日本硬盘协会看好SSD发展前景

硬盘驱动器（HDD——Hard Disk Drive，以下简称“硬盘”）业界团体日本HDD协会（IDEMA JAPAN）在上个季度以“竞争与并存：HDD vs. 闪存”为题召开了研讨会。该协会以每季度的“季刊研讨会”为主展开了研讨会。

数码相机用存储卡、手机用存储卡、PC用USB存储及NAND闪存使用的外部存储装置市场正在急速扩大。最近，笔记本硬盘驱动器（HDD）的替代者，以NAND闪存构成的外部存储装置SSD（Solid State Drive，简称“固态盘”）装载的机种开始增加，人们对于NAND闪存的关注非常高。存储容量的扩大以及相对应容量的价格降低仍然在继续。可以容纳300人的研讨会会场在研讨会当日座无虚席，日本HDD协会以“季刊研讨会”为主召开的研讨会参会人数是历来的在最高纪录。粗略的观看参会者，HDD和HDD制造装置以及HDD部件的厂商占据了大半。

这次的研讨会，以NAND闪存厂商、HDD厂商、SSD厂商、PC厂商的代表等从各自的立场展示了趋势和前景。这是一次非常珍贵的机会来听取不同立场的意见。

但是，研讨会的演讲内容包括报道者在内的摄影及录音都是被禁止的，演讲者仅由被许可的报道机关摄影。报告上刊载的画像，是得到了演讲者的许可刊载的。

研讨会演讲的顺序如下：

1.NAND闪存厂商代表：东芝半导体公司

2.HDD厂商代表：日立环球存储科技公司（Hitachi GST）

3.SSD厂商代表：STEC

4.PC厂商代表：NEC个人产品

东芝：NAND闪存与SSD的优势

最初的演讲者是东芝的执行主席常务兼半导体公司社长齐藤升三。

演讲题目是“东芝SSD产品及市场的扩大”。以东芝半导体为首，HDD业界有关人员解说了对NAND闪存和SSD的特征的图表。

我想很多人都知道，大型供应商东芝闪存存储卡与美国SanDisk一起，对大容量NAND闪存进行了大力发展。在二月份国际学会ISSCC中，他们发表了三种16Gbit（2GB）的NAND闪存。与2007年12月的128GB的SSD制品发表相比，SSD开发投入了更多的精力。

例如半导体事业的三个支柱，内存、系统LSI、单独半导体存储。积极发展NAND闪存制造技术的小型化，开发NAND闪存的多价值存储单元技术等。3月开始量产具体由2月的ISSCC发表的3bit/单元方式16Gbit，以及确立了4bit/单元技术。

存储事业的产品领域以大的部分来划分的话，可以分为面向存储（外部记忆）的存储卡，数字民用机器内部存储器，与RAM（面向手机）的三个领域。今后能预料到由于存储SSD的加入市场规模将急剧的扩大。作为具体例子表现为2006年～2011年的NAND闪存市场显示，以bit为单位等值年复合增长率133%（相当于1年2.33倍）急速市场发展。并且适合笔记本电脑的SSD市场，在2008年达到年复合增长率313%（相当于1年4.13倍）并会急剧地发展至2011年。

笔记本电脑的SSD装载比率宣布了将以2010年占10%，2011年占25%发展这样的预测。这是相当乐观的预测。2008年现在的笔记本电脑的SSD装载比率估计不满1%，如果相信该公司的主张，用笔记本电脑从HDD向SSD转换的势头将会持续下去。

现在的SSD重写速度，消耗功率，重量，耐冲击性比HDD更有优势。要说有多少优势的话，东芝制SSD的情况与HDD相比，重写速度具体的数值相差很少，但是消耗功率在访问时候是三分之一，空闲时候是六分之一，重量是三分之一，耐冲击性为三倍。

使用Windows Vista装载的笔记本电脑当场表演了启动时间和关机时间的差异。启动时间HDD装载机约1分30秒，SSD装载机约25秒，关机时间HDD装载机约30秒，SSD装载机是约5秒。

关于SSD和HDD的性能比较是由笠原先生的基准报告和本田先生的操作感报告为参考的，做为推荐一读。

SSD的弱点是相同存储容量的单价（GB单价）与HDD相比要贵。具体在2008年第一季度的阶段是1.8英寸HDD的约2.9倍，2.5英寸HDD的约6.4倍。现在的笔记本电脑用SSD的大部分包含着SLC（单级单元——1个存储单元保存1bit）类型的NAND闪存。作为需要把这个换成MLC（多级单元——1个存储单元保存2bit）类型把GB单价下降。譬如东芝2007年12月发表了128GB的SSD，包含着MLC（2bit/单元）类型的NAND闪存。

今后，东芝的目标是以年复合增长率40～50%的速度把GB单价下降的同时，发展SSD的大容量化。2008年现在，NAND闪存主要使用56nm技术批量生产。2008年开始了使用43nm技术的NAND闪存的批量生产。以这个芯片产品化256GB的大容量SSD。2009年将开始使用30～39nm技术（3Xnm技术）进行NAND闪存批量生产。以这个芯片产品化512GB的大容量SSD。东芝期待如果SSD的GB单价成为HDD的2倍左右，将会进一步更换PC配置。预计到2010年，GB单价的差异将是现在的2倍左右。

演讲阐述了对于MLC型NAND闪存的重写寿命少于1万次，将采用其他的办法来确保能够承受5年的使用可靠性，开发了独自控制器的LSI，减少对闪存存储单元的擦写周期的算法。控制器LSI具备NAND闪存接口与主机接口（SATA-2）控制功能，读写的数据先在外部的缓存（Cache）中保存。

控制器LSI的NAND闪存接口，是4个NAND闪存连接成并列的结构。这4个并列，是为了确保写入和读出的传送速率。但NAND闪存扇区的4KB比HDD的512B大，而4个并列以4KB×4芯片为16KB变得更加大了。打算写入512B的数据的话，本来没必要写入的存储单元变得需要写入。存储单元的擦写周期由于这个白白增加了，不利于确保重写寿命。东芝的SSD将减少这种由缓存写入时数据聚集的现象，从而控制着向NAND闪存擦写周期。

此外，不实行碎片整理及休眠，由于损耗等级限定存储单元的集中避开重写，NAND闪存的寿命将像没有尽头一样。

经过5年使用，也充分证实了NAND闪存的重写寿命有数千次。如果在把经常使用PC的用户作为例子，每天利用4TB的数据，是64GB的SSD对5年的NAND闪存的擦写周期共计成为265次，这件事是有充分的可靠性的。单纯每天写入4TB（4,096GB），一天就要书写64次，一年就要写入23,360次，5年的写入次数就是116,800次。换句话说的话，如果不是以一天10GB左右的写入，5年内，单一存储单元的平均重写次数可以容易的控制在300次之内。