尽管我们目前正处于PCIe 4.0革命的风口浪尖，但在2019年，闪存价格已经趋于平稳，甚至有所回升，新技术的推出速度缓慢。研发的步伐仍在跟上，因此，随着我们进入2020年，我们应该开始看到在2019年设计的基础上进行许多有趣的开发。这是我们的SSD年度回顾2019。
3D NAND层和比特位向上爬行
由于64层3D NAND一代在大多数主要制造商中运行良好，导致2018年闪存价格的大幅下跌，产生了一个竞争非常激烈的市场。在2019年该降价趋势被证明是不可持续的，并且大多数制造商选择放慢其96层产品的生产步伐，而不是加深供应过剩的状况：英特尔(Intel)、美光(Micron)、海力士(SK Hynix)。这意味着今年发布的许多产品仍在使用64L NAND，而这些产品要到2020年才会达到EOL(或更晚，对于一些行动较慢的企业型号)。
第一个96层的SSD于2018年7月推出，但直到2019年96层SSD才真正投入使用。三星是第一个采用新一代3D NAND零售SSD的公司，但实际上他们在970 EVO Plus上只有92层。在大多数其他方面，他们仍然是行业的领导者，但在原始层数方面，他们明显落后了。这主要是由于三星决定不使用字符串堆栈进行3D NAND制造的决定，因此他们的92L NAND的制造过程比竞争对手96L NAND更少。
另一方面，SK Hynix已经开始使用其128L 3D NAND采样固态硬盘，并将在2020年消费电子展上公布零售型号。从历史上看，他们一直试图在层数上超过市场上的其他公司，但更多的是为了弥补3D NAND密度上的其他缺陷。今年，他们终于开始看到3D NAND用于SSD而非移动存储方面取得了更大的成功，但主要是使用自己的SSD型号，而不是在与其他SSD供应商的设计上取得胜利。展望未来，英特尔有望会在2020年率先采用144L QLC NAND进行层计数。
随着NAND形势的缓慢发展，每单元4位QLC NAND闪存已经无法进一步进入固态硬盘市场。对于入门级NVMe驱动器来说，它仍然是一个有吸引力的选择，但是TLC NAND仍然是主流和高端驱动器的默认选择。
这并没有阻止闪存制造商探索进一步增加密度的方法，从而超过QLC NAND允许的范围。制造商已经开始公开谈论他们用5位/单元(PLC) NAND进行的实验，这在技术层面上肯定是可行的，但尚不清楚它在经济上是否可行；QLC QLC NAND的所有缺点都通过在每个单元中增加第五位来放大。在今年的闪存峰会和IEDM上，东芝/Kioxia提出了将3D NAND存储单元一分为二的想法，为密度增加提供了另一种途径。
随着闪存制造商为子孙后代的未来计划，一些厂商正在重新考虑电荷陷阱与浮栅单元设计之间的权衡。平面NAND几乎都是浮栅，但随着向3D NAND的过渡，除英特尔和美光公司之外的所有公司都转向了电荷陷阱。现在，美光似乎准备放弃浮动门，而东芝/ Kioxia似乎认为将其与分离单元的几何形状结合使用可能更可取。
在企业方面，英特尔与美光在闪存和3D XPoint存储器方面的长期合作关系在2019年最终解散。美光已经收购了英特尔在IMFT的股份，两家公司目前正在分别进行研发。最近，东芝记忆体公司(Toshiba Memory)更名为Kioxia，这清楚地表明了东芝记忆体在被分拆并出售给投资者财团之后，与东芝集团的其他企业分开了。Kioxia可能很快就会以新名字上市，但尚未设定正式的上市时间表。
PCIe 4.0到达
今年冲击固态硬盘市场的最大技术进步是PCIe 4.0的问世，尽管它的影响有限。英特尔的CPU和芯片组尚不支持PCIe 4.0，所以在消费者和企业市场，使用PCIe 4.0的NVMe固态硬盘的需求仍然很低。当前只有一个支持PCIe 4.0的家用SSD控制器：Phison E16。使用该控制器的驱动器与AMD最新一代的Ryzen处理器一起发布，但是新的SSD并没有像这些CPU那样明显胜出。
Phison率先将PCIe 4.0 SSD控制器推向市场的策略是对其E12控制器设计进行最小的更改，以取代PCIe前端，并且仅通过更新的纠错对后端进行一些微调。这意味着E16无法充分利用PCIe 4.0 x4链路的额外带宽。Phison的所有竞争对手都决定多花点时间过渡到PCIe 4.0，以便他们也可以从28纳米制造工艺切换到12纳米FinFET工艺。为了使控制器在M.2 SSD的功率和热限制内达到7 + GB / s的链路容量，必须缩小该过程。
企业级SSD也无需等待英特尔就开始向PCIe 4.0迁移，但是该市场中更长的产品周期意味着PCIe 4.0企业级SSD的广泛可用性要到2020年晚些时候才能实现。
NVMe成为主流
PC原始设备制造商最终决定，他们已经准备好放弃大部分硬盘驱动器和SATA接口。SATA固态硬盘的市场不会很快消失，但是NVMe SSD逐渐取代了PC（以及明年的主机）主存储的标准。尽管在零售SSD市场中，高端控制器仍然占主导地位，这有助于对具有较少通道或没有DRAM缓存的入门级NVMe控制器产生大量需求。
