采用PCI-e接口的SSD要进军汽车领域？

Nand-flash内存是flash内存的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand-flash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用，如嵌入式产品中包括数码相机、MP3随身听记忆卡、体积小巧的U盘等。

NAND Flash读写性能持续提升，已超越原本为机械硬盘设计的SATA接口所能提供的带宽。 为解除效能瓶颈，固态硬盘(SSD)接口朝PCI-e升级，已经是大势所趋。 然而，考虑到个别应用市场的需求，SSD控制器供货商的解决方案组合必须更加多样化。

固态硬盘的接口正在朝PCI-e世代演进，但由于各类应用对效能、价格的接受程度不同，对SSD控制器供货商而言，其解决方案的涵盖范围势必要不断扩张，才能创造出新的市场版图。

目前采用PCI-e接口的固态硬盘，大多采用四信道PCI-e接口，市场则主要集中在服务器、数据中心储存设备等对效能要求极高的应用。 但对于主流消费市场而言，四信道PCI-e所提供的效能，却远高于应用需求，且价格偏高。

降低SSD成本 双信道解决方案瞄准大众市场

由于NAND Flash读写性能持续提升，SATA接口的带宽早已无法满足固态硬盘(SSD)需求。 有鉴于此，高阶SSD产品目前均已转向PCI-e接口，至于主流和入门级SSD产品则大多仍停留在SATA接口。 不过，随着新一代低成本/低功耗控制器方案问世，2017年将可望看到更多主流和入门级SSD进入PCI-e世代。

群联创新技术研发事业群资深经理许江汉(图1)表示，主流/入门级SSD产品从SATA接口升级到PCI-e接口的趋势，从2016年就已经启动，2017年则将在新一代低成本、高性价比SSD控制器方案的加持下更进一步发酵。 环顾市场上几家主要的控制器供货商，包含群联在内，都已经备妥新款控制器芯片，准备抢食这波改朝换代商机。

图1 群联创新技术研发事业群资深经理许江汉指出，2017年将会看到更多

锁定主流市场的SSD转向PCI-e接口。

目前支持PCI-e接口的SSD应用控制器，大多支持四信道PCI-e Gen3，传输带宽接近32Gbit/s，远远超过SATA 3.0的6Gbit/s。 而在实际的连续读写、随机读写IOPS性能方面，业界各家产品的性能水平则可大致整理如表1。

从表1的数据可以看出，不管是用哪一家控制器业者所做出的SSD，其性能与SATA接口相比，都高出好几个档次。 然而，在实际应用上，真的需要这么大带宽的消费型应用场景其实不多。 以2,700MB/s这个传输速率为例，在消费型的应用情境中，大概只有传输高分辨率影音档案能明显感受到差异性，但消费者应该不会经常搬移影片这类大型档案。

也因为只有经常存取大型档案的用户能从这么大的带宽中明显受益，目前采用PCI-e接口的SSD主要锁定企业级市场或数据中心应用，一般消费型SSD即便有PCI-e产品，也是以营销宣传或展示品牌实力为主，真正的销售主力还是SATA机种。

许江汉进一步分析，PCI-e具备高带宽与架构容易拓展的优势，但随着信道数增加，印刷电路板上的布线复杂度跟耗电量也会上升。 因此，在主流和入门级SSD上采用四信道控制器方案，未必是最有效益的选择。 不过，随着NAND Flash的读写效能不断改善，SATA带宽不足终究是个必须面对的问题。 因此，考虑到应用需求、生产良率、耗电量等各种因素后，双信道PCI-e将是比四信道PCI-e更适合主流SSD的方案。

事实上，所有SSD控制器厂商，都已经看到这个趋势，并备妥支持双信道PCI-e的解决方案。 以群联为例，日前该公司便发表了PS5008-E8控制器芯片，要以更低成本、更省电的特性来抢攻超轻薄笔记本电脑、二合一装置(2-in-1)等PC相关市场。 同时许江汉也预期，到了2017年下半，支持双信道PCI-e的SSD价格，和现有SATA SSD硬盘的价差将非常有限，相信消费者跟PC OEM厂商会有更充分的理由选择支持PCI-e接口的SSD。

ADAS需求带动 SSD迅速切入市场

整体来看，SSD应用近年来发展相当蓬勃。 除了广为人知的个人计算机/笔记本电脑、平板计算机外，很多嵌入式装置也开始采用SSD。 举例来说，网络储存设备向来是传统机械硬盘的天下，但近年来已开始有制造商推出完全采用NAND Flash来储存数据的网络储存设备，主打中小企业及数据中心市场。 虽然其平均价格仍高于传统产品，但性能却远远甩开采用传统硬盘的储存系统。

许江汉认为，对SSD产业链而言，这类新产品是一个值得观察的领域。 虽然其市场规模目前还很小，但却有一定的发展潜力。 整体来说，包含这类新型网络储存设备在内，数据中心相关领域的需求规模，占整体SSD出货约不到10%。 这类SSD都是以高速传输、高性能作为主要卖点。

除了数据中心外，采用PCI-e接口的SSD还有另一个正在萌芽中的新应用市场：汽车应用。

汽车内部电子化程度持续提升，对业界来说已经不是新闻，而电子化的结果，会连带使得数据储存的需求出现。 举例来说，车载信息娱乐系统(Infortainment System)就会需要内建一定容量的储存空间，以便存放影片、音乐或应用程序这类数字内容。

不过，在先进驾驶辅助系统(ADAS)这个概念逐渐落实后，汽车内的数据储存需求将出现另一个新的发展方向：储存传感器所产生的数据。 许江汉分析，随着汽车搭载的传感器数量越来越多，其所产生的数据也会跟着爆炸性成长，因此，很多车厂跟Tier 1业者，已经开始思考，要如何储存、处理这些庞大的数据。

由ADAS所产生的储存需求，跟信息娱乐系统的需求有很大的不同。 这类数据都需要实时处理，因此储存装置本身必须具备很高的性能，不能成为系统效能的瓶颈。 因此，采用PCI-e接口的SSD，顺理成章地成为客户考虑采用的解决方案。

工业用SSD缓步进入PCI-e世代

至于工业自动化领域，对SSD的需求则一直存在，并且正在缓慢地朝PCI-e世代演进。

事实上，早在PC等消费类应用崛起之前，工业市场对SSD的需求就已经存在。 在工业领域，有部分设备所处的环境，对机械硬盘来说太过严苛，因此设备制造商早就转向SSD。 不过，在这个市场上，传输速度跟储存容量不是设备制造商最主要的考虑，而是储存设备的可靠度，因此工业市场上除了SATA之外，甚至还有很多PATA SSD产品的需求。

不过，近年来，随着工业计算机逐渐汰旧换新，为了与新平台搭配，PCI-e SSD的需求也已经开始慢慢出现。 但许江汉认为，由于工业计算机是个产品生命周期很长的产品，目前使用中的工业计算机，还是有很多只支持PATA跟SATA的机种，加上产品验证过程漫长，因此PCI-e SSD在工业领域的渗透速度，会比较缓慢些。