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低價刺激消費需求 SSD強勢躍居主流
QLC加持 96層架構發威

【作者: 王岫晨】   2019年06月10日 星期一

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在近期,所有關於固態硬碟(SSD)的消息大多是正面且令人雀躍的,隨著時間來到2019年,價格下調和產能增加,可能都是今年SSD會持續的趨勢。目前至少有一家製造商(如WD/Sandisk)似乎正透過調整生產策略來應對價格下跌的影響,而我們也看到許多分析師預測2019年SSD價格可能下跌超過50%。但實際上,在2018年年底所看到的,SSD價格已經跌至令人印象深刻的低點。這樣的現況,讓許多消費者終於可以鐵下心將傳統硬碟永遠地從PC中一腳踢出來。


SSD價跌兩大主因

隨著SSD銷售價格來到每GB約10美分,加上儲存容量的擴大(三星新的QVO系列已經可以提供高達4TB的容量),2019年似乎是購買SSD的絕佳時機。但究竟是什麼原因推動了產能提升和價格下降?首先,市場已經開始轉向QLC NAND,這比大多數現有消費類SSD採用的TLC更便宜。QLC儘管讀寫速度比起TLC更慢、耐用性也較差,但隨著暫存記憶體和儲存單元彈性的改進,QLC通常效能應該速度夠快,且具有足夠的耐久性,以維持大多數遊戲玩家和PC用戶滿意的使用體驗。



圖一 : 市場已經開始轉向QLC NAND,這比大多數現有消費類SSD採用的TLC更便宜。
圖一 : 市場已經開始轉向QLC NAND,這比大多數現有消費類SSD採用的TLC更便宜。

價格降低的另一個原因,是採用了96層的3D NAND架構,這可以有效提高密度,同時透過將更多儲存單元堆疊在一起來降低成本。所有主要的SSD製造商都已經轉移或預計將在2019年,開始轉向採用更高容量的96層3D NAND。目前在這個市場三星領先群雄,而英特爾與美光則緊追在後。


QLC逐步取代TLC

英特爾新一代的3D XPoint相變化記憶體技術給市場留下了深刻的印象,905p就被市場認定是最快的SSD。但是,憑藉著競爭的Z-NAND技術,三星也預期將在2019年為超快速(當然也會超昂貴)的SSD市場帶來新的競爭。三星多年來一直在宣傳自家Z-NAND技術的潛力,Z-NAND技術在2018年開始應用於高階企業產品上,2019年則預計會有更多的Z-NAND SSD開始大量應用到數據中心。雖然三星可能已有動作開始在消費市場打造一個Z-NAND的商業模式,但是,將Z-NAND技術用在消費性產品上似乎還言之過早。



圖二 :  96層3D NAND架構可以有效提高密度,同時透過將更多儲存單元堆疊在一起來降低成本。
圖二 : 96層3D NAND架構可以有效提高密度,同時透過將更多儲存單元堆疊在一起來降低成本。

在2019年,非常可能看到三星下一代的NVMe M.2 SSD,它們可以進一步提升性能,而市場當然希望能有更低的價格。畢竟,雖然三星長期以來在消費性SSD市場上佔據強勢領先地位,但像MyDigital SSD這樣的新創企業,則提供越來越多引人注目的競爭產品,這些產品的速度幾乎可以達到三星最好的產品一樣快速,而價格也低得多。


我們可以期待接下來SSD的市場,容量達4TB的消費型SSD將變得普遍、QLC將逐步取代主流SSD中的TLC(無論品質好壞),而主流的SSD價格將跌至每GB低於10美分。


次世代記憶體2020年打入市場 資料中心率先採用

不論是DRAM或NAND Flash,現有的記憶體解決方案面臨製程持續微縮的物理極限,意即要持續提升性能與降低成本都更加困難。因此,Intel Optane等次世代記憶體近年來廣受討論,希望在有限度或甚至不改變現有平台架構的前提下,找到新的解決方案。TrendForce認為,次世代記憶體與現有解決方案各有優劣,最關鍵的機會點仍是在於價格。


據了解,目前包含Intel、三星與美光等記憶體廠商皆已投入次世代記憶體解決方案,如MRAM、PRAM和RRAM等。以Intel的Optane為例,是以3DxPoint為設計基礎的伺服器類產品,由於現在已經推出與市面上伺服器模組能夠完全相容的DIMM,對主機板設計廠而言,同樣的插槽可以依據整機成本的考量,自由更換伺服器記憶體模組或Optane解決方案。



圖三 : 各家廠商紛紛佈局NVMe SSD產品線。圖為WD所推出的電競版SSD。
圖三 : 各家廠商紛紛佈局NVMe SSD產品線。圖為WD所推出的電競版SSD。