由于NVMe的大规模采用是在PCIe 4.0过渡开始的同时进行的，因此这会对产品路线图产生一些有趣的影响。PCIe 3.0 x4或PCIe 4.0 x2链路的约3.5GB/s容量对于大多数高端消费SSD来说仍然足够。然而，在英特尔的平台上缺乏对PCIe 4.0的支持，这意味着即使是低端的NVMe SSD控制器也开始支持PCIe 4.0的四通道，这样它们就不会在英特尔系统上运行PCIe 3.0 x2了。英特尔采用PCIe 4.0后，我们可能会看到入门级NVMe市场回落到两条PCIe通道以降低功耗和成本。同时，我们还没有完全看到新的PCIe 3.0 SSD进入市场，但是从现在开始一年后，大多数控制器将支持PCIe 4.0。
在零售SSD市场，NVMe在2018年已经相当受欢迎，除了PCIe 4.0的推出，对于消费者来说并没有太大的改变。这一年以一系列本质上是控制器重新发布的产品开始：使用与2018年型号相同的硬件但更新了固件的新产品，例如WD Black SN750和一些使用Silicon Motion SM2262EN控制器的产品。三星的970 EVO Plus在切换到92L TLC的同时，重新使用了与原970 EVO相同的控制器，并于当年晚些时候开始将现有的Phison和Silicon Motion控制器与96L NAND配对。这导致了第一个4TB消费M.2 SSD的发布：使用Phison E12控制器的Sabrent Rocket。
今年还看到了NVMe规范1.4版的发布。新材料几乎完全由新的可选功能组成，因此在驱动器的规格表中看到版本1.4而不是版本1.3通常不会产生实际影响。大多数新功能仅与服务器或嵌入式用例相关，因此大多数家用SSD不会实现任何新的可选功能。
外形尺寸迁移开始
转向NVMe导致了SSD外形尺寸的试验和创新。在2018年，Intel Ruler概念在企业和数据中心小型规格（EDSFF）系列标准下产生了多种规格。现在，EDSFF已经在现实世界中得到了采用，对选项进行了一些调整，并且不同的产品领域开始围绕特定的变体融合。与原始Intel Ruler最相似的E1.L（EDSFF 1U Long）外形尺寸最适合使用超大容量驱动器的专用存储盒。事实证明，较短的E1.S外形是最受欢迎的EDSFF变体，并且两种不同的散热器设计已经标准化，散热器更厚的目的是允许EDSFF插槽容纳比普通SSD消耗更多功率的计算加速器。
在客户端/消费者方面，M.2仍然占据主导地位，但是PC OEM厂商有一种趋势，即更短的卡长度（例如M.2 2230）而不是零售SSD的标准M.2 2280。无DRAM NVMe控制器和单封装BGA SSD以及高密度3D NAND极大地降低了1TB的PCB面积要求和较小的容量，这些构成了客户SSD市场的大部分。高端驱动器不会放弃M.2 2280，但是许多超极本和平板电脑不需要那种存储，而较小的SSD尺寸使OEM厂商在布置系统内部组件时更具灵活性。
东芝/ Kioxia还提出了一种新的小型外形，旨在作为BGA SSD的可替代替代品，并且比最小的最小可移动M.2卡尺寸要小。他们的XFMEXPRESS提议可能会在嵌入式系统，平板电脑和其他便携式设备中占据一席之地。
Optane和3D XPoint几乎停滞不前
英特尔基于3D XPoint内存的Optane产品今年进展甚微。在消费市场，唯一的新产品是OEM-only Optane Memory H10，它基本上将两个现有的产品合并到一块板上，在这个过程中添加了新的限制性的平台兼容性要求。英特尔计划但推迟的Optane存储器M15和Optane SSD 810P产品本来是第一个PCIe 3.0 x4选项在M.2 2280的形式最终被取消，所以在PCIe 3.0 x2 Optane M.2驱动器和Optane 900P/905P之间仍然有很大的差距。随着硬盘驱动器逐渐从个人电脑中消失，英特尔很难将Optane作为缓存解决方案出售。
Optane DIMM（品牌为Optane DC永久存储器）确实进入了服务器市场，并最终以Cascade Lake进入了高端工作站，最初的目标是在Purley平台上与Skylake-SP处理器一起发布。英特尔的公开路线图并未将Optane DIMM引入主流消费者平台，但他们计划通过服务器平台的更新来不断迭代持久性内存模块。
英特尔确实承诺到2020年将发布其第二代企业Optane SSD，但除了Alder Stream代号外，它们还没有共享太多具体信息。美光公司最终还宣布了3D XPoint产品X100 SSD。这个目标似乎甚至比英特尔的Optane SSD更高，并且可能会在单个SSD上创造许多性能记录。英特尔的Alder Stream和Micron X100都可能使用PCIe 4.0和第二代3D XPoint内存，这是英特尔和美光分拆之前共同开发的最后一代存储技术。
除了3D XPoint之外，没有新的非易失性存储技术对SSD市场产生重大影响，但是Everspin的MRAM在将其用作具有企业SSD的掉电保护电容器的DRAM缓存替代品方面取得了一些进展。
原文链接：https://www.anandtech.com/show/15269/anandtech-year-in-review-2019-solid-state-drives
