【Lynn寫點週報】科技趨勢─NAND Flash固態硬碟價格崩盤, QLC革新 SSD硬碟市場

儲存空間的市場看起來如此美好。但劇本急轉直下,今年 SSD價格突然崩盤,過去要價新臺幣 2,000元的 128GB的固態硬碟,現在價格跌落到 1,000元以下,是市場競爭太激烈還是技術革新?
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Photo Credit: Intel
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這幾年隨著網路發展,資料儲存的市場需求也跟著爆增,特別是消費者體驗到 SSD的快速與方便性,讓市場對固態硬碟的需求大幅增加。其中 2017年更是 SSD價格飆漲的一年,當時市場大量缺貨,筆電品牌廠因為高漲的硬碟成本叫苦連天,使得 NAND Flash成為去年投資市場最熱門的關鍵詞──美光、三星以及 Intel這些領導廠商從中獲利頗豐。

其中原因之一免不了需求面的增長,網路時代產生了大量的檔案,包含照片、應用程式、音樂、資料庫等等不同形式的數據,隨著資料量的快速複製與累積。硬碟的技術必須以驚人的速度發展,才得以滿足人們對儲存空間日益高漲的需求。

尤其是資料中心,市場規模以每年10%以上的速度成長,搭配大眾生活逐漸數位化的趨勢下,個人的照片、檔案及資訊,需要更大的儲存空間來容納,從中衍生出龐大的商機。

為了因應以倍數成長的消費者與企業需求,雲端基礎建設的公司,像是 Google、 Facebook、 Amazon等持續興建或是升級資料中心來服務更廣大的客戶及消費者,帶動今年資料中心供應商的營收創歷年新高。

回歸到消費級的儲存空間方案,雖然傳統的機械式硬碟(Hard Disk Drive, HDD)已經可以儲存大量的資料,但讀取速度太慢,對於消費者來說體驗不是太好。相較之下,讀取速度快好幾倍的固態硬碟(Solid State Drive, SSD)成為了較佳的解決方案。

2018年 SSD已經大量運用在筆記型電腦和個人電腦的儲存設備,有著超越傳統機械式硬碟幾十倍的速度,能夠達到資料的快速讀取及寫入。但 SSD在價格上仍然與機械式硬碟有著不小的差距,資料救援技術也不夠成熟,短時間內無法在所有應用中取代機械式硬碟,像是講求穩定性的企業級儲存市場。

以上敘述讓儲存空間的市場一切看起來如此美好,各家廠商紛紛擴廠,製造更多硬碟因應剛性需求──但今年的劇本不如分析師預想般順利,情勢急轉直下, SSD價格突然崩盤,過去要價新臺幣 2,000元的 128GB的固態硬碟,現在價格跌落到 1,000元以下,廠商幾乎以低於一半的價格在販售,市場上每一家通路都在特價,是市場競爭太激烈還是技術革新呢? 本週 Lynn就帶大家一起探討固態硬碟市場在 2018年發生的巨大變化。

1. 什麼是固態硬碟 SSD(Solid State Drive, SSD)?

接續先前的記憶體科普文章「DRAM、NAND Flash 最近貴到炸,你還搞不懂記憶體的差異嗎?」我們了解到什麼是記憶體(RAM)與儲存空間(ROM)的差異,其中ROM又稱為「非揮發性記憶體(NON-VOLATILE)」,也就是硬碟,特性是不供電的情況下也能儲存資料。

用最粗糙的分法,儲存資料用的硬碟可以分為「機械式硬碟」與「固態硬碟」。

Sources: Internet

機械式硬碟中有馬達、讀寫臂等零件,讀取頭在平整的磁性表面儲存和檢索資訊,HDD的讀寫速度慢、功耗高,對震動又相當敏感;但優點是容量大又便宜,即使是 3TB (1TB=1,024 GB),入門款只需要不到新臺幣兩千元的價格,雖然讀取速度慢了點,但單純用來儲存資料已經十分足夠。

另一個選擇是固態硬碟(Solid State Drive, SSD),由快閃記憶體作為永久性記憶體所組成,兼具高讀寫速度及耐震優勢,最大的差異是開機速度:使用 HDD的電腦需要數十秒進行開機,SSD只需要數秒,大大提升電腦的速度及方便性,現在 SSD已經成為個人電腦和筆記型電腦的主流儲存設備。

