QLC、DRAM Cache、SLC Cache到底是什么?

今年市场上的SSD迎来一波热潮,同时也加速了大容量SSD的崛起,目前SATA接口在市面上已发表的产品中,容量最大的约莫落在16TB左右,像十铨科技就发表过一款QX 2.5” SATA SSD,拥有高达15.3TB的超大容量,那么,究竟是什么技术让原本只有512GB~1TB左右的SSD可以一跃上到16TB?另外,常听到的DRAM Cache(DRAM緩存)、SLC Cache(SLC快取)究竟又是什么?能为SSD带来什么实质的帮助呢?

今天我们就来为各位深度解析这些SSD的技术,希望能协助大家在挑选SSD时有更清楚的认知,再也不会被各式各样的名词弄得头晕目眩眼花撩乱。
 

QLC


全名Quad-Level Cells,是每个存储单元(Cell)可记录4个位(bit)的NAND闪存。由于每个单元具有其标准尺寸,因此相比于SLC、MLC、TLC来说,在同样的存储单元下,倍增的晶体管数就能提供越多的存储容量。我们换个简单的方式来说,就是小时候学的“密度”的概念,同一间教室里,能挤下更多的小朋友,同时被教育的人数就更多。
 
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However, I don't know if you have noticed the keywords: "a part of the space", yes, when the sequential write capacity reaches the upper limit of "a part of the space", the read/write speed will drop back to the original value of TLC NAND Flash. For SSDs without DRAM Cache on the market, the indicated read/write speed is basically measured using the SLC Cache function.

Compared to DRAM Cache, SLC Cache is stored in TLC NAND Flash, so if it is not erased purposely, the data can be saved continuously and will not disappear due to power off.

Take TEAMGROUP's products, for example, there are 2.5" SATA SSD series with DRAM Cache and series without DRAM Cache. They are VULCAN SSD and VULCAN G SS

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但相对需要承担的状况则是QLC需要同时控制更多组的电压,写入机制会更复杂,在可靠度、寿命等方面天生就有其限制。以前面的例子继续举例,一次教育更多的小朋友,教学难度提高,更难把握每一位小朋友的学习记忆成果。

这也是为什么在大约2018年QLC产品刚出来接受市场洗礼时,一直有关于耐用度方面的疑虑及挑战声音出现。

不过!!!那只是先天的局限,我们可以藉由改善老师的教育方式、新增教学仪器等等的做法来提高小朋友的记忆成果嘛,所以在QLC拥有了更新的制程、更强大的芯片堆栈架构后,其实大家会发现近期推出的QLC SSD无论是在读写效能还是耐用度上其实已经非常接近TLC SSD的水平,过去曾引起讨论的耐用度问题也就不需要再特别担心。

于是在技术进步以及密度增加的前提下,SSD的容量直接跃升到了新的境界,单颗Flash芯片可做到1TB,并在总共16颗Flash芯片的状况下,达成了令人惊艳的15.3TB QX SSD,既而陆续会推出向下的8TB以及4TB产品,大家可以期待一下。
 
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DRAM Cache(DRAM緩存)、SLC Cache(SLC快取)



这两个名词其实很常被各家厂商拿来用在SSD特色上,但有很多消费者不太明白这两者的差异时,会觉得明明都有Cache但价格怎么有差,读写速度也有差,阿是不是厂商在骗人!!

騷年且等一下~厂商都没有骗人,请各位缓缓先不要急~

DRAM Cache和SLC Cache确实是完全不同的概念,但都有一个“Cache”,就代表它们实际上都能做到“缓存”的动作,换句话说,都带有“加速”的目的,只是加速的原理和逻辑不同,成本也不同,就进而产生了刚刚前面可能发生的误解,让小编细细为各位道来。

先来看看DRAM Cache(DRAM緩存)吧,它是在SSD电路板(PCB)上一个独立的芯片,与SSD主要组成的Flash IC芯片和主控(Controller)不同,这颗DRAM芯片在SSD内负责的工作,就像一般内存在计算机运行过程中所负责的一样,都是暂时存放部分数据,进而达到加速处理的目的。

也因为有了这个暂存的功能,让很多读写过程是可以直接使用暂存内的数据,速度上会比从头开始快很多,但同时也和内存一样,只要关机断电就会自动清除数据。

SLC Cache(SLC快取)就不是一个独立的外置芯片了,既然会叫Cache就代表它实际上并不是真的SLC闪存(NAND Flash),而是在TLC或QLC的闪存芯片(NAND Flash IC)中,划分出部分空间用来模拟SLC的写入方式(每个Cell中只写入1bit数据),这样就可以有效提升SSD在读写上的表现。

但各位不知道有没有注意到一个关键词:“部分空间”,是的,当连续写入的容量到达“部分空间”的上限后,读写速度就会降回原本TLC闪存(NAND Flash)的数值,而一般现在市面上不带DRAM Cache的SSD,所标示的读写速度基本上都为使用SLC Cache功能下所测得的数据。

而相比于DRAM Cache来说,SLC Cache由于是存在在TLC闪存(NAND Flash)内,所以若是不特别进行抹写,数据是可以持续保存的,不会因为断电而消失。

举十铨自家的产品来说明可能比较不会有争议,在2.5” SATA SSD中就有一个系列是含有DRAM Cache以及不含DRAM Cache的,它们分别为VULCAN SSD以及VULCAN G SSD
 
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这两款固盘就是这个主题典型的例子,VULCAN SSD带有DRAM Cache,读写速度约落在560 / 510 MB/s,而VULCAN G SSD则是不带有DRAM Cache但是具备SLC Cache的产品,读写速度约落在550 / 500 MB/s,仅就读写速度来看差异并不大,但若是使用HD TUNE这套硬盘工具软件做大容量的连续读写时,就可以发现VULCAN SSD相较于VULCAN G SSD来说更能在连续读写时维持稳定速度。

不过各位不用太纠结,这两款产品本身就因成本不同而有价格上的不同,面向的客群定位也不同:若你是性价比至上的小伙伴,那么我推荐你选择VULCAN G SSD就对了,用最省钱的价格即可换来优秀的读写效能;若你是有大档案读写需求或是追求效能体验的,那么选择VULCAN SSD则是这类群众的合适选择。

好啦,今天的内容就介绍到这,这篇相较于前几篇来说介绍的知识点较多,读起来也会稍微枯燥,但小编还是希望能偶尔提供类似的文章,让大家更能明白自己所使用的产品到底是怎么在运作的,也帮助大家减少因为不懂而买错的状况,我们下期见~

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