dǎo)體線寬開(kāi)發(fā)成功的基礎(chǔ)上。曾在英特爾從事閃存技術(shù)開(kāi)發(fā)的王先生這樣解釋?zhuān)骸按笕萘块W存意味著在單位體積里的存儲(chǔ)介質(zhì)更多、更密集。只要半導(dǎo)體線寬能做得更小，就可以造出讀寫(xiě)更快、存儲(chǔ)更大的NAND?！遍W存芯片分兩種，除了NAND，還有一種NOR 閃存芯片，主要用于存儲(chǔ)應(yīng)用程序以及操作系統(tǒng)。NAND 雖然穩(wěn)定性較弱，不過(guò)更像硬盤(pán)，它的地址線和數(shù)據(jù)線是共用的I/O 線，類(lèi)似硬盤(pán)的所有信息都通過(guò)一條硬盤(pán)線傳送一般。與NOR 相比NAND 容量大，易于集成，成本更低，通常被用于音樂(lè)播放器、數(shù)碼相機(jī)以及移動(dòng)電話(huà)?！?/p>

盡管2007 年各大閃存生產(chǎn)商的價(jià)格戰(zhàn)直接影響了各級(jí)銷(xiāo)售商的利潤(rùn)，在大家紛紛叫著賠錢(qián)時(shí)，SD 卡（用NAND 閃存制作的主要存儲(chǔ)卡）協(xié)會(huì)聯(lián)合主席雷克斯#8226; 薩比卻對(duì)未來(lái)充滿(mǎn)了樂(lè)觀和期待，他覺(jué)得2008 年有很多潛在的因素會(huì)像催化劑一樣將推動(dòng)閃存需求增長(zhǎng)。iPhone 和其他使用4GB~16GB 閃存的多媒體手機(jī)，筆記本電腦對(duì)32GB 至128GB 固態(tài)硬盤(pán)的采用以及NAND閃存芯片在大容量音樂(lè)播放器、視頻播放器、個(gè)人媒體播放器以及游戲操縱桿中的持續(xù)增長(zhǎng)的應(yīng)用都在創(chuàng)作著巨大的利潤(rùn)空間。他甚至預(yù)測(cè)：“NAND 閃存未來(lái)可能在筆記本電腦中取代硬盤(pán)?！?/p>

負(fù)責(zé)百度搜索服務(wù)器技術(shù)升級(jí)的首席科學(xué)家威廉#8226; 張則表示，閃存的讀寫(xiě)速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于硬盤(pán)，百度利用海量閃存卡替代硬盤(pán)，不僅可以極大提高百度搜索的服務(wù)能力和檢索速度，同時(shí)也大幅降低了服務(wù)器成本。

做得更小的競(jìng)賽

事實(shí)上，僅僅在NAND 型閃存發(fā)明數(shù)年之后，它的市場(chǎng)規(guī)模即超過(guò)130 億美元。它有兩種應(yīng)用形式，一是嵌入在產(chǎn)品中的閃存；二是存儲(chǔ)卡或U 盤(pán)，用于在計(jì)算機(jī)和其他數(shù)碼產(chǎn)品之間傳輸數(shù)據(jù)。

雷克斯#8226; 薩比認(rèn)為手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)是帶動(dòng)存儲(chǔ)卡市場(chǎng)快速發(fā)展的兩個(gè)最大的領(lǐng)域，目前在SD 卡的兩個(gè)最大的市場(chǎng)份額仍然是數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)，其中數(shù)碼相機(jī)占35%，手機(jī)占30%，隨著手機(jī)的迅猛發(fā)展，手機(jī)的存儲(chǔ)卡使用量會(huì)迅速超過(guò)數(shù)碼相機(jī)。而第三位使用的市場(chǎng)領(lǐng)域，雷克斯#8226; 薩比認(rèn)為可能是MP3 或GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)。

NAND 閃存芯片全球生產(chǎn)廠商只有六七家，其中東芝是NAND 閃存技術(shù)的開(kāi)拓者，而三星在這一市場(chǎng)則后來(lái)居上。兩家公司共同占據(jù)NAND 近90%的市場(chǎng)份額，三星在發(fā)展過(guò)程中成為NAND 閃存芯片的老大。三星之所以能在NAND 領(lǐng)域迅速起來(lái)也得益于此。據(jù)悉，蘋(píng)果公司在全球熱銷(xiāo)的人氣產(chǎn)品數(shù)字音樂(lè)播放機(jī)iPod 目前采用的就是三星電子公司的芯片。

