ADVERTISEMENT
Intel 於 Computex 2015 展覽期間，罕見地為固態硬碟產品舉辦一場專屬活動，正如其簡報第一頁所寫道「THE FUTURE IS HERE」，用意是為了宣告固態硬碟未來發展趨勢。這場活動由 Intel 非揮發性記憶體解決方案事業群總經理 Rob Crooke 主講，大致內容是什麼不難從其單位名稱猜出來，那就是 NVMe 應用趨勢。
3D 製程世代密度倍增，儲存容量將飛速成長
活動一開始從摩爾定律輕鬆談起，1969 年誕生了 Static Ram，45 餘載之後的 2015 年，半導體製程開始進入 3D 電晶體世代。Intel 於 1992 年，推出首款商業化固態硬碟產品，當時容量不過區區 12MB。時至今日，3D 電晶體製程技術開始投入應用，Intel 預估即便是 M.2 這類無法配置太多快閃記憶體顆粒的產品，容量也將在 2017 年達到 1.2TB。
快閃記憶體在傳統 2D 製程世代，單一裸晶圓容量只發展至 128Gb（16MB），業界普遍採用的堆疊封裝技術，只能堆疊 4～8 個裸晶圓居多。進入 3D 製程世代後，不只單一裸晶圓最大容量倍增至 256Gb（32MB），理論堆疊數量更能達到 32 層之多，將能使製造成本更具優勢。這是 Intel 所認定，未來幾年內容量能夠大幅增加的依據，而且固態硬碟性能也會連帶提升。
▲ Intel 消費性產品線，PCIe 化結合 NVMe 領頭羊產品 SSD 750 系列。
固態硬碟未來發展趨勢，PCIe 化再加上 NVMe
容量增加、成本降低、售價更為親民，這是許多玩家所期待的事情，然而固態硬碟性能也要隨之數倍增加，那該如何做到呢？這倒是還用不到外星科技，其實答案在過去兩三年已經陸續浮上檯面，不外乎是訊號傳輸層 PCIe 化再加上 NVMe（Non-Volatile Memory express，非揮發性記憶體），便能輕鬆超越老朽的 SATA 6Gb/s。
固態硬碟 PCIe 化的優點，乃至於 NVMe 前世今生，我們過去已經做過多次報導，這邊就不再贅述。簡而言之，固態硬碟 PCIe 化結合 NVMe，關鍵優勢在於能夠降低訊號傳遞延遲（Lantency），包含裝置本身、固態硬碟控制器、系統軟體等層面。據稱，現行 SAS、SATA 介面固態硬碟，延遲時間約為 20μs 或以上，PCIe、NVMe 組合將能夠縮減至 10μs 以內，可使資料吞吐量連帶提升。
針對消費性市場，Intel 已經於 4 月初推出 SSD 750 系列，其創舉是訊號層介面配置為 PCIe 3.0 x4，理論可用頻寬大勝 PCIe 2.0 x4 之類競爭對手產品。其次是以 NVMe 取代 AHCI（Advanced Host Controller Interface，進階主機控制器介面），藉以縮減作業系統層與控制器之間的延遲，因而能帶來超越 2400MB/s 這高速性能。
▲ Intel 所展示 U.2 解決方案：U.2 固態硬碟、U.2 線材、U.2 轉 M.2 轉接板。
在這場活動上，Intel 揭露 PCIe 化產品未來的布局，介面卡（All In Card）與 U.2 類型裝置，將以 PCIe 3.0 x4 配置為主力。前者適合工作站、高性能電腦應用，可提供最大化容量，後者以桌上型電腦、All In One 為主，提供主流大容量。至於 M.2 是採用 PCIe 3.0 x4/x2 配置，用於筆電、變形筆電等行動裝置，以低功耗與小尺寸為導向。
換新名詞包裝上路，U.2 將進入高階電腦市場
▲ MSI 所展出 U.2 應用範例平台。
前面提到的 U.2，你可能會納悶這是什麼新介面，IT 工作者、熱血玩家對它一點也不會陌生，其實說穿了就是 Mini SAS、SFF-8639 等介面的新包裝名詞。Intel 讓它冠上 U.2 稱呼，背後用意是要將它推廣進個人電腦市場，Asus、ASRock、GIGABYTE、MSI 等幾大主機板廠，採用 X99 晶片組的旗艦平台產品皆會跟進。
如果你還記得我們先前介紹 Asus Sabertooth X99 時，曾提及有個叫做 Hyper Kit 的轉接板，就不難理解 Intel 葫蘆裡賣什麼藥。Intel 現有個人平台晶片組並未支援 SFF-8639 等規格，可想而知未來也不大可能會加入，理想的變通方式是從 M.2 與 SFF-8639，兩者同樣支援 PCIe 訊號層這點著手。
Intel 設計了 SFF-8639 轉 SFF-8643（Mini SAS）轉接板，該轉接板透過 M.2 介面與主機板連結，如此便簡單地解決掉連接器規格差異問題。官方將之稱為 U.2 轉 M.2 轉接板，必要的相對應 U.2 線材，可想而知實為 SFF-8639 轉 SFF-8643 之用。當然了，主機板韌體層也得經過修改，才能完整支援如此轉接應用，以便於將儲存裝置設為系統開機碟。
▲ 圖例裝配方式，是由於 M.2 插槽會被顯示卡等零組件擋住，搭配 M.2 轉 PCIe 轉接板，只是為了讓大家看清楚 U.2 連結方式。
不只 Haswell-E 獨享，Skylake-S 亦有機會
如前述，四大主機板廠除了特定已經推出，未來將推出的 X99 主機板，也會陸續加入 U.2 支援行列。至於夏天將推出的 Skylake-S 平台，其 100 系列晶片組除了改為內建 PCIe 3.0，通道數量依款式的不同也有所增加，據悉至多為 20 條。換言之，如 Z170、H170 要投入 U.2 支援，基於內建的 PCIe 3.0 通道還算充裕因素，不見得會難倒廠商。
現階段支援 NVMe 的消費性固態硬碟寥寥無幾，在台灣能買到的公司貨僅 Intel 自家 SSD 750 系列，Intel 如此規畫出固態硬碟未來發展走向，豈不是看的到吃不到？話不是這樣說，規範總得先上路讓廠商依循製造商品，才有得談普及的可能性。Intel 預估，SATA 與 PCIe 占有率將在 2017～2018 年越過黃金交叉點，八股的說相當值得拭目以待！
延伸閱讀：
MSI 主機板喊出支援 NVMe，簡單看懂這與通俗的 AHCI 有什麼不同
請注意！留言要自負法律責任，相關案例層出不窮，請慎重發文！