但 SSD成本昂貴,不像 HDD以 TB來計算。以個人電腦來說,單位多以 128GB、 256GB為主流,價格落在新台幣一千元至三千元的區間。 雖然SSD也有 1TB以上的產品,但是需要花費萬元以上才有辦法購得── SSD整體的單位儲存成本是 HDD的數倍以上。

此外, SSD也有資料難以救援的缺點,因為資料儲存在快閃記憶體中,一旦記憶體顆粒損毀,以現有的技術便難以挽救,不像傳統硬碟還能透過資料恢復技術還原資料。

當你在光華商場之類的地方選購電腦時,店員通常會建議選購 HDD+SSD的組合,用意是將開機等需要快速讀取的檔案儲存在 SSD上、其餘資料則放置在傳統 HDD上。電腦在開運作時會優先讀取 SSD中的開機與檢測檔案,等到需要撈大量的資料才使用 HDD。如此一來,消費者能以較低的成本同時享受到大容量與良好的開機體驗。

但混合硬碟的使用體驗還是比不上整機使用 SSD,許多電腦品牌廠商仍在尋求大容量 SSD的解決方案──今年 SSD的價格會崩跌,以及新品容量突然暴增的原因是市場迎來下一波儲存市場的技術革新:四階儲存單元快閃記憶體技術(Quad-Level Cell Technology)的量產。

2. 四階儲存單元的快閃記憶體技術(Quad-Level Cell Technology)

大部分固態硬碟的儲存介質是一種快閃記憶體,又稱 NAND-Flash,原理是將資料(也就是 0與1)儲存在由浮閘電晶體(Floating Gate, FG)組成的記憶單元陣列內,由於 FG在電氣上是受絕緣層獨立的,所以進入的電子會被困在裡面。

一般的條件下,電荷即使經過多年都不會逸散,達成記憶體不供電也能儲存資料的目的,成為取代傳統硬碟的一種儲存方式。

然而快閃記憶體缺點是固態硬碟在長時間運作過程中,絕緣層會受到多次擦寫,隨著時間會逐漸變薄,很可能會出現漏電,甚至是損毀,也是為何 SSD普遍被認為壽命不長的原因。

Sources: Micron

在資料儲存上,通過對快閃記憶體內最小的物理儲存單元的電位劃分不同的階數,可以在一個儲存單元記憶體存放一至四個位元數,依據每個單元(Cell)可儲存的位元(Bit)數量,可分為 SLC、 MLC、 TLC及最新的 QLC。

在單階儲存單元(Single-level cell, SLC)裝置中,每個單元只儲存 1位元的資訊。而多階儲存單元(Multi-level cell, MLC)裝置則透過控制多種電荷值讓每個單元可以儲存 1位元以上的資料。

現在市面上最普遍的是 TLC(Trinary-Level Cell),每一個單元可以儲存達 3 Bit的容量(3bit/cell),所以有八種不同的電壓狀態。相較於 SLC(只能儲存 1 Bit)及 MLC(只能儲存 2 Bit),在相同體積下能儲存更多的資料,因此容量更大、成本更低──單一個單元可以儲存 SLC三倍的資料量, TLC時代也象徵 SSD正式走向普及化。

然而 TLC有八種不同的電壓狀態,運作上需要更大的電壓,讀取與控制上更加複雜,讀取速度不免較慢、物理上較容易產生漏電與損毀,擦寫壽命也就更短、需要的功耗更高。

也因為上述的缺點,TLC SSD剛推出時被詬病為壽命短的次級 SSD產品,但隨著廠商透過設計新的演算法、堆疊結構及多通道架構下,已經達到與 MLC相當的性能,擦寫次數約可達 1,000至 1,500次。

以此類推, QLC(Quad-Level Cell)顧名思義就是將每個單位的儲存單位拉到 4個位元(4 bit/cell),電壓狀態也增加到了 16種。相較於 TLC,可以多儲存 33%的資料,達到成本更低、容量更大的目標。

但相對的, QLC的可靠性、壽命及功耗表現一定會比 TLC差,不過有廠商宣稱 QLC技術可以達到約 1,000次的擦寫次數,加上提供五年保固,應該足以應付消費者平日的需求,而且價格低廉,足以吸引更多筆記型電腦品牌廠及個人電腦買家採用。

