工業級電腦（Industrial PC，簡稱IPC）近年來已廣泛運用在軍事、車用、遊戲、航空、醫療、通訊以及伺服器設備等各項產品，據市調機構Gartner分析，2014年工業級電腦全球出貨量一千兩百萬台，預估至2017年出貨量將直逼一千五百萬台，短短三年之內成長了25%，IPC前景一片看好。
在全球經濟體系佔有一席之地的中國市場，自90年代始積極投入IPC市場，相關企業如雨後春筍般地湧現；中國政府近年來著重基礎建設，影響中國IPC市場開發深遠，我們從圖示一：中國和全球市場IPC發展比重，發現中國和全球發展重心大相逕庭，中國方面投入鐵路與基礎建設和能源比重最大，醫療設備較稀少。2014年中國政府已計畫在36個城市推動鐵路系統，採用IPC業者研發製造的旅客訊息系統（PIS:Passenger Information System），估計目前各大城市的鐵路系統投資約人民幣5億七千萬元，金額不容小覷。
圖示一：中國及全球市場IPC發展比重，來源：金勝電子2014 SSDA技術研討會報告
在IPC儲存媒介方面，其中以固態硬碟SSD技術之穩定度佳、使用壽命延長、無機械結構性問題、高速讀取功能等諸多優點廣受IPC廠商青睞，連同帶動成本價格下降，SSD取代傳統硬碟（HDD）已逐步成趨勢。我們可從Gartner提供的數據得知，SSD在工業自動化（Industrial Automation）應用之出貨量由2014年的八百萬台成長至2017年的一千兩百零九萬台規模，平均容量由22.7GB擴充至57.7GB（圖示二：2013-2017 IA SSD數據），透過持續性的市場拉力以及技術推力，SSD儼然已成為IPC市場的新寵兒。
圖示二：2013-2017 IPC SSD數據，來源：Gartner
深耕SSD領域多年的百佳泰，將透過本篇文章深入淺出介紹SSD在IPC發展之應用及趨勢，期望透過百佳泰SSD全方位品質、效能驗證與客製化服務，為IPC服務再升級。
SSD技術趨勢分析及測試解決方案
在SSD硬體材料成本（BOM Cost）中，快閃記憶體（NAND FLASH）占總成本的百分之九十，快閃記憶體可分為幾種不同的技術，其中SLC（Single-Level Cell）技術的優點為傳輸速度快、可抹寫次數最高、功耗低，然而每個單位儲存資訊較少，須花較高成本生產；MLC（Multi-Level Cell）可以在每個儲存單元內儲存較多資訊位元，可降低生產成本，但傳輸速度較慢、可抹寫壽命較SLC低、功耗高。目前IPC廠商在製造方面，低容量產品採用SLC技術為主，而中高容量都轉往採用MLC技術，成本是廠商重要考量關鍵之一。
隨著微型化趨勢，SSD不斷被應用在新興產品上，NAND FLASH製程技術也從3X奈米發展至2X奈米乃至1X奈米，成本結構雖不斷下降，然錯誤檢查及校正數（ECC:Error Checking and Correcting）卻上升，抹寫次數（P/E Cycle: Programming/Erase Cycle）也隨之降低，尤其以MLC出現的問題尤其嚴重，請參考圖示三：SLC、MLC P/E Cycles和ECC bit。不少IPC廠商針對MLC Flash的耗損平均技術（Wear-Leveling）演算、ECC等問題研發出相關解決技術，以提升產品的表現能力，並可延長SSD使用的壽命。
圖示三：SLC、MLC P/E Cycles和ECC bit
除了解決MLC問題之外，廠商也致力研發另一新興技術iSLC或稱A+SLC，藉由調整韌體以延長約10倍的MLC壽命，傳輸效能及重複抹寫次數穩定度直逼SLC，價格介於SLC與MLC之間，CP值較傳統MLC高。
儲存裝置的傳輸介面，隨著傳輸速率與頻寬需求，由早期PATA、SATA I、SATA II、SATA III，一路發展至PCIe Gen II、PCIe Gen III。封裝大小更隨著智慧型手機、平板電腦等體積輕巧的裝置盛行，SSD朝向更高速、低耗能、微型化發展，從2.5”、Half Slim、M.2、mSATA至uSSD、CF（CompactFlash）卡等SFF（Small Form Factor）SSD產品，發展更加多元化。
