电脑的系统盘一定要用带独立缓存的固态硬盘吗?

从知乎刷到这个问题,感觉挺有意思,今天就顺手按自己的理解来分析下吧。

这个问题要从两方面来看,主要还是根据咱们自己的需求来决定。

  1. 对于中轻度负载场景较多的家庭用户、办公用户和游戏用户来说,其实是没啥必要的 ,90%的人用不出明显区别。
  2. 对于使用场景中经常遇到重度负载的用户来说, 有缓盘还是有一些优势,不过更建议直接用企业级SSD,甚至使用3D Xpoint的傲腾系列。

一、有缓盘,无缓盘,到底有啥区别?

熟悉固态硬盘的同学大多听说过有缓盘和无缓盘的概念。

电脑的系统盘一定要用带独立缓存的固态硬盘吗?

大家千万别信有的二把刀KOL说什么旗舰盘因为是有独立缓存才大容量写入不掉速啥的,那主要是SLC Cache缓存的功劳,属于另外一个问题了,谁说这话拉黑谁,准没错。

电脑的系统盘一定要用带独立缓存的固态硬盘吗?

2.DRAM的第二个作用是在脏盘状态下提高读写性能,缓解写入放大的问题。

电脑的系统盘一定要用带独立缓存的固态硬盘吗?

同时NAND颗粒的物理特性决定了它不能覆盖写入,一般来说,其擦除以block块为单位,而写入以page页为单位。

电脑的系统盘一定要用带独立缓存的固态硬盘吗?

page中含有非常多的存储单元,是闪存颗粒写入数据的最小单位;block是page的上级单位,一个block中有很多个page。

电脑的系统盘一定要用带独立缓存的固态硬盘吗?

如果我们要对一个已有数据的page进行写入,那么必须先要把这个page所在的block中的数据读出,暂时保存到一个空白的block中,待第一个block清空后再把所有数据写进去。

这个先读再擦后写(READ-ERASE-WRITE)的过程会造成写入放大问题,进而会消耗闪存的写入寿命,同时在写入过程中还会提高写入延迟、影响写入速度。

而有缓盘中的DRAM缓存由于速度、延迟等方面的性能明显要好于NAND颗粒,所以在向一个block写入数据的过程中,如果block中的page中已有数据,那么可以使用DRAM作为中转站,先将page中的数据转移到DRAM中,然后将block整个擦成空白块后填入需要写入的新数据,最后将DRAM中转站里保存的原page数据挪到其他block里。

发现了吗?在这个过程中由于DRAM的参与,减少了一部分对NAND颗粒的写入量,同时还加快了整个R-E-W的过程,减少了写入延迟。

同理,当SLC Cache容量耗尽时,DRAM也能在垃圾回收过程中起到类似作用,使得其在边腾空SLC Cache、边写入新数据的过程中性能发挥更稳定。

电脑的系统盘一定要用带独立缓存的固态硬盘吗?

三、最后再来说说无缓盘是咋回事

国产固态硬盘大量使用的HMB无缓方案,会使用一小部分电脑内存(40MB以内)来替代外置DRAM缓存的作用,对于普通家用用户轻度使用的场景,和有缓盘并没有什么两样。

电脑的系统盘一定要用带独立缓存的固态硬盘吗?

实际上有着SLC Cache技术的加持,有缓盘与无缓盘在中轻度使用场景中很难有可察觉的区别,反正目前国内外品牌的PCIe4.0 SSD都能跑到7000MB/s以上的顺序读取满速,SLC缓内4K随机读取速度也都能达到90MB/s左右。

那么有了朋友要问了,有缓盘与无缓盘的随机性能到底差了多少?

这玩意儿我还真实际测试过,就以大家比较熟悉的QD1 4K随机读写性能举例吧。

像Solidigm P44 Pro、三星SN850X、三星990 Pro这类有缓旗舰盘搭配了外置DRAM后,缓外Q1T1 4K真实随读速度能达到65MB/s以上。相较而言,国产PCIe4.0 HMB SSD的速度大多在30-40MB/s之间,PCIe4.0有缓SSD的速度大多在55MB/s上下的样子。

电脑的系统盘一定要用带独立缓存的固态硬盘吗?

而如果使用EZFIO或者SNIA SSS-PTS等专业测试方法对比的话,还可以发现有缓盘在高负载读写的情况下,其延迟表现也要比无缓盘强一些。

再举个简单的例子,大家可以使用3DMark或者PCMark 10对自己的SSD进行测试,在空盘下有缓盘与无缓盘的分数差距并不会很明显,但是在SSD高占用的情况下,无缓盘的性能损失会比有缓盘更加明显。

还有就是在ezFIO测试时,使用128K数据随机写入填盘两遍的预处理过程中,990 Pro这种有缓盘可以达到300MB/s左右的速度,无缓盘可能就只有40MB/s左右了。

不过不用担心,还是那句话,游戏用户和中轻度负载用户不大会察觉到这个区别,只有跑分的时候差距才比较明显。

四、有缓盘/无缓盘推荐

目前公认的消费级旗舰有缓盘无非就3家,西数SN850X、三星990 Pro和SK海力士P41(Solidigm P44 Pro)。

除了P41没测过,其他这几块之前做过横评,其实性能方面属于大差不差了。毕竟都是顶尖产品,谁也不会比谁弱太多。

电脑的系统盘一定要用带独立缓存的固态硬盘吗?

不过其中个人比较喜欢SN850X和SK海力士家的P41、Solidigm P44 Pro。

三星在市场做大之后有点太追求利润率而敷衍了事了,对颗粒和固件明显不如PCIe3.0时代上心,0E门的问题出现后口碑大跌,直到最新的V8颗粒才完全解决了0E隐患,不过2T版本能不能买到V8颗粒还是要看概率的。

倒是4T的990 Pro是真不错,用上了新颗粒,还是市面上唯一的单面4T有缓盘,对追求极限、又不想用企业级SSD的朋友蛮适合。

Solidigm P44 Pro和SK海力士 P41属于硬件相同、固件略有差异的换皮版本,其中Solidigm由于继承了Intel的技术,在固件实力方面更强。不过可惜的是听说Solidigm面临大裁员,能不能被SK海力士保留还是两说,可能P44 Pro没有后续型号发展了,个人有点担忧质保和后续固件升级的问题。

综合来看西数SN850X虽然主控制程更老,发热大了点,但总体给人的感觉还是更稳一点儿。

不过出于性价比方面考虑,个人其实更推荐直接用国产的一系列无缓SSD完事儿了,毕竟真的要便宜太多太多。在使用体验差不太多的情况下,还是钱包更重要点儿。

这里推荐预算够、又想支持国产SSD事业的朋友优先选致态的TiPlus7100,毕竟是咱们国产NAND厂商长江存储旗下的唯一亲儿子品牌,也没有X2-9060颗粒的隐患问题。

然后还想追求更高的性价比的话,那就可以考虑第三方国产SSD了,这里推荐几款有自行封装NAND颗粒能力的厂商推出的品牌:雷克沙(江波龙)、光威(嘉合劲威)、宏碁掠夺者(佰维)。

这几家虽然晶圆还是长江存储出品,不过起码自己封装的颗粒自己用,用最朴素的想法来推断,正常情况下颗粒的封测标准大概率是要更可控一点儿。

最后把海康C4000也列上推荐名单,其颗粒质量也相当有保障,再说了联芸主控就是人自家集团控股的产品,固件方面肯定也没得挑毛病。

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