自從三星在消費(fèi)級(jí)SSD產(chǎn)品線主力980中采用無(wú)緩方案，從PCIe3.0到PCIe4.0，無(wú)緩的產(chǎn)品開(kāi)始越來(lái)越多，但普通消費(fèi)對(duì)它們抵觸還是很大。無(wú)緩究竟是無(wú)良縮水還是可以接受的小便宜呢？

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DRAM——固態(tài)硬盤(pán)的“緩存”

在一般的網(wǎng)絡(luò)討論中，有DRAM的SSD一般稱為“有緩方案/產(chǎn)品”，而有些則沒(méi)有，被廠商稱為DRAM-less，用戶一般稱為無(wú)緩。

固態(tài)硬盤(pán)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一些被稱為NAND閃存顆粒的內(nèi)存單元上。在固態(tài)硬盤(pán)的使用期限內(nèi)，數(shù)據(jù)會(huì)在這些單元中大量移動(dòng)。在主控的控制下，它自動(dòng)這樣做，以確保沒(méi)有任何一個(gè)存儲(chǔ)單元因過(guò)度重復(fù)讀/寫(xiě)而被超負(fù)荷磨損，提前達(dá)到顆粒使用壽命，這也是現(xiàn)在一般不建議高速固態(tài)硬盤(pán)分區(qū)的原因，因?yàn)榉謪^(qū)可能導(dǎo)致（主要是老舊產(chǎn)品，目前主流的主控已經(jīng)可以規(guī)避）數(shù)據(jù)只在某幾顆顆粒中頻繁讀寫(xiě)。

因此，你的固態(tài)硬盤(pán)在使用時(shí)需要保持一個(gè)數(shù)據(jù)在硬盤(pán)上的位置圖。這樣，當(dāng)你想啟動(dòng)一個(gè)程序，運(yùn)行一個(gè)游戲或打開(kāi)一個(gè)文件時(shí)，你的SSD就知道在哪里可以找到它并自動(dòng)調(diào)取出來(lái)。該“地圖”存儲(chǔ)在SSD的DRAM上，即動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中。

一個(gè)有DRAM緩存的SSD

對(duì)于無(wú)DRAM的固態(tài)硬盤(pán)，很多人認(rèn)為，沒(méi)有DRAM意味著沒(méi)有硬盤(pán)的“地圖”。然而，無(wú)DRAM的硬盤(pán)其實(shí)有一個(gè)硬盤(pán)的地圖；它只是放在你的設(shè)備的NAND閃存顆粒中。NAND顆粒的讀寫(xiě)速度，當(dāng)然沒(méi)有DRAM內(nèi)存的讀寫(xiě)速度快，因此“調(diào)用地圖”的過(guò)程，比起有緩存的產(chǎn)品，自然會(huì)慢。

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DRAM≠SLC CACHE

當(dāng)然，提到固態(tài)硬盤(pán)緩存大家還會(huì)知道一個(gè)SLC CACHE，也有很多人把DRAM緩存和SLC CACHE混為一談。

而SLC Cache一般都是在TLC或者QLC閃存顆粒中，劃分出一定的空間用來(lái)作為模擬SLC空間。這兩者之間在物理上的就有本質(zhì)的區(qū)別了，在DRAM緩存中的數(shù)據(jù)一斷電就會(huì)消失，而在SLC Cache中的數(shù)據(jù)，如果沒(méi)有擦除掉，是可以永久保存的。

理論上SLC CACHE是越大越好，但是在實(shí)際應(yīng)用中，如果SLC Cache越大，占用的空間將會(huì)越多。一個(gè)TCL顆粒的240GB SSD，如果固件規(guī)劃了SLC Cache空間大小為5GB，那么就需要占用20GB 的TLC顆?？臻g。這時(shí)你拷入一個(gè)10G的文件，那么在5G數(shù)據(jù)傳輸后就會(huì)掉速，直到SLC Cache中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入正常的TLC中，才會(huì)恢復(fù)SLC的讀寫(xiě)速度。如果提供50G SLC Cache空間，那么需要占用200GB的TLC空間，如果硬盤(pán)的寫(xiě)入達(dá)到100GB了，那么50G的SLC Cache就失效了，之后就只能一直用TLC的讀寫(xiě)。這就是所謂的“出緩掉速“。

