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兼具容量與讀寫(xiě)性能的策略:SSD中的模擬緩存如何工作?
兼具容量與讀寫(xiě)性能的策略:SSD中的模擬緩存如何工作?
緩存是選購(gòu)SSD時(shí)非常重要的參考點(diǎn),可分為DRAM緩存與模擬SLC緩存兩類。DRAM與內(nèi)存類似,用于SSD存儲(chǔ)閃存映射表,提升隨機(jī)讀寫(xiě)性能,但在許多非高端定位SSD中被“簡(jiǎn)配”掉了,有無(wú)DRAM緩存于是成為SSD高端與否主要的分水嶺。
? 模擬SLC緩存則是當(dāng)前幾乎所有TLC固態(tài)都會(huì)采用的策略,因?yàn)?D堆疊的NAND閃存顆粒在增加容量的同時(shí)讀寫(xiě)速度受到了影響,因此需要使用一部分容量模擬SLC的1bit存儲(chǔ)方式實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)讀寫(xiě),這一部分容量究竟設(shè)置為多少是我們需要具體關(guān)注的。
? 一般采用100GB以內(nèi)模擬SLC緩存的SSD更適合小文件的連續(xù)讀寫(xiě),貼近我們的日常使用場(chǎng)景。優(yōu)點(diǎn)在于全盤(pán)容量使用較多時(shí)能夠維持滿速,例如1T容量的SSD采用100GB模擬SLC,意味著在用戶使用容量達(dá)到約700GB之前,它都可以對(duì)100GB以內(nèi)的文件進(jìn)行滿速讀寫(xiě)。
一些策略更激進(jìn)的產(chǎn)品采用了全盤(pán)模擬SLC,意味著將一塊TLC固態(tài)硬盤(pán)當(dāng)做容量三分之一的SLC固態(tài)硬盤(pán)使用,優(yōu)點(diǎn)在于支持單次滿速讀寫(xiě)的容量更大,進(jìn)行大量大文件連續(xù)讀寫(xiě),或是跑分時(shí)更占優(yōu)勢(shì)。缺點(diǎn)則是在占用完三分之一容量后,等待著用戶的就是TLC固態(tài)硬盤(pán)尷尬的緩?fù)馑俾剩贿^(guò)最近隨著3D堆疊的工藝進(jìn)步,緩?fù)馑俾室策_(dá)到了并非不可接受的水平。
對(duì)于固態(tài)硬盤(pán)而言,模擬SLC存儲(chǔ)空間的調(diào)度是相對(duì)動(dòng)態(tài)的,當(dāng)使用者完成一次文件存入后,固態(tài)硬盤(pán)會(huì)自動(dòng)將模擬SLC存儲(chǔ)空間釋放出來(lái),也就是將它們放回常規(guī)的TLC存儲(chǔ)空間中。如果不這么做,就意味著文件將會(huì)占據(jù)原本三倍的空間,或者說(shuō)固態(tài)硬盤(pán)的標(biāo)定容量將會(huì)是TLC存儲(chǔ)模式下的三分之一。
??有趣的是,不少存儲(chǔ)設(shè)備干脆不進(jìn)行動(dòng)態(tài)的模擬存儲(chǔ)空間調(diào)度,而是將存儲(chǔ)顆粒以類似SLC的模式工作,例如常用于影像設(shè)備的CFexpress?Type-A卡,這種存儲(chǔ)卡不僅性能出眾、價(jià)格昂貴,而且在容量標(biāo)定上較為獨(dú)特,例如80GB、160GB、320GB、640GB等(可以看出它們分別對(duì)應(yīng)了240GB、480GB、960GB、1920GB的三分之一),搭配這類存儲(chǔ)卡采用的PCIe?3.0x1通道接口,能夠?qū)崿F(xiàn)全容量900MB/s左右的讀寫(xiě)速率。
? 總結(jié)一下:有無(wú)DRAM是SSD高端與否的分水嶺。也有無(wú)緩設(shè)計(jì)的高端SSD存在,但隨機(jī)讀寫(xiě)性能提升帶來(lái)的體驗(yàn)提升,我們可以認(rèn)為能夠超過(guò)節(jié)省的那點(diǎn)成本。模擬SLC緩存容量在100GB上下(以總?cè)萘?T為例)的SSD更適合多數(shù)人日常使用;全盤(pán)模擬SLC的SSD適合跑分和專盤(pán)專用的使用場(chǎng)景;全盤(pán)模擬SLC而不進(jìn)行調(diào)度的策略,則往往出現(xiàn)在影像存儲(chǔ)卡等小體積存儲(chǔ)設(shè)備上。