工業級SSD通常因其作業環境特殊（譬如耐震、防塵、溫度忍受範圍等），在品質及穩定度方面，相較於消費性SSD其要求更加嚴格。百佳泰歸納了四大項IPC SSD考量重點，提供給相關廠商參考以檢視SSD品質。首先需注意的是韌體可靠度，例如讀寫效能、斷電資料流失問題、低溫和高溫是否容易造成記憶體訊號衰竭等。第二項考量為軟硬體相容性，一個富有彈性的SSD設計，必須能和不同系統平台、作業系統﹝Windows、Linux等﹞以及應用軟體高度相容；第三，快閃記憶體的品質與壽命，無論晶圓片區塊挑選、製造以及相關技術皆會影響記憶體品質；最後是和整體SSD品質有關，包括介面傳輸速度、是否具EMI/ESD的PCBA設計等。第一點及第二點以軟韌體面向切入，第三點和第四點則和硬體相關。
針對工規SSD，百佳泰特別開發了相對應之驗證，基本硬體測試含蓋DDR記憶體訊號管理、NAND FLASH管理測試、電源消耗測試、零組件驗證以及匯流排介面測試。電耗測試包含睡眠模式（idle、devslp等）量測、4K隨機讀取/寫入，64/128K連續讀寫耗電量測；零組件驗證（Component Validation）如溫度量測（Thermal Measurement）、背動元件額定值衰減測試（Capacitor/Resistor/Inductor De-rating Test）；另外，匯流排介面（Bus Interface）相關之實體層與協定層測試、Logo相符性及插拔測試也是重點之一。
韌體可靠度測試包含電源中斷時資料保護（PLP, power loss protection Test）測試以及抹寫壽命（P/E CYCLE）測試，為預防快閃記憶體轉換層（Flash Translation Layer）毀壞、氣溫影響亦或是不良ECC設計造成資料流失等潛在危機發生，這時需要靠長時間壓力測試（Stress Test）以及壽命容忍度測試（Endurance Test）以確認SSD是否具備強韌的保護機制。關於整體效能測試，百佳泰可提供最基本的測試工具，譬如CDM（CrystalDiskMark）、AS SSD Benchmark、HD Tune、ATTO Disk，I/O效能評測工具如IO Meter、VDBench以及微軟StorScore等。另可藉由百佳泰使用者經驗小組，設計不同情境及提供考量因素，協助驗證並解決軟硬體相容性問題。綜合以上硬體、韌體及軟體全方位之驗證服務，我們更期望未來能夠結合硬體廠商研發之SLC/A+ SLC技術，發揮韌體驗證之附加價值。
現今IPC朝向雲端服務發展，SSD開始取代HDD擔任起企業級雲端伺服器的儲存核心，以其更快速的傳輸速度、IOPS﹝I/O Per Second﹞、延遲時間﹝latency﹞提供企業級應用如檔案管理、即時訊息、串流媒體、電子郵件、企業及資訊系統，甚至結合線上購物等多功能角色（參考圖示四：企業級雲端應用），其效能與可靠性需求較消費性SSD，需要更複雜的技術及驗證。企業級效能測試包含以資料庫線上交易（Database OLTP Benchmark）為主的MySQL測試，虛擬化技術的VMware、VMmark、SPECvirt、Login VSI測試以及雲端服務測試YCSB﹝Yahoo Cloud Service Benchmark﹞，若欲得知更多企業儲存設備資訊，請參考百佳泰技術文章：企業級儲存設備（Enterprise Storage）運用趨勢與效能評量驗證。
圖示四：企業級雲端應用
SSD儲存技術以其穩定度佳、使用壽命延長、無機械結構問題、高速讀取功能等諸多優點廣受IPC廠商青睞。在整個IPC發展歷程，SSD已蔚為主流解決方案。百佳泰SSD驗證團隊能夠洞悉SSD主流市場、掌握關鍵技術，不但可提供IPC SSD相關測試服務，更結合市場行銷知識為您提供最完整的產品競爭分析報告。透過每年固定和國際大廠新品測試驗證及技術諮詢，我們不斷提升之技術能力能協助潛在客戶設計改良建議，並提供客製化服務，百佳泰全方位SSD品質及效能驗證服務，為您的IPC再升級。