3. QLC衝擊現有的消費級儲存市場,大廠持續以價格戰消滅小廠

先不論 QLC的可靠性疑慮, QLC的出現讓 SSD的成本進一步降低,自從 Intel從今年八月推出第一款消費級 QLC intel 660P,接下來三星(Samsung)、美光(Micron)、威騰電子(WD)與東芝(Toshiba)也各自推出自家的 QLC SSD產品。容量最高可達單顆 4TB的儲存量,已經逼近HDD的單顆儲存容量,象徵大容量低成本的 SSD時代已經來臨。

Sources: Micron

但這也代表:沒有能力作出 QLC的中小型廠商將被大廠以 QLC的低價持續血洗。以往主打低價高性價比的儲存小廠,即使毛利壓得再低也無法抵抗 QLC的低成本優勢,消費者無法分辨其中的技術差異時,一定會選擇低價的大廠 QLC SSD,小廠如果沒有跟上這一波 QLC技術革新,將被淹沒在價格血戰之中。

QLC技術約莫在今年五月陸續傳出領導廠商成功量產的消息,較為敏感的廠商在今年年中便陸續降價出清庫存的中小型容量 SSD,試圖降低 QLC於年底推出的衝擊。

因此消費者才會發覺,架上的 SSD從 2017年那高不可攀的價格,迅速跳水至可以輕易負擔的價格,廠商對折再打折,盡一切能力銷售庫存。如果是投資 SSD相關公司股票的投資者,也會發現品牌廠的股價從年中開始委靡不振── 暗示SSD市場將從2017年的藍海市場變成2019年的紅海市場。

另一方面,由於成本下降, 2019年的筆電的 SSD搭載率應該會全面提升,中低價機種會是第一批受惠者,中高階大容量的機型價格也可能得到進一步的壓低。

QLC SSD的現有應用除了標準較低的消費市場外,不久後也將擴張至企業與資料中心市場,現有的 SSD由於壽命及可靠性疑慮、資料損毀便難以救援的缺點,資料中心不使用 SSD在儲存重要資料,而是用於資料運算、媒體檔案傳輸、串流等等的超高速儲存應用。

QLC SSD在今年 11月由各家大廠陸續發布新品,雖然市面上的SSD價格已經不斷破底,QLC SSD在通路上或許還不顯眼,但在 2019年可能掀起全面性的儲存空間價格戰。

目前 QLC的可靠性以及壽命還沒經過實際使用驗證,如果有考慮嘗試大容量 QLC SSD的讀者不要忘了定期備份自己的資料,但我們或許能開始期待公司配發的筆電從慢得要命的 HDD正式升級為 SSD了。


Google 開創雲端運算新時代,Industry Summit Recap 線上研討會聚焦製造、零售業加速轉型

一場疫情,讓許多行業意識到「數位轉型,不轉不行」的危機,尤其是轉型腳步相對緩慢的製造業、零售流通業,在疫情當下更是受創嚴重的兩大業態。Google Cloud將在 9 月 29 日、9 月 30 日舉辦 Industry Summit Recap 線上研討會,主題多元豐富而且不用出門、不必花錢,究竟議程有多吸引人?
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數位轉型成為近年各產業最夯的關鍵詞,尤其 COVID-19 疫情爆發後,工廠缺工、缺料造成產線大亂,無法掌握上下游供應鏈的數據,對生產排程更是致命一擊。另一現象則是消費力從實體門市往電商跑,網路買了東西卻遲遲收不到貨,零售商能否即時掌握商品流、物流、金流的資訊,也是零售業受疫情衝擊之下,順利存活下去的關鍵。

一場疫情,讓許多行業意識到「數位轉型,不轉不行」的危機。不過數位轉型的命題如此大,加上不同產業的運作模式各有特色,因此在轉型方案的選擇、轉型方向的調度,也將呈現差異化策略。

例如,根據勤業眾信Deloitte於2020年底發布的《台灣智慧製造關鍵能力調查》,發現光是在製造業本身,轉型的腳步就有落差,半導體與電腦電子屬於轉型領先者,化學製品製造業的數位化投資相對落後。

為了加速產業邁向雲端轉型,善用數位科技的力量幫助自身企業不斷創新,Google Cloud 特別舉辦為期兩天的Industry Summit Recap 線上研討會。精選製造業、零售流通業當中最熱門的轉型主題,協助企業找到雲端轉型的密鑰,在後疫情時代享受最新的雲端解決方案。

