固態(tài)硬盤中的“點睛之筆”——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，但是在寫入速度上卻有著一定的優(yōu)勢。為了使固態(tài)硬盤容量可以做的更大，并且讓價格更加親民，目前主流的零售固態(tài)硬盤大多數(shù)都采用了TLC或者是QLC。因此，我們在固態(tài)硬盤中使用部分的NAND模擬SLC的工作模式，那么我們?nèi)绾尾拍茏龅綄⑷萘?、成本和寫入速度的?yōu)勢兼得呢？沒錯，這就是今天要介紹的SLC Cache。

SLC Cache加速的原理

前面有說到，SLC Cache本質(zhì)是用MLC、TLC等顆粒模擬SLC的工作模式。以TLC來模擬SLC的工作方式舉例。TLC，由于有8個狀態(tài)，而SLC只有兩個，那么如果將TLC也標記為兩個狀態(tài)，即000~011均認為是0，而100~111均認為是1，也就是說只判斷最高位的狀態(tài)，那么控制起來就更加簡單了，同時速度也會大幅度提高，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、動態(tài)容量

顧名思義，整個固態(tài)硬盤根據(jù)剩余容量來規(guī)劃SLC Cache。這個模式的優(yōu)點就是如果容量大，會有非常大的緩存冗余，在硬盤空間還不是很飽和的狀態(tài)下，寫入數(shù)據(jù)會非常漂亮，缺點就是隨著硬盤空間的逐漸使用，整個硬盤的性能也會隨著占用率逐漸下降，整個硬盤的使用體驗一致性不強。當然隨著目前固態(tài)主控的智能化，主控會更加合理的去劃分空間，以保障在使用過程中盡可能的性能一致，并且固態(tài)硬盤的容量也與日俱增，硬盤有更多的空間去給主控規(guī)劃，所以說動態(tài)策略掉速的問題也因此大大緩解。

圖：采用動態(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廠家通過應(yīng)用場景的研究，結(jié)合SSD的容量設(shè)置一個固定的容量大小來做為SLC Cache。需要注意的是，并不是固定容量的SLC Cache用完后就沒有了，而是每當固定容量的SLC Cache用掉一部分后，主控及FW會即時的重新動態(tài)的補充新的SLC Cache進來；所以這個“固定容量”其實是綿綿不絕的。只有極少數(shù)工況會一次性的把SLC Cache寫完，絕大多數(shù)情況下一旦SSD空閑就會立即重新動態(tài)劃分SLC Cache，這樣用戶就始終感到的是高速寫入。

圖：采用了固定容量策略的致鈦PC005

SLC Cache帶來了哪些好處？

1、極強的寫入爆發(fā)力

如果大家了解一點計算機的話，應(yīng)該都明白硬盤里的數(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，這個時候就需要硬盤有極強的寫入爆發(fā)力，而將固態(tài)硬盤里面的一部分存儲空間用作SLC Cache就能提高固態(tài)硬盤爆發(fā)寫入能力，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

當用戶數(shù)據(jù)寫到SLC時，不存在寫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彌補了隨著顆粒存儲密度變大的掉速問題。為固態(tài)硬盤提供了優(yōu)秀的爆發(fā)寫入性能，以及容量和成本上的優(yōu)勢。并且隨著主控的能力的逐步提升，未來采用SLC Cache的固態(tài)硬盤峰值性能也能有更加長久的保持。所以你對這個技術(shù)是什么看法呢？歡迎在下方留言一起討論，我們下期再見！