固態(tài)硬盤(pán)中的“點(diǎn)睛之筆”——SLC Cache

在之前的科普中有聊到，SLC雖然在容量上和成本上具有劣勢(shì)，但是在寫(xiě)入速度上卻有著一定的優(yōu)勢(shì)。為了使固態(tài)硬盤(pán)容量可以做的更大，并且讓價(jià)格更加親民，目前主流的零售固態(tài)硬盤(pán)大多數(shù)都采用了TLC或者是QLC。因此，我們?cè)诠虘B(tài)硬盤(pán)中使用部分的NAND模擬SLC的工作模式，那么我們?nèi)绾尾拍茏龅綄⑷萘?、成本和?xiě)入速度的優(yōu)勢(shì)兼得呢？沒(méi)錯(cuò)，這就是今天要介紹的SLC Cache。

SLC Cache加速的原理

前面有說(shuō)到，SLC Cache本質(zhì)是用MLC、TLC等顆粒模擬SLC的工作模式。以TLC來(lái)模擬SLC的工作方式舉例。TLC，由于有8個(gè)狀態(tài)，而SLC只有兩個(gè)，那么如果將TLC也標(biāo)記為兩個(gè)狀態(tài)，即000~011均認(rèn)為是0，而100~111均認(rèn)為是1，也就是說(shuō)只判斷最高位的狀態(tài)，那么控制起來(lái)就更加簡(jiǎn)單了，同時(shí)速度也會(huì)大幅度提高，耐久度也有保證。這就是SLC Cache加速的基礎(chǔ)。

SLC Cache的加速策略

1、動(dòng)態(tài)容量

顧名思義，整個(gè)固態(tài)硬盤(pán)根據(jù)剩余容量來(lái)規(guī)劃SLC Cache。這個(gè)模式的優(yōu)點(diǎn)就是如果容量大，會(huì)有非常大的緩存冗余，在硬盤(pán)空間還不是很飽和的狀態(tài)下，寫(xiě)入數(shù)據(jù)會(huì)非常漂亮，缺點(diǎn)就是隨著硬盤(pán)空間的逐漸使用，整個(gè)硬盤(pán)的性能也會(huì)隨著占用率逐漸下降，整個(gè)硬盤(pán)的使用體驗(yàn)一致性不強(qiáng)。當(dāng)然隨著目前固態(tài)主控的智能化，主控會(huì)更加合理的去劃分空間，以保障在使用過(guò)程中盡可能的性能一致，并且固態(tài)硬盤(pán)的容量也與日俱增，硬盤(pán)有更多的空間去給主控規(guī)劃，所以說(shuō)動(dòng)態(tài)策略掉速的問(wèn)題也因此大大緩解。

圖：采用動(dòng)態(tài)容量策略的致鈦SC001

2、固定容量

固定容量的SLC Cache通常是SSD廠(chǎng)家通過(guò)應(yīng)用場(chǎng)景的研究，結(jié)合SSD的容量設(shè)置一個(gè)固定的容量大小來(lái)做為SLC Cache。需要注意的是，并不是固定容量的SLC Cache用完后就沒(méi)有了，而是每當(dāng)固定容量的SLC Cache用掉一部分后，主控及FW會(huì)即時(shí)的重新動(dòng)態(tài)的補(bǔ)充新的SLC Cache進(jìn)來(lái)；所以這個(gè)“固定容量”其實(shí)是綿綿不絕的。只有極少數(shù)工況會(huì)一次性的把SLC Cache寫(xiě)完，絕大多數(shù)情況下一旦SSD空閑就會(huì)立即重新動(dòng)態(tài)劃分SLC Cache，這樣用戶(hù)就始終感到的是高速寫(xiě)入。

圖：采用了固定容量策略的致鈦PC005

SLC Cache帶來(lái)了哪些好處？

1、極強(qiáng)的寫(xiě)入爆發(fā)力

如果大家了解一點(diǎn)計(jì)算機(jī)的話(huà)，應(yīng)該都明白硬盤(pán)里的數(shù)據(jù)需要先傳遞給內(nèi)存，內(nèi)存再傳輸給其他的硬件。但是軟件或者游戲的安裝往往需要快速完成，這個(gè)時(shí)候就需要硬盤(pán)有極強(qiáng)的寫(xiě)入爆發(fā)力，而將固態(tài)硬盤(pán)里面的一部分存儲(chǔ)空間用作SLC Cache就能提高固態(tài)硬盤(pán)爆發(fā)寫(xiě)入能力，在軟件和游戲的安裝中可以更加迅速。

2、防止Lower Page數(shù)據(jù)被帶壞

當(dāng)用戶(hù)數(shù)據(jù)寫(xiě)到SLC時(shí)，不存在寫(xiě)Upper Page或者Extra Page帶壞Lower Page數(shù)據(jù)的可能。

SLC Cache技術(shù)總結(jié)

作為緩存技術(shù)的一種，SLC Cache彌補(bǔ)了隨著顆粒存儲(chǔ)密度變大的掉速問(wèn)題。為固態(tài)硬盤(pán)提供了優(yōu)秀的爆發(fā)寫(xiě)入性能，以及容量和成本上的優(yōu)勢(shì)。并且隨著主控的能力的逐步提升，未來(lái)采用SLC Cache的固態(tài)硬盤(pán)峰值性能也能有更加長(zhǎng)久的保持。所以你對(duì)這個(gè)技術(shù)是什么看法呢？歡迎在下方留言一起討論，我們下期再見(jiàn)！