比切糕还贵 揭秘80后研制世界最快硬盘

切糕比不了 最快硬盘一块3万元

    一块切糕数百元，和切糕大小差不多的硬盘却要3万元！这究竟 是什么样的硬盘得这么贵。最近国内报道两位80后创业者研制出世界最快硬盘，高达1500MB/秒的读写速度、每秒I/0读写次数多达31万次。这样的速 度是怎样的概念呢？我们举一个例子：台式机电脑的机械硬盘读写速度100-200MB/秒、每秒的I/0读写次数无法逾越1000次。

    什么样的硬盘能有这么快的速度呢？它又是如何达到这样的惊人性能。

    切糕是古代军粮，硬盘则是现代高科技产物，价格有天壤之别理所当然。我们从照片中能看到，两位80后创业者研制的硬盘和大家见到的传统硬盘不一样，这些外观怪异的硬盘叫固态硬盘。即便如此，网友们对它们还是感到相当陌生，原来它和我们见到的家用固态硬盘还不一样。

    我们使用的普通家用固态硬盘目前发展到第三代，以三星840PRO、OCZ Vector、浦科特M5P等家用固态硬盘为翘楚，最大读写速度不过570MB/秒、每秒I/O写入次数10万次左右。两位80后研制的固态硬盘是我们家 用固态硬盘的三倍左右性能，也许固态硬盘厂商该好好考虑收纳这两位天才。

    两位80后创业者发明的固态硬盘，全名叫PCI-E原生固态硬盘，和我们平常见的固态硬盘外观不一样，它的外形和显卡颇为相像，但是两种类型固态硬盘的工作原理是相通的。

    无论是家用还是PCI-E原生固态硬盘，它们都是在一个PCB板上，布置一个主控通过算法固件控制多个闪存进行数据传输。除了外观不同，他们的接口也不一样，PCI-E原生固态硬盘是插在显卡插槽上，家用固态硬盘是插在大家常见的SATA接口。

    读写速度最快不代表技术含量最高，下面我们对硬盘的种类进行盘点，方便大家深入认识PCI-E原生固态硬盘，我们在后面还将为您分析PCI-E原生固态硬盘的开发难度、成本、性能等等。

并非固态SSD 哪种硬盘最难开发

    我们普通消费者认为速度最快的硬盘，它的技术含量可能最高。事实并非如此，在硬盘行业有两种类型的硬盘的技术含 量是仅次于CPU，它们并不是固态硬盘，而是机械硬盘。或者说，硬盘的容量远远比速度更难提高，大家只要看看SSD的容量和它所付出的成本就知道此话是否 成立。

    贵有贵的理由：

    两位80后创业者研制的PCI-E原生固态硬盘的容量为1TB，价格为3万元；家用固态硬盘的最大容量为512GB，价格为2500元；而机械硬盘的最大容量已高达4TB硬盘，价格为1280元。

    固态硬盘呈现用户越高级、速度越快、容量越大、价格越贵；机械硬盘则是用户最普遍、速度最慢、容量最大、价格最便宜。下面由笔者为大家盘点四种类型硬盘：

    注：SSD即固态硬盘的英文译名缩写。

    1、技术含量最高的硬盘－－混合硬盘

    混合硬盘以机械硬盘为盘体，结合SSD的特性，它的外观和普通笔记本硬盘几乎没有区别。如果说机械硬盘的开发难度大，那么混合硬盘的开发难度更大。它的难度之大在于如何设计算法，让机械硬盘和SSD部分有效结合，建立防错校验机制，避免数据丢失。

    关于两位80后研制最快硬盘的相关报道着重提及到算法设计，实际上无论是国际最大的硬盘厂商，还是两位80后创业者，他们不约而同把算法设计放到了最重要的位置，甚至比产品本身更重要。

    2、开发难度第二大－－机械硬盘

    在混合硬盘诞生之前，机械硬盘是开发难度最大。它基于机械结构，需要由伺服马达高速运转来驱动盘片来读写数据。它的核心部分是盘片，技术含量最高，仅次于CPU的晶圆。

    3、开发难度第三大－－PCI-E接口SSD

    PCI-E接口的SSD分为原生和桥接两类，具备超高速读写性能和异常强悍的随机读写性能，它们主要应用在企业级领域。它们由主控、闪存芯片、缓存(桥接芯片)组成。令人遗憾的是，我国无法自主生产PCI-E接口固态硬盘的主控部件。

