电路设计愈限缩　SSD表现效能愈下降

电路设计愈限缩　SSD表现效能愈下降

经济学似乎不是当今唯一一门对未来唱衰的学问。研究固态硬碟(SSD)的人士近来发现，随着SSD的电路面积愈来愈限缩，SSD的效能在未来也会大打折扣。

根据PCWorld报导，一些与会者在第10届Usenix Conference on File and Storage Technologies上所提出的一份报告中提到，随着NAND Flash的密度提升，读写延迟(read/write latency)或资料损坏出现的频率也会增加；换句话说，当SSD上的密度愈来愈大，每一gigabyte所花费的成本虽然相对减少，但SSD其他方面的表现却是每下愈况。

过去6年多来，内建于SSD与PCIe介面快闪记忆卡内的NAND Flash，已从72制程进步到25制程，让相同数目里的记忆体颗粒能存入更多资料。NAND Flash能将电子(electrons)锁在量子井(quantum wells)内。然随着电路面积缩小，量子井也跟着缩水，而能锁住资料的电子数量也就跟着减少，这也是为何上述研究人员预测NAND Flash所能保存与所能读取之资料将愈来愈少的原因。

加州大学圣地牙哥分校的研究生Laura Grupp、该校的非挥发系统研究室(Non-Volatile Systems Laboratory)主任Steven Swanson、微软研究院(Microsoft Research)成员之一的John Davis，测试了45种不同的NAND Flash晶片、大小遍及72~25nm制程、且来自6间不同厂商后，得出上述结论。

上述团队并推断，当NAND Flash发展路径图在2024年如到达6.5制程，届时读写延迟时间将会是现今MLC快闪记忆体的1~2倍、现今TLC快闪记忆体的2.5倍。快闪记忆体都会经历资料被删、被移、新资料被写入等之抹写过程(P/E cycle)。

近日硬碟控制器里的韧体大都将资料平均分摊，以延长硬碟寿命，但大致来说，NAND Flash仍有抹写次数限制。SLC快闪记忆体的最高抹写次数有5万~10万次、MLC快闪记忆体的最高抹写次数有5,000~1万次、TLC快闪记忆体的最高抹写次数则有500~1,000次。