SLC CACHE的出緩掉速影響比DRAM的出緩掉速大得多，因?yàn)镈RAM緩存一般存儲(chǔ)”數(shù)據(jù)地圖“為主，大小1~4GB（1GB的最多），而SLC CACHE往往還把數(shù)據(jù)本身寫(xiě)入這個(gè)緩沖區(qū)。

采用SLC CACHE方案的SSD

還有一種使用全盤(pán)動(dòng)態(tài)SLC仿真的SSD，全盤(pán)模擬SLC Cache可以讓硬盤(pán)不管什么容量的時(shí)候都可以使用SLC加速。而缺點(diǎn)就是SSD在一次性跑滿剩余空間的一半容量就會(huì)開(kāi)始掉回TLC的速度，必須要等一定的空閑時(shí)間才能恢復(fù)，所以盤(pán)的剩余空間越小就越容易出現(xiàn)掉速的問(wèn)題。但全盤(pán)模擬SLC CACHE的寫(xiě)入放大會(huì)大大加劇SSD壽命衰減。

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帶DRAM的固態(tài)硬盤(pán)的優(yōu)勢(shì)

帶有DRAM芯片的固態(tài)硬盤(pán)比沒(méi)有DRAM的固態(tài)硬盤(pán)擁有更好的性能。對(duì)于內(nèi)置獨(dú)立緩存的SSD來(lái)說(shuō)，獨(dú)立緩存可以提高輸入/輸出（I/O）性能和耐用性。臨時(shí)保存已從閃存讀取的數(shù)據(jù)、要寫(xiě)入閃存的數(shù)據(jù)或地址映射表的DRAM要比NAND閃存快得多。你的電腦不需要在固態(tài)硬盤(pán)上尋找相關(guān)數(shù)據(jù)，而是可以直接進(jìn)入高速DRAM找到讀寫(xiě)地址表。因此，你的電腦不需要等待很長(zhǎng)時(shí)間，SSD就可以檢索或?qū)懭氲剿枰臄?shù)據(jù)。這將為用戶帶來(lái)更快的體驗(yàn)。

與此相反，一些廠商為了降低功耗、制造成本和外形尺寸，取消了SSD上的獨(dú)立緩存，但導(dǎo)致了產(chǎn)品I/O性能不可避免的下降，尤其是隨機(jī)4K讀寫(xiě)性能的下降（頻繁從相對(duì)低速NAND顆粒讀取數(shù)據(jù)地圖），因?yàn)闊o(wú)DRAM的SSD將數(shù)據(jù)地圖直接存儲(chǔ)到NAND閃存中。正如我們前面提到的，NAND內(nèi)存比DRAM慢。不幸的是，這導(dǎo)致了較慢的整體性能。

此外，將地圖直接存儲(chǔ)到NAND閃存意味著對(duì)內(nèi)存單元的磨損更大，因此數(shù)據(jù)地圖的讀寫(xiě)遠(yuǎn)比數(shù)據(jù)本身讀寫(xiě)的頻次高。這可能會(huì)大大降低SSD的壽命。這就是為什么無(wú)DRAM的SSD比有DRAM的SSD有更短的保修期的原因。

目前市面熱門(mén)PCIe4.0 SSD代表性產(chǎn)品中，這些是有DRAM方案：三星980PRO（1GB）、西數(shù)SN850(1GB)、鎧俠SE10（1GB）、惠普FX900PRO（1GB）、雷克沙NM800（1GB）、浦科特M10PGN（1GB）、京東京造9系（1GB）、英睿達(dá)P5 PLUS（1GB）、宏碁掠奪者GM7000（1GB）、致態(tài)度TiPRO7000（1GB）。

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無(wú)DRAM的固態(tài)硬盤(pán)的優(yōu)勢(shì)

什么？無(wú)DRAM還有優(yōu)勢(shì)？雖然無(wú)DRAM的固態(tài)硬盤(pán)有一些缺點(diǎn)，但仍然有一些優(yōu)點(diǎn)。

