這里我們先簡(jiǎn)單回顧一下之前多次提到的閃存芯片類型,也就是SLC、MLC、TLC、QLC等等。它們能存儲(chǔ)不同容量的數(shù)據(jù),其實(shí)就是對(duì)電荷容量的區(qū)分方式不同,要想存儲(chǔ)更多數(shù)據(jù),就得更細(xì)致地區(qū)分存儲(chǔ)電荷的量(圖1),呈現(xiàn)出更多的“電平”狀態(tài),在存入電荷時(shí)的控制肯定更復(fù)雜,使得存儲(chǔ)速度更慢。
但是,在主流閃存芯片從SLC發(fā)展到TLC的同時(shí),SSD的速度卻是越來(lái)越快的,這又是為什么呢?除了技術(shù)進(jìn)步提升了閃存芯片的運(yùn)行速度、主控芯片的處理速度外,最重要的一點(diǎn)就是使用高速緩存。在向在SSD運(yùn)行,特別是寫(xiě)入文件的時(shí)候,我們常常會(huì)發(fā)現(xiàn)它的速度有點(diǎn)奇怪,有可能突然從高速下降至較低的速度,也就是所謂的SSD“掉速”問(wèn)題。其原因主要是SSD的高速緩存容量用完,因而“暴露”了閃存芯片的實(shí)際寫(xiě)入速度,一般被稱為“緩存外速度”。這本來(lái)是比較正常的情況,但常常因?yàn)閺S商的刻意淡化甚至隱瞞,乃至偷偷更換配置而帶來(lái)的變化,成為購(gòu)買和使用中的“大坑”。SSD里拷貝數(shù)據(jù)時(shí),大量數(shù)據(jù)實(shí)際上是先存儲(chǔ)在緩存里,再逐步轉(zhuǎn)移到閃存芯片里。但當(dāng)緩存裝滿了之后,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的效率下降,甚至有可能是直接向相對(duì)低速的閃存芯片中寫(xiě)入,存儲(chǔ)速度會(huì)有所下降(圖2),就是前面提到的閃存芯片實(shí)際存儲(chǔ)速度“暴露”的時(shí)候了。
所謂的緩存,在很多高端SSD中是大容量DDR緩存芯片,其實(shí)就是內(nèi)存芯片(圖3),其大小一般是SSD總?cè)萘康?/1000,比如500GB SSD配512MB緩存、1TBSSD配1GB緩存。它們的讀寫(xiě)速度都遠(yuǎn)高于閃存芯片,而且因?yàn)槭仟?dú)立芯片,所以設(shè)計(jì)合理的話可以一邊緩沖新數(shù)據(jù),一邊把老數(shù)據(jù)平穩(wěn)地送進(jìn)閃存芯片,進(jìn)而提供遠(yuǎn)超自身容量的高速、平穩(wěn)寫(xiě)入數(shù)據(jù)量,有些甚至可以做到SSD全容量寫(xiě)入基本不掉速(圖4)。
目前的入門和主流SSD常常采用另一種“同片”緩存,即在閃存芯片(目前一般為TLC或QLC閃存)中劃出一部分只記錄高低兩種電荷狀態(tài),其實(shí)就是當(dāng)作SLC使用(見(jiàn)圖1)。這樣犧牲了一些數(shù)據(jù)容量,但可以換取更快的寫(xiě)入速度,這部分就作為整個(gè)SSD的寫(xiě)入緩存使用。和獨(dú)立的高速緩存芯片不同,這些位于同一芯片上的SLC“緩存”很難做到一邊緩沖數(shù)據(jù),一邊將其中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入“主容量”,而是用完就沒(méi)有了,一旦寫(xiě)入的數(shù)據(jù)量超過(guò)緩存容量,就只能以TLC的實(shí)際速度寫(xiě)入數(shù)據(jù)了,如果主容量速度太低,寫(xiě)入速度會(huì)“斷崖式”下降(圖5)。
這種設(shè)計(jì)還有一個(gè)很明顯的問(wèn)題,就是在SSD的容量使用較多時(shí),會(huì)不得不壓縮SLC緩存,釋放出更多空間(圖6),此時(shí)再寫(xiě)入數(shù)據(jù)就更容易出現(xiàn)緩存外速度下降的情況。
當(dāng)然,從成本和大多數(shù)實(shí)際情況來(lái)看,同片緩存其實(shí)很實(shí)用,畢竟絕大部分時(shí)候我們不會(huì)連續(xù)寫(xiě)入數(shù)十GB的數(shù)據(jù)。但目前有些產(chǎn)品可能會(huì)偷偷地更改閃存芯片選料(圖7),如果是同片緩存設(shè)計(jì),那么改成了性能更差的閃存芯片后“緩存”的性能、超出緩存后的閃存自身存儲(chǔ)速度都會(huì)受到影響,當(dāng)然對(duì)整體速度的影響就更明顯了。
由于廠商很少在更換閃存時(shí)公開(kāi)說(shuō)明,因此除了盡量選擇擁有獨(dú)立緩存的型號(hào)外,在選購(gòu)無(wú)獨(dú)立緩存的入門、中速SSD時(shí)(主要是M.2SSD),首先一定要搜索一下是否有相關(guān)的報(bào)道,如果有,那么確認(rèn)出現(xiàn)這一問(wèn)題的SSD是否在產(chǎn)品編號(hào)上有變化,購(gòu)買時(shí)與銷售確認(rèn)編號(hào)、性能。購(gòu)買到手后,則應(yīng)馬上使用HDTune的“文件基準(zhǔn)”測(cè)試,將文件長(zhǎng)度設(shè)定到50GB以上進(jìn)行寫(xiě)入速度測(cè)試(圖8),如果出現(xiàn)過(guò)快的掉速,或者掉速后的速度實(shí)在太低,可以盡快申請(qǐng)退貨。