    4、相对开发难度最小－－普通家用SSD

    结构相对要简单一些的家用SSD毫无疑问是垫底的，它和PCI-E原生SSD的工作原理相通，区别在于它采用SATA接口的主控芯片。目前国产家用SSD厂商不下5家。

    我国无法自产家用SSD的主要部件，但已经具备一定的主控研发和生产水平，难关在于主控的可靠性以及算法匹配上，前者属于硬实力难题，后者属于软实力难题。

为何两位创业者选择PCI-E SSD

    ？

    机械硬盘属于极为精密仪器，创业者难以靠拿来主义拼装；家用SSD的速度慢，无法满足企业级用户的需求，且它的利润 小难于支持起步阶段的小企业生存；PCI-E SSD具备前两者所没有的优点，PCI-E接口SSD的开发相对要简单一些，PCI-E桥接SSD实现的速度更快，为什么两位80后创业者没用采用，而是 采用PCI-E原生方案呢？

    PCI-E桥接SSD也许是真正意义的变形金刚，它实际上是由一款存储卡和2/4/8甚至16块小型固态硬盘组成的 超级磁盘阵列系列，说到这里，网友已经明白过来了，靠这么多固态硬盘组成磁盘阵列，速度能不快么！确实很快，我们测试过的两款国产2TB/1TB PCI-E桥接SSD速度都超过2500MB/秒。

    PCI-E桥接SSD有一道难过的坎，它需要具备一定规模的SSD厂商方可解决，就是它的前提得能生产小型固态硬盘，即家用SSD，它可能是SATA接口，也可能是mSATA接口。这显然不是两位80后创业者短期所能具备的客观因素。

    因此两位80后创业者选择PCI-E原生固态硬盘作为突破口。这是一个明智的选择，它适合单兵作战的创业者。他们可以通过采购主控、闪存、PCB板来研制生产PCI-E原生SSD。

    PCI-E SSD的成本构造

    这里还涉及一个成本问题。PCI-E SSD的成本主要由零部件成本、销售周期成本、售后成本三部分组成。一方面是核心部件，诸如主控、闪存占据70-80%的成本；其次是PCI-E SSD的销售周期长，需要较高的利润分摊成本；其次是维护和恢复数据的售后成本高，企业用户要求快速、等不得，这意味它们得掏更多的钱。

    我们可想而知两位80后创业者的前期资金投入也不少，但这不是它们遇到的最大难题。他们遇到的最大难度恐怕要数算法设计和架构。说起算法，广大网友也许感到陌生，算法设计写入封装主控芯片之后，它就是我们俗称的固件，英文为“Fireware”。

1.5GB/秒并非世界最快

    1.5GB/秒就世界最快？当然不是

    普通家用SSD的速度之所以慢，是因为其闪存通道数最多只有8条；而PCI-E原生SSD一般配备32条通道，它的 性能是普通家用SSD的3-4倍。另外一个重要原因，SATA接口最多支持600MB/秒的速度，而PCI-E 2.0 8X就可以支持8GB/秒的速度，PCI-E 3.0 16X可以支持高达16GB/秒的速度，它们轻易突破SATA3.0的速度限制。

    那么1500MB/秒的读写速度就能称之为世界最快？当然不是，笔者测试的两块PCI-E桥接SSD，最大读写速度就超过2700MB/秒。

    笔者经过多方网络资料查询得知，原来两位80后创业者研制的SSD分成四个系列产品，除了为客户定制的产品，还分成Q300/500/700系列，其中Q300的性能比较低，Q500注重可靠性，Q700是旗舰型产品，它的最大读写速度高达12GB/秒。

    如果以PCI-E SSD为限定范围，Q700不是世界最快也是最快之一的硬盘。下面就由笔者为大家展示PCI-E SSD的独特魅力。

    笔者测试的2TB PCI-E SSD，使用的是桥接芯片，并非原生PCI-E接口，它的架构较之PCI-E原生SSD要简单得多，它由一个存储卡加上8个mSATA SSD组成。

    CrystalDiskMark

    CrystalDiskMark是一款简单易用的硬盘性能测试软件，但测试项目非常全面，涵盖连续读写、 512K和4KB数据包随机读写性能，以及队列深度(Queue Depth)为32的情况下的4K随机性能。队列深度描述的是硬盘能够同时激活的最大IO值，队列深度越大，实际性能也会越高。

