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从嵌入式设计的观点看微型硬盘发展趋势

时间:2005-03-11 00:00来源:compotechasia.com 作者:admin 点击:
随着苹果计算机iPod成功带起硬盘MP3的风潮,许多厂商纷纷投入这类便携式媒体播放器的研发行列,而且功能越来越多样化。目前除了听音乐之外,具备照片浏览甚至视讯播放功能的产品都已经可在零售市场上买到。摊开这类产品的BOM表,最昂贵的器件仍非硬盘莫属,而且在短期内看不出任何改变的可能。因此,站在系统整合的角度来看,只要能够压低硬盘成本,终端产品的竞争力自然能有长足的进步。
   
硬盘供货商积极抢进
自从iPod在2001年下半年推出以来,一系列产品至今已销售超过1,000万部,而且市场占有率超过六成以上。如果根据这个数据反向推估,则过去3年多来,MP3市场上对于1.8英寸与1英寸微型硬盘的需求量,约为1,500至1,600万台左右。
对硬盘产业而言,微型硬盘的快速崛起,无疑是在PC这个价格的杀戮战场之外找到一扇新获利窗口的机会。因此硬盘厂商进入微硬盘市场动作的积极态度也就不让人感到意外了。目前全球1.8英寸以下微型硬盘的供货商,计有Cornice、GS Magic、Hitachi、Seagate、Toshiba5家。从具体的产能数字来看,将这五家公司对外发布的数字加总起来,也仅约略与MP3播放器的市场需求相当而已,甚至还略有短缺,再加上每家公司着重的目标市场不一,并非全数释放给OEM/ODM,因此大体上而言,1.8英寸以下的微型硬盘仍然处于供不应求的状态。
很明显的,目前微型硬盘属于卖方市场,系统厂商要拿到漂亮的价钱并不容易,甚至有钱都不见得买得到。也由于微型硬盘持续处于供货紧绷的状态,包含Seagate、Hitachi等厂商提升产能的动作持续不断,但远水似乎救不了近火。
   
特殊规格绑死下游厂商
更有甚者,目前1.8英寸以下的微型硬盘除了数据传输接口大多依循过去在计算机中所使用的ATA接口之外,其它规格目前并未统一。例如每一家硬盘供货商所提供的微型硬盘,虽然盘片尺寸均为1.8英寸或是1英寸,但是在装置尺寸上,每家厂商的规格并不见得一致。尺寸的不统一,将提升系统整合厂商在寻找第二来源(Second Source)时的困难度,让许多有意在系统中整合微硬盘的厂商不得不再三观望。
因为在装置掉落风险极高的便携式应用中,系统厂商在机构设计上除了要注意到产品的卖相之外,还必须要考虑到如何降低硬盘机在掉落时产生故障状况的机率,以及在运动状态下如何确保系统能够持续从硬盘中抓取数据,与稳定度、可靠度等相关问题。(注:一个不良的机构设计,可能会让硬盘在掉落时承受更高的G力;而系统在运动状态下是否还能持续从硬盘读取数据,除了取决于硬盘机本身设计的之外,机构设计的好坏也很重要。)
由于要确保系统的可靠性与稳定性,系统整合厂商在进行机构设计时,除了自身的RD团队之外,微硬盘供货商的技术团队必须到下游客户的实验室里提供技术支持,也俨然成为一个趋势,Seagate甚至已经特别为微硬盘产品线成立专责的支持中心。
 这几个因素交错影响之下,其结果就是产品一旦设计完成,几乎就不可能换用其它厂牌的硬盘,一旦遇到突发状况,例如2004年下半年,日本一家硬盘关键器件供货商的厂房发生意外,全球绝大多数的硬盘供货商多半受到冲击,也连带使下游的系统客户神经紧绷了好一阵子,尤其是规模较小的二线系统厂,更是害怕自己的硬盘供货商减量供应,拖延到客户的出货。
   
统一标准实为当务之急
从上面的介绍即可得知,微型硬盘仍然处于百家争鸣的状态,统一的规格实为各家厂商除了扩产之外,进一步扩大市场规模的必要手段。而2004年在旧金山举行的秋季IDF(Intel Developer Forum),Intel联合几家主要的微型硬盘与半导体组件供货商成立了CE-ATA联盟,可说是微型硬盘产业迈向标准化时代的第一步。
 CE-ATA在数据传输接口的尺寸与针脚数方面,将比照Serial ATA,但传输速度并不采纳SATA的规范,因为SATA的传输速度对微型硬盘的应用需求而言显然是过度设计;此外,硬盘机的控制命令集也将有所简化,藉此降低硬盘机的设计复杂度;最后,在外型尺寸方面,CE-ATA规格也会将微硬盘装置的长、宽、高订出标准,以确保系统厂商的设计可以在突发状况发生时改用其它硬盘供货商的产品。
由于第一版CE-ATA标准借用了不少现有的标准,或是将现有的标准进行简化,因此就技术观点而言难度并不高,只要微硬盘产业链的上下游达成协议即可。目前第一版CE-ATA标准,连同相关的测试认证机制,都已经大致就绪,因此全球第一台符合CE-ATA标准的微型硬盘,在今年年底之前面市,应该不成问题。
而随着CE-ATA的标准出现,微硬盘的普及将获得更多助力,同时成本也可望进一步降低。但不可讳言的,标准化之后,微型硬盘势必也将开始面临价格战的压力,硬盘供货商要打出怎样的策略以因应这个两难境地,也是个值得关注的焦点。
   