隨著東芝43 納米最大容量閃存芯片的推出，東芝計(jì)劃在2009 年第1 季度前，將制程技術(shù)全數(shù)轉(zhuǎn)進(jìn)43 納米。屆時(shí)東芝將成為全球NAND 芯片制造商里成本結(jié)構(gòu)最低者，以積極應(yīng)戰(zhàn)2009 年初即將來(lái)臨的淡季潮。而現(xiàn)在其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手三星電子則停在51 納米制程止步不前。

據(jù)張兵和其他存儲(chǔ)器業(yè)者透露，東芝將全面性將制程技術(shù)轉(zhuǎn)進(jìn)到43 納米制程。預(yù)計(jì)到2009 年初，幾乎可將NAND 閃存芯片全部替換成43 納米制程，以降低成本。屆時(shí)，東芝將成為全球NAND 閃存制程技術(shù)最領(lǐng)先者，也是成本最低者。雖然這樣的成本下降動(dòng)作，不一定會(huì)增加獲利，但至少可降低虧損幅度和機(jī)率。因?yàn)橛辛?007 和2008 連續(xù)兩年的銷(xiāo)售淡季，大家早已有了在2009 年初過(guò)一個(gè)瀑布寒冬的心理準(zhǔn)備。

“閃”盤(pán)即“硬”盤(pán)

正當(dāng)百度把服務(wù)器硬盤(pán)換成海量存儲(chǔ)器的時(shí)候，谷歌也正在悄然動(dòng)作。有消息說(shuō)谷歌目前正擬將服務(wù)器換成英特爾的SSD（固態(tài)硬盤(pán)技術(shù)）硬盤(pán)，這也是一種閃存產(chǎn)品。讓谷歌采取這一做法的原因也許是日益增多的電費(fèi)開(kāi)支，將傳統(tǒng)硬盤(pán)更換成固態(tài)硬盤(pán)可以減少系統(tǒng)的電費(fèi)開(kāi)支，在數(shù)據(jù)中心里是一件非常重要的事情。

新設(shè)備將由英特爾提供，但具體的存儲(chǔ)容量并沒(méi)有提到。但各廠商都已經(jīng)意識(shí)到SSD 是一個(gè)新興具有投資潛力的市場(chǎng)，并且已經(jīng)有像谷歌這樣的公司愿意花費(fèi)大價(jià)錢(qián)投入改造。然而，目前SSD 技術(shù)在數(shù)據(jù)安全方面也是有所讓人擔(dān)心的。

曾經(jīng)在英特爾參與閃存芯片開(kāi)發(fā)的王先生告訴記者：“目前的閃存芯片要取代硬盤(pán)還要克服三個(gè)困難。首先是讀寫(xiě)壽命，普通硬盤(pán)大約可以支持幾千萬(wàn)次，閃存經(jīng)過(guò)5 萬(wàn)次就可能問(wèn)題多多。第二是容量還是不夠大，如果用目前最大的東芝32G 來(lái)湊到現(xiàn)在主流的250G 硬盤(pán)，需要8 個(gè)那樣的閃存，讓系統(tǒng)去選擇8 個(gè)中的某一個(gè)需要的時(shí)間大約是4 個(gè)邏輯門(mén)時(shí)間，這相當(dāng)于幾十個(gè)納秒，這樣的損失還是蠻大的。第三就是錯(cuò)誤率，目前最好的還是磁帶介質(zhì)，而硬盤(pán)介質(zhì)的出錯(cuò)率也很低，而NAND 在多次讀寫(xiě)之后，會(huì)越來(lái)越差，這樣的性質(zhì)尤其不適合存特別重要的數(shù)據(jù)。”

事實(shí)上，目前多數(shù)的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，固態(tài)硬盤(pán)雖有取代硬盤(pán)的趨勢(shì)，但最終占領(lǐng)市場(chǎng)的可能性卻不大，因?yàn)樯a(chǎn)固態(tài)硬盤(pán)的成本在目前看來(lái)仍然相對(duì)太過(guò)昂貴。

然而，IBM 卻做了一個(gè)十年計(jì)劃來(lái)消滅掉其自己發(fā)明的硬盤(pán)。IBM 的研究人員表示，一款代號(hào)為“Racetrack” 的產(chǎn)品，將使用比人的頭發(fā)絲細(xì)1 萬(wàn)倍的納米線來(lái)實(shí)現(xiàn)記錄和檢索數(shù)據(jù)，它的容量密度是目前硬盤(pán)技術(shù)的100 倍以上。不知道這是否也是一種閃存芯片產(chǎn)品，具體資料現(xiàn)在還未公開(kāi)。