混合硬盘为何突然就不火了？

虽然今天固态硬盘已达近乎人手一块的普及程度，但十年前，固态硬盘不仅容量仅够安装操作系统，NAND FLASH价格的高企也使得固态硬盘仅为高阶玩家尝鲜的“补品”。但你知道么，为了用最低成本为用户带来更好的使用体验，传统存储厂商付出了很多的努力，推出过不少亮眼但却又颇显鸡肋的产品，例如昙花一现的混合硬盘SSHD。

固态硬盘可以简单理解为NAND FLASH颗粒+机械硬盘的混合体，看起来有点类似大容量缓存的机械硬盘，但运行机制方面却完全不同。硬盘芯片采用的是DDR DRAM芯片，容量从几MB到几百MB，主要为机械硬盘提供数据缓冲的作用；而混合硬盘中的NAND FLASH颗粒容量通常为几GB到几十GB，主要是利用其高速度存取的优势来改善机械硬盘的平均存取时间，而存储的主体依然是高容量的机械硬盘部分，有点类似于Windows Vista和Windows 7中的“Ready Boost”机制。

01 混合硬盘的优势是什么？

从原理看，混合硬盘会记录某时刻读写最频繁的数据，并且将其保存在响应速度最快的NAND FLASH中，从而达到堪比固态硬盘的性能。虽然听起来简单直接，但是混合硬盘却有自己的一套的工作机制，且不受操作系统的影响。那么固态硬盘性能几何？不夸张的说可以让Word也有记事本的打开速度。系统在休眠的时候也可将内存中的数据写入NAND FLASH中，唤醒后即可瞬间进入之前的工作状态，而机械硬盘此时可能还在上电读取页面文件中。

笔者曾经就将一块2.5英寸的西部数据混合硬盘安装到微软XBOX ONE X游戏机中。该硬盘隶属高端的“黑盘”系列，采用8GB NAND FLASH+1TB 7200转的机械硬盘组合。在游戏《刺客信条：起源》的DLC《法老的诅咒》中，主角巴耶克多次从拉美西斯大帝的雕像跳下摔死后，游戏的加载时间仅需几秒即可完成，真的堪比固态硬盘。

不仅实现了性能和容量“鱼和熊掌”兼得，混合硬盘将频繁使用的数据写入NAND FLASH后还会让机械硬盘部分停转“待命”，待有新的数据读写时才会启动，这样就降低了机械硬盘的磁头的读写频率和盘片的旋转时间，提升性能的同时也使得使用寿命大为提升，并降低了耗电量。虽然价格方面混合硬盘比普通机械硬盘贵一些，但要知道十年前的TB级固态硬盘可谓天价，仅用在数据中心等领域，因此堪称是固态硬盘普及之路的重要“里程碑”

02 混合硬盘怎么就成了鸡肋？

诚然混合硬盘有诸多优势，但可谓“成也原理败也原理”，一旦遇上大量数据的持续写入，小容量的NAND FLASH容量耗尽后，机械硬盘孱弱的读写性能就会“原形毕露”，尤其是一些大容量的混合硬盘配备的是5400转的SMR“叠瓦式”机械硬盘……你懂的。因此混合硬盘不仅消费领域没有普及，企业级应用领域也没能实现对传统机械硬盘的取代。

而压垮混合硬盘这匹“骆驼”的最后一根稻草就是价格不断走低、容量不断提升的固态硬盘，不仅主流的M.2 NVMe PCIe3.0 1TB产品已抵达到500元价位，128GB容量的SATA固态硬盘更是跌破了百元大关，成为现代装机的标配，而机械硬盘则被打入NAS、监控和移动硬盘的“冷宫”，因此混合硬盘的处境更显尴尬，成为不折不扣的鸡肋产品，主流电商平台更没有售卖，想尝鲜的同学只能去万能的某宝了。