Google Cloud Industry Summit Recap 線上研討會報名連結

製造業鎖定 9月 29 日,邁向工業 4.0 就該把生產數據全都拋上雲

工業 4.0 概念提出好多年,但你的企業是否還停留在 3.0 甚至 2.0 的階段?行業內的專家一定都知道,在工廠內安裝感測設備,透過即時掌握生產數據,進而彈性調整產線、優化製造流程、提高設備稼動率、降低人力成本,是邁向智慧製造的第一步。

導入自動化設備、架設全廠 IoT 環境、落實遠端監控之後的下一步呢?把生產資訊拋上雲端,甚至進一步運用 AI 技術,回過頭來調整生產流程,這部分將是許多製造業者亟需關注的轉型環節。

Google Cloud Industry Summit Recap 在 9 月 29 日,專注探討製造業該如何透過雲端解決方案,協助工廠設備運作更有效率、更為流暢。相關議題包含如下:

● 解密製造業上雲

● 雲端技術打造未來製造業

● 利用分析和人工智能實現製造業數位轉型

● 在 Google Cloud 上運行 SAP

● 借助 Anthos 實現工業 4.0 轉型

● Google 如何賦能智能製造

上述議題除了有華麗的 Google Cloud 講師陣容之外,更重要的是,本次線上研討會邀請製造行業的代表企業,藉由他們的最佳實踐經驗,分享親自走過的雲端轉型心路歷程,包含Askey亞旭電腦、Ennoconn樺漢科技、Footprintku富比庫 、HTC宏達電、ITTS東捷資訊,多元涵蓋製造產業不同領域的轉型模式與方法。

有些業者想了解究竟生產資料這麼多,該如何把 IT 基礎設備做現代化翻新,如有這方面的煩惱可以從「解密製造業上雲」主題獲得解答;又或者有些工廠已經部署各式各樣的 IoT 設備,但不知如何把不同設備及人員網絡串聯起來,洞察數據並發揮數據的價值,那就千萬不可錯過「利用分析和人工智能實現製造業數位轉型」。

當然有些企業已經導入 SAP 的 ERP 系統,希望把營運資料、生產數據一起整合到雲端,可以從「在 Google Cloud 上運行 SAP」專題了解實際的操作方式。在「賦能智能製造」議程,Google Cloud將攜手產業電腦整合方案領導業者Ennoconn樺漢科技,共同展示Google Meet + Google Glass的應用,透過人機協作有效釋放員工雙手,進而提升工作效率展現創新。

零售流通業鎖定 9 月 30 日,運用雲端方案為供應鏈業務做好準備

講到數位轉型風潮,絕對不能不提到全球的零售行業也受到大數據、AI 影響,展開智慧零售的佈局,藉此串聯全通路的數據,以提升顧客終身價值,讓獲利模式更加多元。從疫情可以發現,零售業是高度承受市場變動的產業,而且除了銷售端,把商品送到消費者手上的最後一厘路,更需要流通業者的協助。

看準零售流通行業長期遭遇的痛點,Google Cloud Industry Summit Recap 將在 9 月30 日,分享雲端解決方案可以從哪些角度切入,協助零售流通業者培養敏捷的營運體質,快速回應是廠及顧客的需求。相關議題包含如下:

● Google Cloud 打造由資料驅動的消費者體驗與創新

● 串聯線上線下零售商機並提升客戶體驗

● 企業數據決勝零售轉型

● 雲端科技加速市場回應與服務變現

● 如何透過 API 技術連結消費者需求並改善企業運營

● 描繪您對於未來零售的想像

● 建立數位供應鏈平台

● 物流運輸效能再升級:Google Map 應用

想要打造客製化的購物體驗嗎? API(Application Programming Interface)是近年的新顯學,從「透過 API 技術連結消費者需求並改善企業運營」學習如何從系統串接API,拓展更多服務功能。優化銷售、物流效率的關鍵就在於數據的洞察,進而調整適合的商業模式,從「Google Cloud 打造由資料驅動的消費者體驗與創新」及「企業數據決勝零售轉型」將是不可錯過的主題。

因應疫情避免過多人潮群聚,Google Cloud 提供兩天豐富的知識饗宴,不用出門、不必花錢,就能學習與自己產業有關的轉型新知。現在就報名 Google Cloud Industry Summit Recap 線上研討會