转——SSD的30年发展史

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转——SSD的30年发展史

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[size=15.2015px]在我们今天看来，SSD是个新鲜事物，但是从事这个行业的前辈们却已经摸爬滚打了将近38年，从大学一毕业就干到了退休。庆幸的是他们中年轻的人在退休后看到了SSD的繁荣。所有重大的技术革新都是这样，需要长期的技术积累，很多人默默的投入，最终改变我们的生活。从当年的蒸汽机、发电机到后来的集成电路、互联网，以及未来的量子计算机、人工可控核聚变发电，无一不是如此。

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[size=15.2015px]早在1976年就出现了第一款使用RAM的SSD，1983年Psion公司的计算器使用了Flash存储卡，1991年SanDisk推出了20MB的Flash SSD。经过了许多人三十多年的努力，SSD终于改变了我们的生活。让我们来回顾一下SSD的屌丝逆袭之路。

1. 昂贵的RAM SSD时代
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[size=15.2015px]我们都知道芯片巨头Intel现在最赚钱的产品是CPU，但是在七十年代，Intel最赚钱的产品是RAM，就是我们电脑内存条里面的芯片。当RAM刚被发明的时候，就有一些脑子灵活的人开始用很多RAM组装成容量很大的硬盘卖。

[size=15.2015px]据史料记载，1976年，Dataram公司开始出售叫做Bulk Core的SSD，容量是2MB（在当时很大了），使用了8块大电路板，每个板子有18个256K的RAM（细心的读者肯定在想2MB是怎么算出来的，其实很简单，好好想想吧，想明白了告诉楼主O(∩_∩)O哈哈~）。这款SSD是个大块头，来张图吧：

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[size=15.2015px]RAM的优点是可以随机寻址，就是每次可以只读一个Byte的数据，速度很快，缺点也很明显，掉电数据就没了，价格还巨贵。注定是土豪的玩具，不能进入寻常百姓家。

[size=15.2015px]在以后的20多年时间里，TMS（Texas Memory Systems），EMC，DEC等玩家不断推出各种RAM SSD，在这个小众的市场里自娱自乐。最主要的玩家是TMS。

' U8 O/ k1 X& n8 O" a5 o2. 机械硬盘（HDD）称霸世界

[size=15.2015px]当SSD还在富豪的俱乐部里被把玩的时候，HDD却异军突起，迅速普及到全世界。HDD本来也很昂贵，而且容量小，但是1988年费尔和格林贝格尔发现了巨磁阻效应，这个革命性的技术，使得HDD容量变得很大，在各大企业的推广下，进入千家万户。他们俩也因此获得了2007年诺贝尔物理学奖。

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[size=15.2015px]2013年全球卖出了5.7亿块HDD，市场为320亿美金。HDD已经过了最鼎盛的时代，每年的销量在不断下降。

3. Flash——源于华人科学家的发明
! `# E1 B9 ?  @2 [* E1967年，贝尔实验室的韩裔科学家姜大元和华裔科学家施敏一起发明了浮栅晶体管（Floating Gate Transistor），这个是现在SSD的基础NAND Flash的技术来源。学过MOS管的童鞋肯定对下图很熟悉，相比MOSFET就多了个floating gate，悬浮在中间，所以叫浮栅。它被高阻抗的材料包裹，和上下绝缘，能够保存电荷，而电荷是通过量子隧道效应进入到浮栅。

) c* x; @7 n$ J" O0 P施敏1936年生于南京，毕业于台湾大学，在斯坦福大学获得博士学位，是著名的物理学家，现在台湾的交通大学任教。期待SSD的普及能让他获得诺贝尔奖。来张大师年轻时的玉照：
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# U- ^5 p8 i, \7 A$ t" I4. Flash SSD异军突起
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[size=15.2015px]90年代末，终于有一些厂商开始尝试使用Flash制造SSD，进行艰难的市场探索。1997年，Altec Computer Systeme推出了一款并行SCSI Flash SSD，接着1999年BiTMICRO推出了18GB的Flash SSD，从此，Flash SSD逐渐取代RAM SSD，成为了SSD市场的主流。Flash的特点是掉电后数据还在，真的像我们认为的硬盘了。