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2023年NAND发展概况：层数增加，QLC改进

对于NAND闪存存储来说，2023年可谓过山车般跌宕起伏的一年。随着周期性衰退的结束，闪存出货量先是下降，而后又快速恢复。供应开始通过扩展3D层数和QLC闪存来提高成本效益，但PLC及其他更激进的每单位高bits闪存却令人失望。

2023年伊始，一众NAND制造商因供应过剩、需求疲软而收入低迷。但随着产量削减和客户逐渐耗尽现有库存，市场需求又开始再度攀升。

NAND代工制造商通过进一步提升3D NAND层数来打造更高容量的闪存芯片，借此降低了每GB闪存生产成本。因此在2023年中，我们见证了这波从218层起步的闪存层数升级。

三月：SK海力士在会议上发表了300层以上NAND技术论文，铠侠与西部数据也拿出了自家218层NAND。五月：美光打造出232层QLC SSD。八月：SK海力士推出321层NAND，三星推出300层NAND，随后又公布430层方案。十一月：长江存储率先出货232层QLC NAND。十二月：美光推出232层工作站SSD。

美光232层NAND示意图。

各大厂商均开始单独制造NAND控制逻辑，并将其放置在芯片的底部或顶部。

标准SSD使用TLC（三层单元）闪存，但SK海力士子公司Solidigm和长江存储等厂商则专注于开发QLC（四层单元）NAND，并通过超额单元配置和更好的写入周期管理功能来补偿QLC较低的写入周期寿命。

DDN、NetApp和VAST Data等存储阵列供应商利用QLC闪存以更低的每TB成本带来更高的全闪存阵列容量，这也让SSD阵营能够更好地与磁盘驱动器阵列展开竞争。

继2022年的尝试之后，今年各大闪存厂商都没有发布关于五层单元（每单元5 bits）乃至更进一步的技术公告。这样的层数设计似乎缺乏现实意义，因为6层和7层技术需要配合低温冷却，且写入寿命和读取速度也会随之下降。

这一年中，SSD存储容量有所增长，超过了磁盘驱动器容量，其中Solidigm处于领先地位。作为SK海力士的子公司，Solidigm推出了采用QLC闪存的61.44 TB D5-P5336 SSD产品。相比之下，其他SSD厂商的最大驱动器容量也仅在30 TB上下。但无论如何，这样的容量水平也仍然领先于磁盘驱动器。截至2023年底，采用传统记录技术的磁盘驱动器容量仅为24 TB，而通过牺牲写入速度换取容量的叠瓦记录技术也不过将容量提升至28 TB（来自西部数据）。而且在2024年内，我们可能会看到来自其他厂商以及Solidigm的更多60+ TB SSD。

采用EDSFF E1.S外形设计的Solidigim D5-P5336 SSD。

EDSFF外形尺寸开始出现，但其流行程度还不足以取代经典的M.2（口香糖式）与U.2（2.5英寸托架式）外形。

此前西部数据则有意收购或兼并其NAND合资伙伴铠侠，但最终未能顺利完成。作为通过贝恩财团对铠侠进行投资的出资方，SK海力士对这项并购计划表达了强烈反对。

西部数据今年计划将其磁盘驱动器与NAND晶圆代工/SSD业务拆分开来。

来自中国的长江存储在这一年中成功克服了美国的技术出口障碍，生产出232层NAND。如果能够延续这波良好势头，那么2024年内与铠侠和西部数据一道发布300层以上NAND技术也在情理之中。目前，铠侠与西部数据的BiCS 8技术已经达到218层的水平，但三方均落后于美光、三星和SK海力士。而如果不出意外，铠侠和西部数据在2024年内应该会公布BiCS 9 NAND计划并成功突破300层大关。

混合硬盘为何突然就不火了？

01 混合硬盘的优势是什么？

02 混合硬盘怎么就成了鸡肋？

2023年NAND发展概况：层数增加，QLC改进

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