然而,由於次世代記憶體尚未規模化與標準化,因此成本較高,所以廠商目前幾乎都鎖定在資料中心等特殊應用,尤其是超大規模資料中心擁有相對高程度的客製化設計,可以針對不同記憶體規劃新的配置。


近年來由於智慧終端裝置的普及加上人工智慧技術逐漸成熟,使得大部分應用服務皆藉由伺服器來進行統合,尤其是需要倚賴龐大數據進行運算與訓練的應用服務。此外,伴隨著虛擬化平台及雲儲存技術發展,伺服器需求與日俱增,也帶動超大規模資料中心(hyperscale datacenter)的成長。根據TrendForce調查顯示,全球超大規模資料中心的建置數量於2025年預計將達1,070座,2016年至2025年CAGR達13.7%。


低價刺激消費需求

SSD價格在2018年下降,平均價格接近每GB 0.15美元。一些500G容量的SSD的價格甚至低於60美元。降價也推動了玩家對SSD的需求。全球SSD出貨量高達2.05億,與2017年相比增長31%,其中消費級SSD出貨量達到1.76億。價格下降也刺激了市場需求增加,因此傳統硬碟的比重也將進一步減少。96層3D NAND和QLC技術的普及,是SSD價格下降的重要原因,也會對部分PC和NB的硬碟選擇產生了影響。雖然製造商試圖透減少投資預算來維持最大的企業利潤,但技術創新所帶來的影響不會在短時間內改變。SSD價格在2019年勢必還持續低迷。


在3D NAND記憶體架構中,64層TLC一直是穩定的產品。而SSD降價的關鍵,是96層和QLC技術的普及以及儲存容量的釋放。96層堆疊技術目前處於加速發展階段,其中以東芝、Western Digital 和三星等廠商的技術領先,而英特爾和美光則緊隨在後。目前三星已經推出了96層3D堆疊技術的SSD產品線,而至於東芝與金士頓等廠商也都計畫在2019年推出96層的3D NAND固態硬碟。此外,為了提高儲存密度,NAND快閃記憶體製造商正積極從64層轉進開發96層QLC,並同時提高產量。預計此舉將有助SSD價格的進一步下降,並有效提升SSD的市場滲透率。


控制晶片支援 加速NVMe SSD普及速度

SSD的平均容量將在2019年增加,目前主流均落在240GB以上,而下半年則將達到480GB。特別是隨著更多QLC和96層SSD進入市場,整體價格也將繼續下調。同時,由於NB和智慧手機市場已經飽和,需求增加有限,導致NAND快閃記憶體的供應出現過剩,SSD的性價比將進一步提高,因此消費市場將可選擇速度更快的SSD,這可能使得HDD市場逐步萎縮。



圖四 : NVMe SSD現已成為各類PC儲存媒介的首選產品,其價格接近SATA SSD,並具有四倍效能。
圖四 : NVMe SSD現已成為各類PC儲存媒介的首選產品,其價格接近SATA SSD,並具有四倍效能。

近年來,使用具有SATA介面的硬碟已經成為主流,儘管PCI-e來勢洶洶,但其性價比並不高,端看消費者的接受度。NVMe SSD現已成為首選產品,其價格接近SATA SSD,並具有四倍的效能。憑藉如此高的性價比,NVMe SSD的市場比重將會逐步增高。


加速NVMe SSD的市場應用有兩大原因。首先,包括Marvell、Silicon Motion、Phison等主要廠商的SSD控制晶片完全支援PCI-e介面。更重要的是,YEESTOR、Maxio、ASolid和Silicon Integrated Systems也都加強了對PCI-e的支持,其中Phison還推出首款支援PCIe Gen4x4 NVMe SSD控制晶片,預計將加速NVMe SSD的市場應用。


值得注意的是,既有的SSD品牌,包括三星和東芝,以及希捷、金士頓、Liteon、Plextone、Transcend、A-Data等,紛紛推出了NVMe SSD產品線,新的產品策略將可有效加速NVMe SSD的產品佈局,而配合全新主機配備的標準M.2介面,NVMe SSD勢必將成為主角。


結語

總而言之,觀察2019年消費市場的硬碟發展狀況,傳統硬碟的出貨量將在今年下半年繼續萎縮,SSD則將持續提升更大的市場占有率。現階段500G SSD的價格已經接近1TB傳統HDD硬碟售價。


另一個值得關注的重點是,SSD價格下降的幅度,在很大原因取決於未來QLC的發展腳步。具體來說,雖然採用QLC的SSD相關產品已經正式量產出貨,然而其價格並不便宜,因此現階段SSD仍是以TLC為首選。QLC的觀察指標,是在價格跌至約目前的60%以下之後,方可能進一步佔有更大的市場。


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