[size=15.2015px]新技术的应用是如此之快，引起了科技巨头的关注。2002年比尔盖茨就预见到了SSD的普及，他保守地说，有一种叫做SSD的东东，未来三四年内将会成为某些平板电脑的硬盘。可惜的是微软没有做成功过平板电脑。

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[size=15.2015px]从2003年开始，现代SSD的时代终于到来，SSD开始成为存储行业的一个热词，固态硬盘的概念开始为许多人知晓。

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[size=15.2015px]2005年5月，三星电子宣布进入SSD市场，是第一家进入这个市场的科技巨头。也是第一家我们今天耳熟能详的SSD厂商。

5. 2006年，SSD进入笔记本

[size=15.2015px]2006年，NextCom制造的笔记本开始使用SSD。三星推出了32GB的SSD，认为2007年，SSD市场容量为13亿美金，2010年将达到45亿美金。9月，三星推出了PRAM SSD，另一种SSD技术，采用了PRAM作为载体，三星希望能取代NOR Flash。

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[size=15.2015px]11月，微软的Windows Vista来到了市场上，是第一款支持SSD特殊功能的PC操作系统。

6. 2007，革命之年

[size=15.2015px]这一年，Mtron和Memoright公司开发了2.5寸和3.5寸的Flash SSD，读写带宽和随机IOPS性能终于达到了最快的企业级HDD水平，同时Flash SSD开始在某些领域替代原来的RAM SSD。硬盘大战的序幕从此拉开。

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[size=15.2015px]2月份，Mtron推出的PATA SSD写速度80MB/s，但是仅仅8个月后，Memoright的PATA和SATA SSD成为了速度最快的：100MB/s的读写速度。

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[size=15.2015px]企业级市场玩家Violin Memory和Texas Memory Systems也推出了大型SSD。TMS的RamSan-500容量2TB，DDR RAM作为Cache，Flash作为存储。随机读IOPS 100K，随机写10K，顺序读写带宽达到了惊人的2GB/s！来看看这个大家伙：

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[size=15.2015px]Flash厂商Sandisk，Micron也推出了一系列的SATA SSD，Toshiba也宣布要做SSD。年底的时候，市场上有60家SSD OEM厂商。

7. 2008年，速度大战爆发

[size=15.2015px]这一年SSD厂商迅速达到了100家，就是说一年内新冒出了40家新的玩家。这一年使用的Flash还是SLC，容量小，价格高，但是挡不住大家的热情，IOPS不断地被打破。

[size=15.2015px]EMC再次推出了使用SSD的网络存储系统Symmetrix DMX-4，上一次使用SSD是20年前，不过那时候是RAM SSD。三星想要收购Sandisk，悲剧的是被拒绝了，还好Sandisk的股东脑子清醒，因为现在Sandisk已经是一家市值百亿美金的巨头。Violin Memory甚至宣布他们的4TB 1010 Memory Appliance可以达到4KB 随机读带宽200K，100K随机写，支持PCIe，Fibre Channel，和以太网接口。Fusion-IO的SSD开始为HP的BladeSystem服务器提供加速功能。

[size=15.2015px]著名的OCZ公司开始进入2.5寸SSD市场。Intel开始出售X-25E 2.5寸 32GB SATA SSD，读延迟75ms，10个通道，读写带宽分别是250、170MB/s。4KB 随机读写带宽35K和3.3K。

8. 2009年，SSD的容量赶上了HDD

[size=15.2015px]PureSilicon公司的2.5寸SSD做到了1TB容量，由128片64Gb的MLC NAND组成。SSD终于在同样的空间内，实现了和HDD一样大的容量。这一点很重要，以为之前HDD厂商认为HDD的优势是容量增大很容易，盘片密度增加就可以了，成本很低，而SSD必须要内部芯片翻番才能实现容量翻倍。但是这款MLC SSD证明一个cell多存几个bit 也可以容量翻几番，但是性能却远超HDD：读写带宽240MB/s，215MB/s，读延迟小于100微秒，50K 读IOPS，10K写IOPS。HDD厂商的危机来临了。

[size=15.2015px]SSD的巨大革新惊动了很多技术大牛，Apple的早期创始人Steve Wozniak成为了Fushion-IO的首席科学家。

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[size=15.2015px]大名鼎鼎的SandForce推出了第一代SSD控制器SF-1000，是当时最快的2.5寸SATA SSD芯片：250MB/s读写带宽，30K IOPS。Intel为内部员工配备了1万台SSD笔记本。Micron的C300 SSD实现读写带宽355MB/s，215MB/s。

