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影响固态硬盘速度的因素

上期咱们聊了固态硬盘不同颗粒的问题,也阐明了不同的颗粒虽然擦写次数寿命各有不同,但正常使用下其实即便最差的QLC颗粒也能让你使用好几年。而真正的不同还是在于性能上,那具体不同在哪呢?

首先咱们现在可以发现很多旗舰固态硬盘,比如PCIE4.0协议的固态硬盘,读写速度往往可以超过5000MB/s,但这个速度一般指的是缓外速度,这是什么意思呢?

咱们往固态硬盘拷贝大体积数据的时候,你会发现往往前面速度很快,但拷贝到一定数量的数据之后,就会发生掉速现象,掉速之前的速度,叫做缓内速度而掉速之后的速度,叫做缓外速度,那这个“缓”指的是什么呢?先给答案:“模拟SLC缓存”,它到底是什么呢? 

SSD测速

上期咱们也说过,目前主流的旗舰固态硬盘绝大多数都采用TLC(三层存储单元)颗粒,而TLC在相比于SLC(单层存储单元),虽然可以提供更大的空间,但损失的可不止是擦写次数寿命,还有速度。那TLC颗粒可以达到5000MB/s的速度么?显然是不行,那这是如何办到的呢? 

SLC QLC

这就要提到模拟SLC缓存技术了,顾名思义,它是把TCL颗粒模拟成SLC颗粒的一种技术,当模拟后,硬盘的读写速度就会有大幅提示,但不能一直模拟,因为当TLC颗粒模拟成SLC颗粒的时候,可用空间将会大大减少,等于说TLC模拟到SLC是拿空间换速度,所以当拷贝完成时,硬盘自己会慢慢将数据腾到非模拟区域,这也就是它为什么叫“模拟”“缓存”的原因。

当然模拟SLC缓存也各有不同,相对高端的硬盘硬盘一般采用的是全盘模拟SLC缓存算法,也就是整块硬盘都可以去进行模拟,对于TLC颗粒的硬盘,理论上所剩空间的三分之一,都可作为模拟SLC缓存空间,为什么是三分之一呢,因为TCL为3bit/cell,SLC为1bit/cell。

而中低端的固态硬盘往往采用的是固定区域模拟SLC缓存,一般在十多个G。当然不论哪种方式,你都会面临掉速问题,所以掉速的原因往往是因为模拟SLC缓存被写满。当硬盘处于缓外速度下时,这才是硬盘本身的真实速度。而在硬盘被写满时,模拟SLC缓存将全部释放为非模拟状态,这也是为什么很多人认为硬盘快写满的时候整体速度会变慢的原因。

TLC

而对于模拟SLC缓存的缺点其实也很明显,就是写入放大问题。那什么是写入放大呢?聪明的小伙伴估计已经猜到了,既然把TLC颗粒模拟成了SLC,又已知TLC为3bit/cell、SLC为1bit/cell,那么往固态硬盘里写数据的时候,对于TLC颗粒,实际上是减少了3倍的擦写次数,如果一块TLC的固态硬盘颗粒的理论擦写次数为600次,通过模拟SLC缓存技术之后,那实际上也就可能只有200次的实际擦写次数,这就叫做写入放大。

当然这也只是针对于全盘模拟SLC缓存算法的固态硬盘而言,固定区域模拟SLC缓存的硬盘并没有那么夸张,但上一篇咱们也说了,即便只有200TBW,只要硬盘空间足够大,当做系统盘的问题也不大。而且好在更差的采用QLC颗粒的固态硬盘,很少有采用全盘模拟SLC缓存算法的。

但话说回来,QLC颗粒为4bit/cell,这代表着它的写入放大问题会更严重,并且在性能表现上,它的掉速会来的更早。

CELL

除了模拟SLC缓存,其实影响固态硬盘速度因素还有很多,比如咱们一直所说的颗粒类型,SLC最快,QLC最慢,当然同样的颗粒类型,素质也不同,所以有快有慢。再比如说硬盘的容量,同型号的固态硬盘你会发现往往容量越大速度越快,但这不是绝对的,这是因为同型号的固态硬盘,容量越大,闪存CE引脚在一定程度上就越多,而CE引脚就可以简单的理解为是颗粒的通讯通道,引脚越多,理论读写速度在一定程度内就越快。

最后就是颗粒的数量,有的低端固态硬盘就是单独的颗粒,有的高端的固态硬盘上有好几颗,而多颗粒的固态硬盘实际内部是组了个磁盘阵列,速度就会快很多。

闪存颗粒

但作为硬盘,尤其是作为系统盘,小文件的4K读写更重要,系统运行的快不快,在硬盘这主要看的就是4K性能,而4K性能除了相关上述内容外,还得看固态硬盘的独立缓存,有无独立缓存芯片决定着4K性能的高低,并不是所有固态硬盘都有独立缓存,目前中低端的很多已经采用无独立缓存方案了,而高端硬盘还都是具备的。但是按照目前固态硬盘的发展来看,随之技术的提升,无独立缓存将是未来的趋势。

赞(3) 恰饭...
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