首先，無(wú)DRAM的SSD幾乎總是比有DRAM的SSD便宜。其次，雖然無(wú)DRAM的SSD比有DRAM的SSD慢，但無(wú)DRAM的SSD仍然比傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤(pán)快很多，就讀寫(xiě)曲線表現(xiàn)來(lái)說(shuō)，采用最新主控方案的無(wú)DRAM方案產(chǎn)品實(shí)際上比早期MLC和TLC時(shí)代采用固定SLC CACHE方案產(chǎn)品的讀寫(xiě)曲線更為順滑。而且現(xiàn)在仍然有很多采用SLC CACHE方案的無(wú)緩SSD可以選擇。

因此，如果你從機(jī)械硬盤(pán)升級(jí)到固態(tài)硬盤(pán)，即使你選擇了無(wú)DRAM的固態(tài)硬盤(pán)，你也會(huì)看到速度的大幅提升。如果你的預(yù)算緊張，無(wú)DRAM的固態(tài)硬盤(pán)還是可以考慮的。

而且，市面上有不少名牌且性能口碑很高的產(chǎn)品，甚至是旗艦和準(zhǔn)旗艦產(chǎn)品，它們也是DRAM-less。它們的如何無(wú)DRAM維持了高性能的？接著往下看。

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折衷：HMB+智能SLC CACHE拯救無(wú)緩盤(pán)“低端”印象

而一些較新的DRAM-less固態(tài)硬盤(pán)，就利用起了NVMe1.2以后的新技術(shù)特性——HMB(Host Memory Buffer)，即主機(jī)內(nèi)存緩沖來(lái)降低這個(gè)問(wèn)題的影響。

由于NVMe接口在主機(jī)和SSD主控之間提供了非?？斓膫鬏斔俣龋虼薙SD主控可以訪問(wèn)主機(jī)內(nèi)存而不會(huì)造成性能損失。此外，由于主機(jī)內(nèi)存可以從主機(jī)的操作系統(tǒng)以及SSD主控訪問(wèn)，如果有效使用，可以獲得更多好處。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，HMB緩存技術(shù)就是使用主機(jī)內(nèi)存（甚至是CPU緩存）的部分高速存儲(chǔ)空間來(lái)提升SSD的I/O性能，并且由于它的設(shè)計(jì)不是為了替換SSD內(nèi)置的獨(dú)立緩存，而是作為補(bǔ)充，因此它不會(huì)從主機(jī)中消耗大量的內(nèi)存，只需幾十MB便能夠滿足用戶需求，如三星的980固態(tài)硬盤(pán)，可以利用你的CPU的DRAM多達(dá)64MB來(lái)跟蹤映射，而不是在固態(tài)硬盤(pán)層面使用DRAM。

另外，傳統(tǒng)的SLC CACHE發(fā)展到現(xiàn)在也開(kāi)始智能化了，能夠根據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)的大小、零碎程度，自動(dòng)靈活劃分出SLC CACHE空間，并在完成讀寫(xiě)后，重新劃分空間，在不浪費(fèi)空間的情況下，提供盡可能高的緩存穩(wěn)定性。例如三星的智能TurboWrite 2.0功能，將最大分配的緩沖區(qū)增加到160GB（只要空間允許）之多。

當(dāng)然，現(xiàn)在新的SSD產(chǎn)品，還有采用HMB+SLC CACHE方案的（如三星980），這種情況下，其讀寫(xiě)性能和有緩方案的差距就更小了。而前面列表里，無(wú)DRAM產(chǎn)品中出現(xiàn)了很多準(zhǔn)旗艦和旗艦級(jí)口碑產(chǎn)品，原因就在于此，由于采用了這種混合無(wú)DRAM技術(shù)，因此其性能并不比有DRAM方案低。

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總 結(jié)

考慮到更好的性能和更長(zhǎng)的壽命，小獅子建議大多數(shù)人選擇帶有DRAM的SSD。盡管如此，無(wú)DRAM的驅(qū)動(dòng)器可能是你更好的選擇，只要你知道其固有的缺點(diǎn)不影響你的應(yīng)用場(chǎng)景，那么它的性價(jià)比更高。甚至某些旗艦級(jí)無(wú)DRAM產(chǎn)品性能不亞于有DRAM產(chǎn)品。

文章來(lái)源：鈦師父