緩存對于固態(tài)硬盤真的那么重要嗎?
隨著固態(tài)硬盤的飛速發(fā)展,存儲市場上出現(xiàn)了大量高性價(jià)比的SSD,這讓我們在挑選硬盤時(shí)有了更多的選擇;現(xiàn)階段人們在購買固態(tài)硬盤時(shí),除了關(guān)心硬盤接口和容量之外,硬盤的緩存容量也逐漸成為了購買的參考因素;那么什么是硬盤的緩存?它究竟在固態(tài)硬盤中發(fā)揮著怎樣的作用?又是否值得成為了購買的參考因素?這是現(xiàn)階段很多玩家的疑惑,接下來我們一一來解答。
首先我們需要明確什么是緩存?
緩存,從字面上可理解為延緩存放,是數(shù)據(jù)交換的緩沖區(qū),簡單來說是為了平衡高速設(shè)備和低速設(shè)備之間的速度差異而存在的,其主要功能減小低速設(shè)備和高速設(shè)備的差距。因?yàn)楦鳟a(chǎn)品的緩存容量有限,算法無法百分百準(zhǔn)確命中,所以低速設(shè)備或多或少會拖高速設(shè)備的后腿,緩存的作用只能是盡量減少這種現(xiàn)象。
在傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤中,緩存主要發(fā)揮的是加速讀取作用;如一個數(shù)據(jù)剛被讀取,將臨近它位置的數(shù)據(jù)都保留在DRAM緩存中,就有機(jī)會被下一次讀取命中(直接從DRAM緩存讀出的速度比從機(jī)械盤片讀取快),這就是機(jī)械硬盤緩存的主要作用;理論上緩存越大越有助于提升機(jī)械硬盤的讀取性能。
而固態(tài)硬盤的緩存就有點(diǎn)不太一樣了;通常情況下,帶有緩存的固態(tài)硬盤在速度上會比不帶緩存的更高一些,但對固態(tài)硬盤來說,這個提升是具有一定的限度。就反應(yīng)速度來說,SSD的反應(yīng)速度一般都在0.2毫秒以內(nèi),不比緩存慢,所以帶緩存對讀取速度的提升并不是特別大。
但固態(tài)硬盤對于DRAM緩存的真正需求并不是緩存數(shù)據(jù),而是存儲對固態(tài)硬盤至關(guān)重要的FTL閃存映射表:管理邏輯地址與閃存物理地址的映射關(guān)系。
固態(tài)硬盤雖然讀寫速度比機(jī)械硬盤快很多,但閃存不能像磁盤盤片那樣直接覆蓋寫入,這就意味著固態(tài)硬盤必須要有一個邏輯地址與實(shí)際物理地址之間的轉(zhuǎn)換表;當(dāng)對3號位置進(jìn)行覆蓋寫入時(shí),固態(tài)硬盤內(nèi)實(shí)際執(zhí)行的可能是對E位置的寫入,然后讓原本對應(yīng)的C位置無效。
這張F(tuán)TL閃存映射表就需要有內(nèi)存來儲存并實(shí)時(shí)更新,不一樣的固態(tài)硬盤在處理這張轉(zhuǎn)換表時(shí)所用的算法不一樣,所需要的內(nèi)存空間也會千差萬別,空間優(yōu)化后的轉(zhuǎn)換表甚至可以直接放入主控中集成的小容量內(nèi)存中,這是無外置緩存固態(tài)硬盤誕生的前提。
既然緩存的功能對于固態(tài)硬盤來說幾乎這么重要,那為什么還會有一些不帶緩存的SSD呢?
其實(shí)為了存放FTL閃存映射表,SSD存在兩種設(shè)計(jì)方案:DRAM(帶DRAM的)和DRAM-less(不帶DRAM的);帶DRAM的一般會把緩沖數(shù)據(jù)和映射表統(tǒng)統(tǒng)存放在DRAM中,優(yōu)點(diǎn)是查找更新映射表迅速,性能較好,劣勢是多了一個DRAM,成本和功耗上升,當(dāng)前的主流SSD是該方案。
而DRAM-less則會將少部分映射表放在片內(nèi)的SRAM上,其余部分的映射表則會放在Flash中,這種方案好處是節(jié)省了DRAM的成本和功耗,但是讀寫Flash要比讀寫DRAM要慢得多,所以速度上不如DRAM方案,性能也相對低一些,這是當(dāng)前入門級的SSD多采用這種方案。
除此之外,還有一些固態(tài)硬盤通過另一種方式“擁有緩存”了——群聯(lián)的新技術(shù)叫做“HMB內(nèi)存緩沖技術(shù)”,簡單說,就是去掉了原本應(yīng)該在硬盤上出現(xiàn)的緩存,轉(zhuǎn)而在內(nèi)存中借用儲存空間,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)緩沖!這樣就可以在固態(tài)硬盤會減少了一個緩存顆粒,從而降低成本,以更合適的價(jià)格面向消費(fèi)者。
一款SSD產(chǎn)品是否有緩存這樣的設(shè)計(jì),往往是廠商根據(jù)產(chǎn)品定位和用途做得決定,一般一些入門級產(chǎn)品或者低速產(chǎn)品,在設(shè)計(jì)上就會考慮不帶緩存方案,而一些高速產(chǎn)品由于數(shù)據(jù)交換量大,就有緩存設(shè)計(jì),以提高產(chǎn)品的讀寫效率。
以上就是對固態(tài)硬盤緩存作用詳解,總的來說,是否購買帶有緩存作用的固態(tài)硬盤,還需要根據(jù)自己的需求決定,如果預(yù)算充足,想要更好的使用體驗(yàn),那么帶有緩存的固態(tài)硬盤應(yīng)該不會讓你失望。