咱們今天就以一款比較少見的新型SATA 固態(tài)硬盤——4TB的三星870 EVO（圖1）和同品牌、同時(shí)期的M.2固態(tài)硬盤三星980 PRO為例，來了解一下這個(gè)問題的答案吧。作為SATA 接口的固態(tài)硬盤，三星870 EVO的可用空間比M.2固態(tài)硬盤大得多，從外觀上看，大家應(yīng)該就覺得它能到4TB也不奇怪，多塞點(diǎn)顆粒進(jìn)去就好了唄?？蓪?shí)際呢？

打開外殼后會(huì)發(fā)現(xiàn)它并沒有采用“擠滿”整個(gè)空間的PCB，PCB板上也沒有“擠滿”閃存芯片（圖2，圖3）?？刂菩酒?、緩存芯片加4顆閃存芯片，其實(shí)連小巧的M.2固態(tài)硬盤980 PRO也完全可以裝得下（雙面）（圖4）。為什么它不充分利用空間，用更多的顆粒來換取更大容量呢？

首先是成本問題，現(xiàn)在的芯片生產(chǎn)工藝可以把存儲(chǔ)硅片一層層地堆疊起來，也就是很多廠商宣稱的所謂“xx層”閃存芯片，目前已經(jīng)發(fā)展到了100多層堆疊（圖5）。多層堆疊當(dāng)然對芯片的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提出了更高要求，不過在技術(shù)發(fā)展下，芯片堆疊生產(chǎn)的成本越來越低，相對于使用更多結(jié)構(gòu)簡單的小容量芯片，它可以節(jié)約顆粒封裝等芯片生產(chǎn)成本、P C B面積等固態(tài)硬盤生產(chǎn)成本。所以目前在同樣容量下，基于多層堆疊芯片的固態(tài)硬盤已經(jīng)比使用更多的小容量閃存芯片總成本更低，廠商當(dāng)然更歡迎。

其次是主控芯片的限制，要靠增加閃存芯片數(shù)量湊出幾TB、甚至十幾TB的固態(tài)硬盤其實(shí)并不難，比如商用大容量PCIe固態(tài)硬盤就是如此（圖6）。但這不僅需要足夠的空間，對主控芯片的能力要求也更高，因?yàn)槟壳暗拈W存顆粒內(nèi)部已經(jīng)是類似RAID的多通道架構(gòu)，更多的閃存芯片通道數(shù)量也會(huì)倍增，要想控制這么多數(shù)據(jù)流，主控芯片的能力需要成倍提升，成本、功耗、發(fā)熱量都太高了，可以看出商用大容量固態(tài)硬盤的主控芯片非常大，也必須使用散熱片。

而且百TB級別的商用固態(tài)硬盤使用和消費(fèi)級固態(tài)硬盤完全不同的接口，PCIe ×8/×16插槽足夠的外部帶寬讓主控芯片付出的代價(jià)完全值得?？上M(fèi)級硬盤的最高外部帶寬僅有PCIe ×4的水平，適合塞進(jìn)更多顆粒的SATA型固態(tài)硬盤帶寬更低，而大量的閃存芯片并行存取時(shí)速度是非常高的，這時(shí)候主控芯片的主要任務(wù)成了“降速”（圖7），根本是吃力不討好，廠商當(dāng)然也不會(huì)這樣設(shè)計(jì)了。

從這些情況看，在目前的技術(shù)水平下，其實(shí)SATA固態(tài)硬盤的容量不會(huì)有明顯優(yōu)勢。而隨著技術(shù)的進(jìn)步，緊湊的M.2固態(tài)硬盤成本還更低一些。所以目前高速PCIe3.0（3000MB/s及更高）M.2固態(tài)硬盤已經(jīng)與同容量的SATA固態(tài)硬盤持平，中速PCIe3.0（2000MB/s～3000MB/s）M.2固態(tài)硬盤則成了很多品牌容量價(jià)格比最高的產(chǎn)品（圖8）。

總體來說，在消費(fèi)級領(lǐng)域，近期固態(tài)硬盤的發(fā)展只會(huì)是容量速度的同步提升，這也是近期主流消費(fèi)級固態(tài)硬盤的容量穩(wěn)定在了4TB，僅有極少量8TB型號的原因。更大容量的固態(tài)硬盤可能得等待未來的NVMe 2.0解決問題，從目前的信息看，它應(yīng)該會(huì)提供類似SATA的連線接口，而速度比目前的NVMe M.2接口更高，這樣尺寸類似目前SATA固態(tài)硬盤的產(chǎn)品可以容納更多的顆粒，高速接口也更適合更多的顆粒、數(shù)據(jù)并行傳輸。