10秒真男人还是伟大发明?从东芝发明闪存和铠侠SLC算法说起

2020-05-27 10:43:38

  SLC缓存惹争议,X秒真男人争论不断

  铠侠的前身东芝存储在1987年发明了NAND闪存,先是SLC(1bit/cell),然后发展到MLC(2bit/cell)和TLC(3bit/cell)以至于QLC(4bit/cell),每个闪存存储单元可以容纳的数据越来越多,由闪存制成的固态硬盘容量也越来越大。目前铠侠旗下的三款固态硬盘均使用BiCS 3D TLC闪存。

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  自从固态硬盘进入TLC时代之后,几乎就没有哪款产品能够逃脱魔咒:使用SLC缓存,然后因为缓存在耗尽后写入速度会下降而为人诟病。根据型号的不同,一块固态硬盘在全速写入时只需十数秒就会面临速度下滑的窘境,但并没有哪款固态硬盘因此就放弃了SLC缓存这一技术。

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  SLC缓存的原理和实现

  SLC缓存是利用TLC闪存以SLC模式工作,原本能存储3比特数据的存储单元只记录1比特内容,简单来说就是用空间换性能,特别是写入爆发力。它的原理决定了SLC缓存的容量不能过大,否则会提前用完全部闪存空间而导致用户实际可用容量“缩水”。

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  CPU其实也有增加爆发力的技术:在温度和TDP允许的范围内Boost加速。Boost加速也有各种限制:温度或功耗中任意一者超过限制都会被强制降低工作频率。但没有人否认Boost加速改善了日常使用性能,尤其是在家用电脑使用条件下,工作任务是不连续的,短时的Boost加速能力就可以显著影响到程序秒开的体验。

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  除了提高写入速度这一本职作用以外,固态硬盘需要使用SLC缓存还有很多原因。起初TLC固态硬盘必须使用SLC缓存是因为当时TLC写入过程很复杂、需要多步编程来实现,所以需要引入SLC缓存来承接。随着铠侠的前身东芝存储发明BiCS Flash,当代3D闪存已经支持单次编程(One-shot programming sequence),TLC类型闪存的写入性能也有了很大改善。

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  不过TLC同SLC之间依然存在写入效能差距,利用SLC缓存快速接纳写入请求,有助于降低混合读写条件下读写冲突,提升固态硬盘的整体性能。

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  SLC缓存技术的影响

  技术没有对错,只有实现效果上的差异。SLC缓存的容量既非越大越好,也不是越小越精悍。过大的缓存容量会导致完全释放所需时间延长,可能会引起对其他读写操作的干扰。太小的缓存则不利于吸收短时间内产生的爆发写入数据量。

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  对于读写数据量均比较大的设计师等专业用户,铠侠RC10/RD10在满足一定条件时能够提供高达40GB的SLC缓存容量,快速满足数据写入请求。

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  对于需要存储大量游戏的电竞玩家,铠侠RC10/RD10具备动态调整SLC缓存空间的能力,即便在超越50%全盘容量使用后,依然能够提供较大容量的缓存,在满足低延迟快速响应能力的同时,确保了高度的性能一致性。

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  SLC缓存是每一款消费级固态硬盘都会应用的技术,我们不应因为它的某个局限性就否定它的一切。相同的名称之下,不同的固件设计可以影响到实际的体验差异。从铠侠RC10/RD10 NVMe固态硬盘当中,我们感受到了智能SLC缓存算法带来的诸多好处。


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