常見問題

什麼是有緩固態?什麼是無緩固態?兩者有什麼區別?

談到固態硬碟,大家往往會聽到有緩固態和無緩固態的說法,亦或者也可能會聽到緩內速度和緩外速度這樣的辭彙。那這個有緩固態和無緩固態,緩內速度和緩外速度到底是什麼意思呢?別著急,下麵我們就來好好聊一聊什麼是有緩固態,什麼是無緩固態,而這兩者之間又有什麼區別,在購買固態硬碟的時候是買有緩的呢?還是無緩的呢?

  • 什麼是有緩固態?

有緩固態硬碟簡單點說就是有獨立緩存的固態硬碟(通常為DRAM或SLC單層單元)。有緩固態硬碟通過其內置的動態隨機存取記憶體(也就是DRAM)提升固態硬碟性能,通過記憶體頻繁訪問的數據來優化讀寫效率。這種有獨立緩存晶片的方案,一般多出現在各個固態硬碟廠商的高端旗艦固態硬碟上面。既然是高端旗艦,那價格自然也比較貴。比如同為TLC顆粒、2TB容量、PCIe4.0x4的SSD固態硬碟,有獨立緩存的三星990PRO售價1299元,而無獨立緩存的探路人TN770售價只要759元。

  • 什麼是無緩固態?

顧名思義就是沒有獨立DRAM緩存的固態硬碟;它通常採用HMB技術或者動態SLC緩存來代替獨立緩存的作用,從而提升固態硬碟的性能。無緩固態硬碟的好處就是發熱量小,價格低;這類產品適合在筆記本電腦/PS5這類遊戲主機使用。


  • 有緩固態和無緩固態有什麼區別?

在前面我們知道了有緩固態硬碟是有獨立DRAM緩存晶片的,那這顆緩存晶片有什麼作用呢?其實DRAM的主要作用就是存儲邏輯物理映射表FTL。在說FTL表之前,我們先簡單介紹一下固態硬碟閃存顆粒(NAND顆粒)的結構。固態硬碟閃存顆粒可以看作是一個立體的三維空間,它由N層的晶片die組成,每層晶片又由N個面plane組成,每個面又由N個區塊block組成,每個區塊又分為N頁page。FTL物理映射表的作用就是記錄每個存儲單元的物理位置,當我們想要讀取或者寫入數據的時候,主控就會記錄下每個數據的存放位置,然後把這個位置資訊保存為FTL表,並把FTL表存放在DRAM緩存顆粒中,下次需要使用某個數據的時候就可以直接從存放在DRAM緩存中的FTL表獲取檔位置,然後到對應的NAND顆粒中提取,從而來提高固態硬碟的隨機讀取速度。

DRAM的另外一個作用就是緩解寫入放大。閃存晶片的工作原理是以頁page為一個寫入單位,但擦除時需擦除整個區塊block上的所有數據,此時該區塊上的無效數據會被直接刪除,有效數據則會被挪到空置的區塊block上,而有效數據原本就寫入過一次,再次挪動的重新寫入這個過程就叫寫入放大,寫入放大值越高越損耗固態硬碟的使用壽命;DRAM的存在可以延長固態硬碟的使用壽命。DRAM緩解寫放大的作用相對本篇文章的內容關聯性不大,這裏就不做過多介紹,知道有這個作用即可。


無緩存固態硬碟又是怎麼回事呢?無緩存固態硬碟也是有FTL邏輯物理映射表的,只是沒有使用單獨的DRAM顆粒來存放FTL表,而是把FTL表存放在了固態硬碟的閃存顆粒中,再利用HMB技術快速讀取FTL表中數據的存放位置。那什麼是HMB技術呢?HMB全稱叫主機記憶體緩衝技術;簡單點說就是讓固態硬碟“借用”電腦的一部分記憶體(通常是64MB)當緩存使用,每次開機的時候往記憶體寫入部分常用數據的FTL表,以此來提升固態硬碟的速度。

在前面我們提到有緩固態有兩種;一種是DRAM獨立緩存;一種是SLC緩存,也叫SLC Cache。要介紹SLC Cache,先介紹一下固態硬碟的閃存顆粒類型;固態硬碟的閃存顆粒類型分為:SLC、MLC、TLC、QLC;這四種顆粒的讀寫速度快慢為SLC>MLC>TLC>QLC。目前主流消費級固態硬碟使用的閃存顆粒為TLC,為了提高固態硬碟的讀寫速度,硬碟廠商會把一部分存儲空間模擬成SLC顆粒的工作狀態,主控會先把數據寫入到模擬SLC中,再通過模擬SLC把數據寫到TLC閃存顆粒中,此時固態硬碟的速度會出現大幅下降。

具體一點說就是,我們平時在使用電腦拷貝大容量檔時,會發現開始一段時間檔拷貝的速度很快,但過一會檔拷貝的速度就會大幅下降;這就是因為模擬SLC工作狀態的原因。比如一塊1TB固態硬碟,如果SLC CaChe容量為200GB,那麼在拷貝超過200GB的檔時,200GB以內的檔拷貝速度就叫緩內速度,200GB以外的檔拷貝速度就叫緩外速度。

緩固態硬碟和無緩固態硬碟怎麼選?

這個問題其實不必糾結,建議還是根據自己的使用需求和場景來購買。如果是專業人士,比如專業的內容創作者,用於專業的生產力創作,或者是用於AI訓練場景等這種高負載使用,建議選擇帶獨立緩存的固態硬碟。如果是用於玩遊戲或做日常辦公等負載不高的場景使用,其實有緩固態和無緩固態基本感知不到差異,建議選擇更具性價比的無緩存固態硬碟。