如果固態(tài)硬盤沒有了DRAM緩存還能不能工作

在討論固態(tài)硬盤時(shí)經(jīng)常會(huì)聽到“無緩存方案”一詞，缺少了DRAM緩存的固態(tài)硬盤還能正常工作嗎？會(huì)不會(huì)因?yàn)樯倭司彺娑堂?/p>

所有硬盤都有緩存：

顧名思義，緩存是用來暫存數(shù)據(jù)的。不過機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤的緩存作用略有差異，后者當(dāng)中的緩存除了緩沖用戶讀寫的數(shù)據(jù)之外，更多地是為了存儲(chǔ)名為FTL的閃存映射表，以便讓閃存構(gòu)成的固態(tài)硬盤能像磁盤一樣工作。

基于以上的原理，固態(tài)硬盤不可能完全沒有緩存。東芝TR200這類DRAM-Less固態(tài)硬盤會(huì)在主控內(nèi)集成一定容量的SRAM緩存來代替獨(dú)立的DRAM緩存芯片。

通過SRAM緩存優(yōu)化SSD性能：

不同DRAM-Less固態(tài)硬盤的SRAM緩存容量或許會(huì)不同，對(duì)于TR200來說它擁有32MB的主控內(nèi)緩存。4K隨機(jī)讀取速度達(dá)到45MB/s以上，不遜色于傳統(tǒng)獨(dú)立DRAM緩存固態(tài)硬盤。

大家都知道閃存的寫入速度比讀取要慢，而在上圖TxBench測(cè)試中可以看到，無論是128KB的大區(qū)塊還是4KB的零碎數(shù)據(jù)，隨機(jī)（Random）寫入與順序（Sequential）寫入的數(shù)值都差不多。這是因?yàn)闁|芝在TR200的固件中設(shè)計(jì)了合并寫入，不同程序產(chǎn)生的零碎寫入會(huì)被整合為能夠發(fā)揮多通道并發(fā)優(yōu)勢(shì)的形式寫入：

以東芝64層堆疊技術(shù)的BiCS3閃存為例，它的一個(gè)Page頁面容量為16KB，在綁定多通道并發(fā)工作（類似RAID0，但是安全有保障）后，小的、零碎的寫入請(qǐng)求都會(huì)在SRAM緩存中預(yù)先整合為類似大塊并發(fā)寫入。

經(jīng)過優(yōu)化后TR200的隨機(jī)寫入性能上升了，閃存磨損也被控制在一個(gè)更低的水平。

NVMe協(xié)議給出了更優(yōu)的解決方案：

同主控內(nèi)置SRAM緩存相比，專為閃存而生的NVMe協(xié)議還給出了更好的方案——HMB主機(jī)內(nèi)存緩沖。該功能就出現(xiàn)在了東芝的迷你單芯片NVMe固態(tài)硬盤RC100當(dāng)中。

東芝將主控和BiCS閃存融合封裝為一體，緩存則通過HMB共享主機(jī)內(nèi)存來滿足。

而且RC100通過HMB共享的內(nèi)存容量也并不高，只有38MB但卻已經(jīng)夠用了。