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第四章 固態硬碟的破壞式創新研究

第二節 固態硬碟的 SWOT 競爭分析

壞區(Bad Sector)

3. 檔案系統的管理,必須支援各種作業系統的檔案管理 系統(File System)

第二節 固態硬碟的 SWOT 競爭分析

read)、寫(File write)、刪除(File Erase),因此每次檔案存取的時間 降低至數毫秒內(ms),也增加了IOPS(I/O Operation per Second,每 秒操作頻率);在雲端環境裡,網頁伺服器、資料庫和商業交易伺服器

(database and transaction server)的使用者需高密集度的短量資料存取

(highly density of small data transaction in a period),並不需要大量的存 儲空間,反而冀望超高的IOPS來避免資料傳輸瓶頸的發生。 電源管理技術(power management),比一般硬碟節省約40%的電力。

5. 符合全方位需求

由於固態硬碟屬於非使用轉動硬盤以及碟式磁頭技術,具有超過 2000G的耐震(Anti-Shock),且半導體技術對於熱與使用環境的限制

較少。整體來說固態硬碟無任何機械馬達(mechanical rotation motor),

為純半導體製程的存儲產品,因此創造在嚴酷環境下的使用操作條件

(rugged operating environment)。

II. 固態硬碟的劣勢(Weakness)

1. 資料複寫性(P/E)隨半導體製程微縮而下降

目前快閃記憶體(NAND Flash)區分為兩種製造方式:SLC(Single Level Cell)與MLC(Multiple Level Cells),其技術差異為在單一記憶體 單位(cell)可存儲的位元數,其中快閃記憶體本身具有寫入次數的技術 限制。以25奈米製程製造的MLC快閃記憶體,以兩位元為例,每個Cell理 論可以寫入的次數為1000至2000次。因此,固態硬碟必須有非常好的控 制器技術避免此一技術的障礙與限制。若不能提供非常好的控制演算 法,則可能產生資料遺失或錯誤,甚至造成系統當機。且每當半導體製 程微縮一次,快閃記憶體的理論寫入次數就會下降(Lower endurance),

寫入時間(Program duration)會更長。這些限制將可能在不同應用下,

遭受碟式硬盤供應商的威脅,以及競爭門檻的提高。

2. 資料保密性與還原技術較差

由於固態硬碟使用快閃記憶體,而固態硬碟控制晶片廠為了增加P/

E2將資料運算過後再寫入快閃記憶體,這讓控制晶片無法有效並且完整地 將資料從存儲空間刪除。故安全的資料抹除(Secure Erase),目前還未 能取得傳統存儲產業的認可。除此之外,由於相同技術特質,固態硬碟 若遭遇毀損,用戶很難完整地將資料還原。

2 程式-清除循環(P/E 值,Program-Erase Cycle),與 SSD 使用壽命相關。

(Reliable Design)能力參差不齊,加上固態硬碟產業以及存儲產業仍未 制定一完整標準,來全面驗證產品可靠性。無法提供產品一致性的標 準,產業就無法大量快速的普及。

III. 固態硬碟的機會(Opportunity)

1. 行動運算裝置每年維持著高成長率的市場出貨量,對於輕薄省電

‧ 國

立 政 治 大 學

N a tio na

l C h engchi U ni ve rs it y

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2. 潛在的競爭技術PCM記憶體

PCM(Phase-change memory)技術PRAM 使用含一或多種氧族元素 的玻璃(Chalcogenide glass),經加熱改變它的狀態,本身將改變為成為 晶體或非晶體,並且在不同狀態下具有對應的相異電阻值。此技術主要 研發者為IBM。由於其速度可為快閃記憶體的百倍,寫入壽命可達百萬次 等級,因此被視為一種可以取代快閃記憶體的存儲技術。目前此一技術 還無法進入大容量(GB)的量產,且單位成本基近於揮發性隨機存取記 憶體(DRAM),因此技術還未能進入成熟市場,但是技術本身的理論 特性頗具優勢,而其製造特性相似於光碟片(CD/DVD),因此若未來 能將製造技術成熟化,其對於固態硬碟產業的威脅將快速提升。按照IBM 預估於2011年,本技術將可能在3~5年將試量產。

優勢 Strength 機會 Opportunities 1. 成本快速下降

硬碟產業從IBM在1952年,透過本身的需要在其聖荷西( San Jose ) 的研究實驗室,開發出第一台硬碟後,整個產業開始發生劇烈變化。在

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