[size=15.2015px]在SSD的热潮中，HDD的巨头希捷也坐不住了，试验性的开始销售SSD产品。

9. 2010年，SSD市场开始繁荣

[size=15.2015px]这一年，SSD市场达到了10亿美金。

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[size=15.2015px]Fusion-IO宣布年度营收增长300%。SandForce开始使用广告词"SandForce Driven SSDs"。这一年企业级市场还是SLC，但是消费级产品开始广泛使用MLC了。

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10. 2011-2012年，上市、收购，群雄并起
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[size=15.2015px]6月Fusion-IO上市，市值18亿美金，后来一度到了40多亿美金，这家当年的明星公司没想到后来10亿美金便宜卖掉了，令人唏嘘不已，可见大家看好的SSD市场竞争异常激烈。

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[size=15.2015px]SandForce说他们的SSD控制器内置数据实时压缩功能，这使得SSD的使用寿命进一步延长，读写带宽也得到提高。因为经过压缩后，实际写入SSD内部的数据大幅度减少，这个实时压缩技术听起来简单，可是实现起来异常复杂，因为压缩之后每一个用户数据页的大小都不一样，映射表等的设计需要非常精妙。所以，至今仍然没有几家公司实现SSD内部压缩。不得不说，已经被轮番收购，最后落入希捷手中的SandForce是SSD控制器市场最成功的公司：做出了最成功的产品，技术非常精妙，市场又很成功。SF-2000系列迄今已经卖出了3500万片，3年后的今天依然大量销售。

[size=15.2015px]新的厂商不断出现，巨头的土地兼并也开始了。几个著名的控制器芯片厂商消失：2011年初，OCZ以3200万美金收购Indilinx，年底，老牌存储芯片玩家LSI 3.7亿美金收购了SandForce，2012年6月，Hynix收购了LAMD（Link A Media Devices）。

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[size=15.2015px]企业级市场也开始使用MLC。Flash阵列厂商Skyera推出了44TB的SSD，售价13.1万美金！

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[size=15.2015px]这一年的另一个重大事件是IBM收购了老牌RAM SSD厂商TMS。

11. 2013年，PCIe SSD进入消费者市场
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[size=15.2015px]台式机和笔记本觉得SATA已经不够用了，SATA是为HDD设计的接口，最大速度是6Gb/s，只能达到最高600MB/s的带宽，同时命令队列不够深，不适合SSD使用。SSD开始在协议上引发存储技术的变革。

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[size=15.2015px]同时出现了可以插在内存DIMM插槽里的SSD，容量大，速度快，掉电数据还在，就看用户怎么使用内存了。软件可得跟上啊！

[size=15.2015px]闪存阵列厂商Violin Memory纳斯达克上市，让投资人悲催的是当天股价从9美金跌倒7美金，两周后CEO Donald Basile被赶跑了。看来全闪存阵列的前景不被看好啊。

[size=15.2015px]年底，LSI被Avago 66亿美金收购。

+ O7 x5 z% S& _5 p" g: a12. 2014年，SSD软件平台重构企业级存储

[size=15.2015px]SSD大放异彩需要整个生态链的支持，因为以前的软件和协议都是为慢速HDD设计的。现在它们需要适应快速的硬盘。

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[size=15.2015px]VMware的VSAN能够支持3-8个服务器节点。SanDisk的企业级存储软件ZetaScale支持占用大量内存的应用，有了SSD后，DRAM作为Cache，SSD来存储程序数据，速度依然很快。这对有着大量数据的数据库非常有用，不用开发硬盘的接口了，数据都可以放在内存里面。

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[size=15.2015px]SanDisk 11亿美金收购Fusion-IO，希捷4.5亿美金收购Avago （LSI）的企业级SSD部门ASD和SSD控制器芯片部门FCD（SandForce）。

结语
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[size=15.2015px]SSD还在继续快速向前，随着PC销售的放缓，HDD市场在萎缩，但是未来我们将会看到消费级市场SSD的快速普及，因为价格迅速降低，256 GB已经是标配了。

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[size=15.2015px]企业级市场，SSD的生态链将会不断完善，RAID、网络、操作系统、软件等都将为SSD的使用作出修改。

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