与众不同的Cornice
在目前几家1.8英寸以下微型硬盘的供货商中,Cornice算是一家特色独具的公司,因此必须独立出来介绍,以让本刊的读者对Cornice有更清楚的认识。
简而言之,Cornice将微型硬盘定位为系统中的储存元素,而不是储存零件。究竟这两者间有何差异呢?一台硬盘机的组成,除了马达、读写头、盘片这几个直接负责数据存取动作的组件之外,应该还有硬盘控制器、马达控制器、DRAM(作为数据暂存之用)、电源芯片等等半导体组件。这些半导体组件通常被整合在一张印刷电路板中,并内建在硬盘机之内出货,因此对OEM/ODM、甚至是一般的PC使用者而言,要在系统内安装一颗硬盘,只要预留相关的接口与解决housing的问题即可。事实上,目前绝大多数的微型硬盘也都是这样被整合在系统中的。但Cornice的硬盘机,在PCB板上除了负责马达控制的MCU与电源芯片之外,并不具备其它的控制组件。
也因此,Cornice虽然本身也是一家微型硬盘的供货商,但是在硬盘业界,不少竞争对手在私底下也调侃Cornice是“半家”硬盘公司。然而,Cornice却依然不改其策略,显然这种设计概念有其独到之处。
   
模块化的优势与劣势
这样的设计概念,使得Cornice的硬盘机与其称之为“机”,倒不如称之为模块或许更为恰当。这种模块的做法有什么好处呢?首先,相较于其它供货商所提供的碟机解决方案,Cornice的模块化做法,大幅降低其零组件数目至其它竞争对手的1/3~1/4之间,因此在成本上更具备竞争力;第二,由于硬盘本身的零组件数目减少,使得Cornice的装置尺寸相较于其它竞争对手也更加轻薄短小。
但硬盘机终究必须具备数据存取的控制功能,也需要额外的DRAM来进行数据暂存之用。在碟机上省下这些组件,到了主机端还是得把它们补回来。这样的想法其实也没错,但理论上要让主机端具备这些功能,可以用更具成本效益的途径—SoC来达成。以一台MP3 Player为例,MP3的编译码芯片可以将硬盘控制器的电路整合成单芯片;同样的,硬盘也可以与主机端共享本来就有的DRAM来作为Buffer。
但这种储存模块的设计概念也不是没有缺点。最显而易见的就是产品设计时间的拉长。因为目前半导体市场上,并没有整合硬盘控制功能的ASSP在市面上流通,系统厂商要自己去开ASIC,芯片开发所需要的时间就至少半年。此外,开ASIC所带来的实际经费支出也不可忽视。
Cornice也很清楚这个问题。日前Cornice的CEO与CTO联袂前来台湾地区,除了拜会台湾地区的客户之外,也走访了几家在便携式消费类电子芯片设计上成绩卓著的IC设计公司,洽谈双方合作的可能性。毕竟,把硬盘机当作模块来设计,在这个产业里头可说是前所未有的创新想法,虽然理论上可以更贴近嵌入式设计的需求,但不可讳言的是,产业链上下游的合作,对于Cornice的模块化硬盘机能否受到更多客户接受,扮演着决定性关键的角色。
   
结语
微型硬盘在MP3 Player大行其道的带动下,不仅替各家供货商带来丰厚的利润,也让不少过去宣称“硬盘机产业已死”的分析师与业界人士不得不重新看待在市场从PC转向Digital Consumer的大趋势下,硬盘产业潜在的爆发能量。
而随着CE-ATA的标准成为业界所普遍接受的共识,客户心中的疑虑将获得部分纾解,再加上供货商积极的扩产动作,相信2005年将是微型硬盘振翅高飞的一年。但居安思危方是持盈保泰之道,标准化是一把可以把市场做大,但却带来更多价格压力的两面刃,如何在大同之中创造出“有价值”的小异,将是各家供货商今年必须开始深思的问题。
针对嵌入式应用需求,将硬盘储存技术进行彻底的调整,目前在市场上可算是别具一格的Cornice,能否持续获得产业链上下游的支持,将决定这项创新思维究竟是叫好不叫座,或是真的将对整个硬盘市场产生深远影响的破坏性创新。(责任编辑:admin)
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