固態(tài)黑科技：東芝TR200首次引入持久緩存

一顆固態(tài)硬盤除了要有強力的主控和高品質(zhì)的閃存顆粒之外，還需要有聰明的固件作為靈魂來掌控全局。繼數(shù)據(jù)實時壓縮能力之后，筆者最近又發(fā)現(xiàn)東芝TR200固態(tài)硬盤身上的一個小秘密。這個秘密屬于最近幾個月出廠、搭載有SBFA13.X固件的東芝TR200。

當代TLC固態(tài)硬盤均應用SLC緩存(用TLC閃存模擬SLC的方式寫入)來補強寫入端的短板，3D TLC固態(tài)硬盤也不例外。筆者最近在TR200上發(fā)現(xiàn)了一種全新的SLC緩存策略——持久緩存，顧名思義，一部分反復讀寫的數(shù)據(jù)可以保留在SLC緩存里不被釋放和清空。

首先還要從SLC緩存的基礎說起。而根據(jù)對閃存使用方式的不同，SLC緩存大體又可分為動態(tài)和靜態(tài)兩種算法，前者通常使用全盤范圍內(nèi)的一切可用空白閃存頁用于模擬SLC寫入，初期使用效果顯著：連續(xù)寫入大量數(shù)據(jù)也不會掉速，然而隨著可供SLC消耗的空白閃存頁耗盡，雞血性能將迅速轉(zhuǎn)變到萎靡不振的狀態(tài)：一邊要寫入，一邊還要還剛才打雞血時欠下的舊債，速度反而不如靜態(tài)SLC算法。

靜態(tài)SLC算法則將SLC緩存的使用限定在一個較小的范圍內(nèi)，只在OP預留空間內(nèi)模擬SLC閃存寫入，不去透支固態(tài)硬盤用戶區(qū)域內(nèi)的可用空白閃存頁。不管什么時候靜態(tài)SLC緩存的空間都是固定的。

不管是動態(tài)還是靜態(tài)SLC算法，都只能給固態(tài)硬盤的寫入性能提供幫助，而對于讀取性能則愛莫能助，寫入SLC緩存的數(shù)據(jù)如同大水漫灌，最后都需要釋放為TLC狀態(tài)，緩存內(nèi)是留不下數(shù)據(jù)的，對讀取性能也就產(chǎn)生不了影響。

雖說TLC閃存的主要短板在于寫入速度慢，但實際上它的讀取性能同樣要比SLC、MLC前輩要差一些。尤其是在讀取與寫入混雜進行的情況下，TLC閃存的實際性能輸出要低于AS SSD Benchmark等理論跑分所展現(xiàn)出的同一時間只讀取或只寫入的水平。

帶有持久緩存的增強型靜態(tài)SLC算法如同保墑效果顯著的土壤。寫入到其中的數(shù)據(jù)能夠根據(jù)熱度選擇保留一部分在緩存當中，從而加速再度讀取時的效能。而多余的部分則如普通SLC算法那樣排空到TLC狀態(tài)。下圖是筆者從東芝TR200 480G固態(tài)硬盤(固件版本SBFA13.3)當中摸索出的持久緩存與普通緩存比例。

對于電腦經(jīng)常用到、反復讀寫的數(shù)據(jù)，東芝TR200的持久SLC緩存就能在加速寫入之余，發(fā)揮到加速讀取的作用。使用IOMeter工具對此進行驗證：

分別取首次寫入生成2GB測試文件時、閑置空閑60秒后、關(guān)機重新開機后、AS SSD Benchmark測速后(5GB寫入)和一次性填充超過15GB文件后的4K QD1隨機讀取速度?？梢姵志镁彺嬖诩矣萌粘Ｊ褂弥械膶嵱眯赃€是很高的。

對于持久SLC緩存，筆者此前曾在國內(nèi)某網(wǎng)站上發(fā)現(xiàn)極個別高端NVMe固態(tài)硬盤有類似的應用。新版東芝TR200對持久SLC緩存算法的開發(fā)，無疑是開啟了進一步提振主流SATA固態(tài)硬盤性能的一扇門。

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