    从CrystalDiskMark测试看，2TB PCI-E SSD的持续读取速度达到1599MB/s，而持续写入速度也达到1412MB/s。虽然这个数值离1500MB/秒比较近，不过我们一般说某款的读写速 度不是以这个为标准，而是以下面的测试软件测出的数值为标称数值。

    ATTO Disk Benchmark

    ATTO Disk Benchmark是一款优秀且免费的磁盘基准测试软件，支持对稳定性/突发性传输速率进行读写测试，适用于常规硬盘、RAID、USB闪存盘、移动存储卡等产品的读写性能测试。

    2TB PCI-E SSD在ATTO DiskBench 队列深度4测试中，最大读取速度达到2565MB/秒，写入速度达到2776MB/秒。

    PCI-E接口具备得天独厚的带宽优势，只要主控的性能足够强劲，它的读写速度速度达到12GB/秒水到渠成。我们看到的诸如1500MB/秒、2700MB/秒级别的PCI-E SSD，它采用的是入门级主控，1TB的价格在2.5-3.5万元不等。

    我们根据有限的资料报道，两位80后创业者研制的1TB固态硬盘，它是由64颗16GB闪存组成，实际上这1TB并不是可以使用的容量。这1TB闪存当中有一部分被用作空白区域，主要用于垃圾回收、坏块管理以及耗损均衡等，另外还有一部分区域用于奇偶校验。

    这就是前面的两位80后创业者强调的另一个核心难题－－架构，1TB闪存如何在两部分区域进行分配是一门大学问。

算法设计高手 值得佩服和鼓励

    当我们看完全文，有网友可能已经看出名堂，这两位80后创业者的核心技术在哪里？他们所有的核心部件都是采购第三方的产品！实际上两位80后创业者遇到的问题，也是我们所有国产SSD厂商遇到的问题，直接关系到国家产业。

    SSD产业之痛

    表面上看，SSD的结构原理和优盘一样简单，但我们的优盘产业的存在问题延续至今已10年有余，一衣带水自然也影响到SSD。SSD的三大核心部件：主控、闪存、缓存，我们国家没有自主知识产权。

    一方面，闪存行业竞争激烈，更新换代频繁，对制造工艺设备要求极其苛刻，在这方面，我们国家还面临先进生产设备禁运的问题；其次我们缺乏相关的研发生产人员。所幸三星在西安建设10nm闪存工厂，有利于我国闪存产业的日后发展，培养后备研发生产人员。

    另一方面，我国的硬盘主控基本属于空白，虽然我们已具备一定的ARM处理器生产研发能力，但是存储器的主控对可靠性要求极严，手机所用的国产ARM处理器转换成硬盘存储器并非一日之功，其路漫长遥远。

    两位创业者之痛

    可见两位80后创业者的核心技术并不在硬件上，而是在于软实力－－算法设计。经过四年的锤炼，两位80后创业者已经是算法设计的高手，就这本事，两人的价值已不止2000万元人民币的投资。

    他们对SSD的执着和热情，值得我们钦佩和鼓励，而且他们选择PCI-E SSD作为突破口的方向也是正确，因为家用SSD的竞争过于激烈，利润摊薄；机械硬盘显然不是两个人之力就可以解决。

    他们面对国际和国内的SSD巨头，生存压力极大， 企业级用户对数据安全极其看重，正如他们所说：“钱不是问题，数据最重要。”几个人组建公司难于承载如此巨大的信用，它的背后必然需要一个庞大的硬件工厂来维系这种可靠的信用。

    注：我国SSD厂商均有一定的历史沉淀，其前身或为专业的存储制造商，比如优盘厂商，又或者国防院校背景，背后有一定国家和地方的支持。

    出路何在？ 

    我们国家的几家SSD厂商，其实有一家是具备一定的国防院校背景和国家扶持的。随着我国工业/军事对快速存 储的庞大需求，PCI-E SSD能有广阔的应用空间。在国家层次上，有一样东西要比数据安全更重要，它不是国外SSD厂商所为具备的。大浪淘沙，希望两位80后创业者能在日后大放 异彩，为我们国家的SSD产业做杰出贡献。