内忧外患知天命：2006年硬盘技术综述

2.5英寸：与闪存共存，还是靠边站？

微硬盘（1.8英寸及以下）不太可能与大容量闪存在同一设备中“精诚合作”，但2.5英寸硬盘可以。现在常规设计（9.5mm厚/双盘片）的2.5英寸硬盘容量已达到200GB，即使打个对折也有100GB，主流笔记本电脑需要这个级别的容量，而闪存尚不能以绝大多数人可以接受的价格提供。因此近几年2.5英寸硬盘不会与闪存有直接的冲突，反而是共存的趋势在2006年变得非常明了。

目前来看，2.5英寸硬盘与闪存共存于笔记本电脑中，互相配合发挥更佳效能的方式有两种。第一种就是将闪存芯片直接装到硬盘驱动器的电路板（PCB）上，成为PCBA的一个组件，形成被微软称为ReadyDrive的混装闪存（Hybrid）硬盘。混装闪存硬盘技术得到了微软的大力支持，三星、日立和希捷都是该项目的合作伙伴。闪存和硬盘技术兼具的三星一马当先，2005年4月便展示了原型机，但第一个正式发布混装闪存硬盘产品的却是希捷（Momentus 5400 PSD），然后三星才在其SpinPoint M80S的基础上推出了MH80S，日立则计划在2007年出货的新型2.5英寸硬盘中将混装闪存作为可选配置。

混装闪存硬盘工作原理

微软对混装闪存硬盘上闪存容量的要求是“至少64MB”，建议最好128MB或更高，最大支持2TB，不过具体用多少还是取决于硬盘厂商的设计。Momentus 5400 PSD配有256MB闪存，而目前硬盘上的SDRAM最大容量仅16MB，闪存的加入不仅使Cache容量猛增好几倍，而且其非易失的特性还带来了一系列的优点：

• 降低能耗——这是混装闪存硬盘最主要的诉求，例如PSD即取“Power-Saving Drive”之意。如果要读取的数据可以在闪存中找到，或者将待写入的数据先放在闪存中，都可以减少盘片旋转时间和磁头移动次数，从而节省电能，延长电池寿命。
• 更快地启动与恢复——通常笔记本电脑加电时，硬盘驱动器的盘片必须在启动开始之前旋转起来，而直接从闪存Cache中加载启动所需的数据则消除了这个长达数秒的延迟。虽然对于Vista等大型操作系统来说，256MB也不一定能容纳启动所需的全部数据，但却足以把等待盘片旋转起来的时间充分利用，缩短启动时间；而通过在系统休眠之前将频繁访问的数据写入闪存Cache，混装闪存硬盘从休眠中恢复的操作也比传统硬盘更为迅速。
• 更高的可靠性——盘片加电旋转时间减少，寻道次数下降，都有助于延长驱动器的寿命，降低发生磁头-盘片碰撞和错误的几率，提高MTBF。

若要充分发挥混装闪存硬盘的长处，必须取得操作系统的配合。Vista具有优化读取数据Cache的先进内存管理（Advanced memory management）功能，并且自Beta 2往后的版本便可以针对混装闪存硬盘上的闪存定义数据LBA，进而能够在启动及恢复操作过程中加以利用。如果使用Windows XP，则基本上只是将闪存当作大容量的Cache，从中获得较为单纯的性能提升。

另一种方式是英特尔（Intel）在2005年秋季IDF上发布的“Robson”闪存加速技术，提供的NAND型闪存容量可达数GB，完全能够承载操作系统和常用的应用程序，以使PC开机、执行、休眠、唤醒更快，因此不仅对强调节省能耗的笔记本电脑颇具吸引力，也可待速度进一步提高后用于台式PC。如果此技术真能在两三年后成为主流技术，硬盘在PC中将有沦为第三梯队（前两者依次为SDRAM和NAND型闪存）的危险，变成纯粹的数据存放区或不太常用程序的辅助安装区。

英特尔认为用于笔记本电脑的闪存加速技术有望在未来2～3年内得到普及

英特尔提出Robson技术显然也与其自身利益密切相关——这家半导体巨人在NAND型闪存市场的野心路人皆知。从目前公布的Robson架构来看，NAND型闪存将通过PCI Express（PCIe）总线连接，支持板载和用于笔记本电脑的PCI Express扩展卡（MiniCard）的实现形式。目前看来受到Robson技术威胁最大的还是用于笔记本电脑的2.5英寸及1.8英寸硬盘，因为倘若仅靠闪存即可完成操作系统的装载，笔记本电脑便没有内置硬盘的必要了，可以一概采用外置、允许热插拔的方式——不知道英特尔当初主导开发SATA和eSATA时是否已有此构想，但那至少不是硬盘厂商们的初衷。

混装闪存硬盘的核心思想仍然是“硬盘必不可少”，闪存的角色更具辅助性。混装闪存硬盘的优点是能够将所配置的闪存与硬盘统一寻址，形成连续的使用空间，并兼具Cache的功用；缺点在于集成方案灵活性稍欠，且可采用的闪存容量受成本限制较大。不过，操作系统支持是目前混装闪存硬盘的一个优势，Robson技术则还需要与微软ReadyBoost和ReadyDrive技术相接口的英特尔驱动程序（Robson Driver），以实现与硬盘驱动程序及操作系统的互操作。

不难看出，虽然都是“与硬盘共存”，但在Robson技术中闪存的地位较高，更倾向于取代硬盘，而不是为其打下手。英特尔宣称，笔记本电脑生产商可以自行决定是否在2007年上半年推出的第四代迅驰Santa Rosa系统中加入Robson技术，届时我们或许能对未来的走向有更为清晰的认识。