來源：內(nèi)容由半導(dǎo)體行業(yè)觀察（ID：icbank）編譯自「ANAND TECH」，謝謝。
固態(tài)存儲可能不是2020年之后最激動人心的技術(shù)領(lǐng)域，但背后有大量新技術(shù)發(fā)布，價格下降以及一項重大的企業(yè)收購交易。本文將總結(jié)2020年固態(tài)存儲發(fā)展回顧。
COVID-19對供求關(guān)系的影響
進(jìn)入2020年，大多數(shù)分析家預(yù)測NAND閃存的短缺將加劇并推高SSD的價格，尤其是在下半年。COVID-19疫情卻顛覆了這些預(yù)測。在疫情早期，任何人都猜測供應(yīng)或需求會受到更大的影響。到了今年年中，亞洲制造工廠制造了世界上大多數(shù)NAND閃存，它們能夠減小疫情的影響，而制造能力卻沒有明顯下降。
生活方式的轉(zhuǎn)變，在家工作和在線學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷π翽C的需求以及對在線服務(wù)的服務(wù)器容量的增加，但疫情對經(jīng)濟(jì)的廣泛影響在很大程度上超過了這些影響，并損害了總體需求。最終的結(jié)果是，與疫情前的預(yù)測相反，SSD需求足夠低，以致NAND閃存市場供過于求，價格也在下降。預(yù)計至少到2021年第一季度，NAND閃存價格將下降10-15％。由于SSD控制器和某些其他組件的供應(yīng)緊張，因此對SSD零售價格的影響會有所減弱，這可能會促使SSD制造商將更多的精力集中在大容量高端驅(qū)動器上，尤其是數(shù)據(jù)中心驅(qū)動器。
游戲機(jī)切換到NVMe
也許今年消費者存儲領(lǐng)域的最大轉(zhuǎn)變是完全利用固態(tài)存儲構(gòu)建的游戲機(jī)的問世。主機(jī)通常會確定游戲和游戲引擎要針對的基準(zhǔn)硬件功能。在過去的15年里，AAA級游戲的設(shè)計是基于硬盤驅(qū)動器。盡管SSD已經(jīng)在游戲PC中流行起來，但直到最近，游戲?qū)SD列為其最低系統(tǒng)要求的一部分還是不可想象的。PlayStation 5和Xbox Series X現(xiàn)在已經(jīng)將存儲性能的基準(zhǔn)從機(jī)械硬盤提升到了NVMe SSD，游戲開發(fā)者也被鼓勵利用這一額外性能。此外，主機(jī)包括各種其他硬件功能，旨在補(bǔ)充新的主機(jī)SSD。
到目前為止，主機(jī)向NVMe存儲的過渡對PC市場或PC游戲幾乎沒有影響——但主機(jī)的上市時間并不長，游戲開發(fā)者仍在學(xué)習(xí)如何適應(yīng)快速存儲帶來的新自由。這種主機(jī)存儲的轉(zhuǎn)變將在未來幾年對PC產(chǎn)生更大的影響。微軟已經(jīng)在努力將他們新的Xbox存儲APO整合到面向Windows的DirectStorage中，而且在不久的將來，大多數(shù)AAA游戲都將需要SSD。對于游戲PC來說，包含NVMe固態(tài)硬盤和單獨的GPU一樣重要。
PCIe 4.0獲得增長動力
隨著AMD Ryzen 3000處理器的首次亮相，從2019年中期開始向PCIe 4.0過渡。在此過渡的存儲方面，SSD控制器供應(yīng)商Phison憑借其E16控制器引領(lǐng)了潮流。但是在2019年和2020年的大部分時間里，PCIe4.0存儲仍然是一個細(xì)分市場，僅可在新的高端臺式機(jī)上使用，而固態(tài)硬盤僅與最佳PCIe 3驅(qū)動器相比僅提供了很小的性能提升，但價格卻高得多。
Phison的所有競爭者都決定花點時間進(jìn)行PCIe 4.0過渡。預(yù)計2020年將迎來新一波Gen4 SSD控制器浪潮，采用臺積電的12nm FinFET等更先進(jìn)的工藝，以便在合理的功率預(yù)算內(nèi)達(dá)到PCIe 4 x4接口的全部性能。COVID-19疫情也導(dǎo)致了一些延誤，而且年初在CES上預(yù)覽的許多新SSD遲到或沒有出現(xiàn)。三星和西部數(shù)據(jù)在今年下半年交付了新的內(nèi)部第4代NVMe SSD控制器，使用PhisonE18控制器的SSD于11月底上市，正好趕上了假日購物季的尾聲。Silicon Motion的入門級gen4控制器也于今年秋天上市，但是他們的高端競爭者尚不可用。沒有Marvell計劃的Gen4控制器（盡管它們的NVMe控制器幾乎已經(jīng)從消費類SSD市場中消失了），并且Innogrit的高端NVMe控制器僅在本周的ADATA Gammix S70中出現(xiàn)，該產(chǎn)品目前正在提供樣品，應(yīng)該會即將上架。
