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固態硬碟緩外寫入爭議頗大!它到底是個啥?

2021-09-13 16:00:08

每當提及固態硬碟效能問題,總會出現以下一些名詞,順序讀寫、4K隨機、緩外效能等等口徑。

其中爭議頗大可能便是緩外效能了,更是鑑於不久前的西數SN550緩外效能一事,將原本較為深層硬核的SLC快取技術,直接推到了風口浪尖。

那麼SLC快取技術到底是什麼?所謂緩外緩內速度到底有何差異?緩外效能對於使用者而言,又有多大的意義?

今天,新一期的裝機不求人,就一起聊聊固態硬碟的緩外寫入。

既然有緩外寫入,自然便會有緩內寫入。想要理解緩內緩外,我們需要從固態硬碟內部結構和發展邏輯聊起。

所謂“緩”,指的便是固態硬碟內部的人為設計的快取記憶體空間,也就是slc快取區,至於為何要設定這一區域,實際上是一種效能和價格的妥協。

我們知道固態硬碟的核心架構便是快閃記憶體顆粒,根據快閃記憶體顆粒內部單位電荷陣列成的不同,分為SLC、MLC、TLC、QLC以及即將問世的PLC,因其內部分別排列有單顆,雙顆,三顆,四顆乃至五顆電荷數,有所區分。

根據電磁學基本原理,顆粒內部電荷數越少,訊號傳輸效能,抗干擾能力便越強,同時在製造成本上也越高,成反比。

於是早期採用SLC顆粒的固態硬碟,基本賣到了天價,無法實現量產和普及;因而內建更多電荷數的MLC/TLC/QLC固態硬碟便成為了市場主流,可這個時候出現了新問題。

隨著電荷數增加,普及的提速,早期固態硬碟的寫入效能卻持續下降,相較於常規HDD的優勢不復存在。

為了解決這個問題,業界引入了SLC快取技術。

該技術是通過主控機制和韌體,在快閃記憶體顆粒內部劃分獨立的空間,模擬SLC顆粒工作模式,在一定空間和時間內部發揮堪比SLC顆粒的寫入效能,基於獨立空間即OP空間消耗完畢前後的速度不同,便有了緩內寫入,緩外寫入。

雖說當下主流固態硬碟基本都採用了SLC快取技術,並存在緩內外效能較大的寫入差異,但從實際體驗和應用場景而言,緩外效能對於大多數使用者是沒有太大意義的。

其背後主要是源於緩外效能出現的場景和使用者實際應用場景,不匹配不重合,或者更加直白一點,普通使用者很難消耗完緩內空間,而進入緩外空間,迫使固態硬碟啟動緩外效能。

這一點上,我們需要從固態硬碟工作機制聊起,常規應用場景下,例如遊戲、辦公,甚至於嚴苛一些的內容創作,後期剪輯等儲存模型下,更加考驗固態硬碟在4K隨機效能上的表現。

這些儲存模型的突出特點便是細碎,高頻,隨機性較大,比較考驗主控調配,快閃記憶體的響應,在負載、順序效能方面需求較小。

即使在順序效能方面需要較大的,諸如素材的拷貝,遊戲、電影檔案的備份和裝載等任務中,固態硬碟內建的GC和Trim機制的雙重作用下,效能也會始終維持在一個較為穩定的效能。

雖然也會出現一定時間的降低,可隨著該機制的不斷作用,效能又會逐漸迴歸到正常效能,直至任務結束。

除非出現極為誇張和不正常的全盤寫入,或是短時間內的多次寫入,強行讓固態硬碟進入穩定態,展現緩外效能,否則在正常應用場景中,幾乎很難觸達固態硬碟的穩定態。

既然緩內外效能沒啥實際意義,我們是不是可以直接忽略或放棄呢?

其實,也不能如此武斷,SLC快取技術的存在,在極大程度上解決了效能和成本的突出矛盾,並隨著該技術的發展和進步,現階段的SLC快取近乎能夠,提供日常生活的絕大多數應用效能的需求。

同時在主控內建GC和Trim機制的全面協助下,SLC快取技術更是衍生出了全盤快取,自定義OP空間等各種分支,可以讓使用者根據需求,自由定義固態硬碟效能和容量的取捨,毫不誇張的說,SLC快取技術是推動固態硬碟普及的最為重要的一步之一。


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