板子越来越空未必是缩水 从PCB布局看固态硬盘集成发展

　　PCB板越来越空(元件数量变少)不一定是坏事，就像过去电脑主板上常见的所谓防雷芯片，现在主板防雷功能都已经被集成到RJ45网络接口的组件内部。前几年还有低端主板厂商以独立防雷芯片(网络滤波器)当卖点炒作，现在玩家都已经看穿了这种把落后当先进的伎俩。

　　拆开一块当代最先进的3D闪存SATA固态硬盘，大概率看到的是寥寥几颗闪存颗粒，一颗没有DRAM缓存伴随的主控芯片。如今，无外置缓存式方案已经成为SATA固态硬盘的标准配置。通过内置少量SRAM缓存辅以优化FTL算法，东芝TR200这样的无DRAM缓存固态硬盘一样能发挥出色的随机读写效能。

　　时间回到三年前，彼时刚刚问世的东芝第一代2D TLC固态硬盘Q300使用搭配DRAM缓存的8通道主控，密密麻麻排布的闪存颗粒使得整个PCB显得非常饱满，然而它和TR200的性能几乎没有差别，甚至于在一些方面还不如板子更空的TR200。

　　今年问世的东芝RC100更是刷新了大众对于固态硬盘的印象，在M.2 2242的迷你PCB上仅有一颗芯片，明明是最小的M.2固态硬盘，却依然显得“空旷”：

　　我们将RC100与一款经典SATA固态硬盘的拆解图相对比，会发现除了DRAM缓存之外，其他几个元件也消失不见了：

　　首先是上图红色框内的黑色小芯片——串口NOR闪存。仅有1MB左右容量的它在固态硬盘当中承载着固件存储的作用，类似于主板上的BIOS芯片。当代固态硬盘的主控已经自带了ROM空间，独立存在的NOR闪存芯片也就不再需要了。

　　主控右下角黄色框内的外挂晶振是固态硬盘中另一个正在消失的元件。目前多数大厂SSD上的晶振已经被整合到芯片内部。

　　东芝RC100又将主控和闪存又做了一次大整合，它们被封装在了一个颗粒内，减少PCB布线的同时，也使得固态硬盘整体更加紧凑。

　　除了M.2 2242之外，它还可以做成更小的M.2 2230规格，甚至直接被集成到轻薄笔记本电脑的主板上去。

　　RC100使用的东芝BiCS3闪存使用了64层3D堆叠工艺制造，单个晶粒的容量256Gb，只需将16个闪存晶粒与主控一并封装，即可获得只有一颗芯片的480GB NVMe固态硬盘。

　　作为NVMe协议固态硬盘的RC100同样没有外置DRAM缓存，透过NVMe协议的Host Memory Buffer主机内存加速特性，RC100只需借用主机38MB容量的内存，即可像有外置DRAM缓存的NVMe固态硬盘一样高效地工作。

　　随着96层BiCS4闪存以及QLC技术的量产，未来单芯片NVMe固态硬盘就有机会实现1.33TB的海量存储空间，你还会怀念当初元件密密麻麻的老旧固态硬盘吗?