因此，盡管PCIe gen4過渡的進(jìn)度比計劃的要慢，但它仍在發(fā)生。PCIe 4.0支持終于開始滲透到移動平臺中，這將使其變得更加主流。今天可用的PCIe4.0 SSD選件明顯優(yōu)于一年前推出的第一波驅(qū)動器，并且Gen4 SSD市場開始看到足夠的競爭以控制價格。PC游戲玩家還可以選擇高端SSD，以達(dá)到或超過新游戲機(jī)的性能。
SATA下降
SATA SSD市場停滯了好幾年，很少有新的SSD型號或控制器的重大公告。大多數(shù)SSD供應(yīng)商已經(jīng)采取了悄無聲息的方式在其現(xiàn)有SATA型號中更新NAND，因此像CrucialMX500（于2017年12月推出）這樣熟悉的名稱在名義上仍然是最新的。三星推出了帶有第二代QLC NAND的870 QVO，但是當(dāng)前的EVO和PRO SATA型號仍然是860代。
今年，很明顯，SATA SSD市場不僅無聊，而且實際上正在消亡。當(dāng)PC OEM廠商終于開始從低端計算機(jī)上丟棄硬盤時，他們用NVMe SSD而不是SATA取代了它們。低端NVMe SSD有很多選擇，它們在典型的實際應(yīng)用中幾乎都超過了SATA SSD。SATA SSD的容量優(yōu)勢現(xiàn)在基本消失了：SATA和NVMe都有8TB QLC和4TB TLC選項，盡管大型NVMe SSD確實比類似容量的SATA SSD具有價格優(yōu)勢。一些主要的SSD供應(yīng)商已經(jīng)停產(chǎn)了他們的客戶端OEM SATA SSD。
由于機(jī)械硬盤驅(qū)動器在可預(yù)見的將來不會消失，因此SATA SSD可以在很長一段時間內(nèi)保持使用，但是越來越多地成為利基產(chǎn)品，而不是消費類PC上主存儲的合理選擇。我們不建議將SATA SSD用于新的PC版本，用于售后市場升級的SATA SSD數(shù)量不多，而且通常來說，SSD仍然太昂貴，無法替換用于消費者NAS和備份任務(wù)的硬盤。
QLC NAND支持8TB消費類SSD
QLC NAND閃存于2018年投放市場。每個物理存儲單元可存儲四位bit，而不是更主流的TLC NAND閃存每單元可存儲三位bit。如今，消費者QLC SSD的總體情況與首次出現(xiàn)時并沒有太大不同。與TLC相比，QLC NAND便宜一些，但會犧牲性能和寫入使用壽命。這些折衷對于入門級SSD來說是有意義的，但這并不是制造價格合理的SSD的唯一方法。具有TLC NAND的無DRAM SSD在容量高達(dá)1TB方面仍具有競爭力，特別是在使用NVMe而非SATA時。
現(xiàn)在，我們已經(jīng)進(jìn)入QLC兩到三代，但它肯定不會接管整個市場-甚至對于入門級家用SSD也是如此。除了將92層QLC替換為64層QLC的產(chǎn)品更新外，大多數(shù)行動是基于Phison E12S NVMe控制器推出新的QLC產(chǎn)品線，以及少數(shù)使用Phison E16 PCIe 4.0 NVMe控制器的產(chǎn)品。這些驅(qū)動器使用8通道控制器而不是大多數(shù)其他低端NVMe SSD所用的4通道控制器，因此提高了消費者QLC性能的門檻，而且這些控制器還幫助實現(xiàn)了多種8TB M.2 NVMe產(chǎn)品。
有跡象表明，到2021年，PC OEM廠商可能會大量采用QLC。到目前為止，他們一直對使用QLC SSD有所警惕，部分原因是它們必須作為整個系統(tǒng)保修的一部分予以涵蓋。消費類QLC SSD不再是未經(jīng)證實的新穎性，OEM現(xiàn)在可以保護(hù)QLC客戶端SSD的多個來源。PCOEM廠商采用QLC可能會使試圖避免使用QLC驅(qū)動器的消費者的筆記本電腦購買過程復(fù)雜化，但另一方面，這應(yīng)有助于完成將機(jī)械硬盤驅(qū)動器從預(yù)建PC中推出的過程。
