為什麼有些SSD沒有DRAM? HMB深入解析

固態硬碟(SSD)是現代電腦的速度核心,但並非所有 SSD 的架構都完全相同。在挑選儲存裝置時,你經常會看到兩個類別:一種是板載獨立 DRAM 晶片的高階硬碟,另一種則是價格親民的「無DRAM」硬碟。為了解決無 DRAM 硬碟的速度瓶頸,儲存工程師開發了一項名為 主機記憶體緩衝區(Host Memory Buffer, 簡稱 HMB) 的技術。本文將深入探討 HMB 的運作原理、它如何管理硬碟內部的對照表,以及選擇無 DRAM 的 SSD 對你的電腦配置來說是否划算。

目錄  

沒 DRAM 的 SSD 是怎麼運作的?答:HMB


每一台 SSD 都需要一份「地圖」才能正常運作。這份地圖被稱為 邏輯至物理映射表(Logical-to-Physical Mapping Table, 簡稱 L2P 表),它是由 SSD 控制器內的快閃記憶體轉換層(Flash Translation Layer, 簡稱 FTL)所建立與管理。FTL 的功能是將作業系統發出的邏輯檔案請求,透過這份 L2P 表轉換為快閃記憶體顆粒(NAND Flash)上的實際物理位置。硬碟如何儲存這份地圖,直接決定了它的讀寫速度與壽命。

HMB dramless

 

HMB 利用系統記憶體(RAM)來儲存 L2P 表


現代的 DRAM-less SSD 電路板上沒有焊接昂貴的 DRAM 記憶體晶片。相反地,它透過 HMB(Host Memory Buffer)技術向電腦的系統記憶體(RAM)「借用」一小塊空間。NVMe 協定會與作業系統溝通並配置這塊區域,但這個配置有嚴格的上限,通常只有 64MB。
 

如果可以借用系統 DRAM,為什麼 SSD 還需要有自己的呢?


與之形成鮮明對比的是傳統高效能 SSD。這些硬碟配有獨立的板載 DRAM 快取晶片,並遵循儲存工程學的黃金法則:每 1TB 的儲存容量就配置 1GB 的獨立 DRAM。因此,一台傳統的 2TB 硬碟會有 2GB 的極速記憶體,隨時完整存放整份 L2P 對照表。而使用 64MB HMB 的無 DRAM 硬碟,在管理同樣 2TB 容量時,能用來存放對照表的空間只有前者的幾十分之一。

了解更多:G70 PRO M.2 PCIe 4.0 SSD


HMB 是怎麼取代帶 DRAM 的 SSD?


為了讓區區 64MB 的記憶體視窗能有效管理數個 TB 的硬碟,SSD 控制器極度依賴電腦讀取資料的預測規律:
 
  • 空間局部性(Spatial Locality): 如果電腦讀取了某個檔案,它接下來很有可能會讀取鄰近的資料。
  • 時間局部性(Temporal Locality):如果電腦剛剛讀取了某個檔案,它在不久的將來很有可能會再次讀取它。

HMB 快取會非常聰明地只把最頻繁、最熱門的 L2P 映射表分頁留在這 64MB 的空間裡,讓日常使用的命中率高達 90% 以上。
無 DRAM 的 SSD 在效能上的影響

因為沒有專屬的 DRAM 來存放 L2P 資料位址對照表,當快取未命中時,SSD控制器必須不斷向速度較慢的 NAND 快閃記憶體去讀取對照表。這個過程會產生微小的延遲,導致當資料過於分散時,連續的隨機讀取速度會變慢,尤其是大檔案的轉移。
 

為什麼沒有 DRAM 的 SSD 通常壽命相對較短?


理論上,當電腦請求的資料超出了這 64MB 的 HMB 快取範圍時,就會發生「快取遺失(Cache Miss)」。此時 SSD 控制器必須迅速清空舊的對照表,並從速度較慢的 NAND 閃存顆粒中讀取新的 L2P 分頁。這種將 L2P 表頻繁地在緩衝區與硬碟之間移入、讀寫與更新的行為,會產生額外的寫入次數(Write Amplification),從而在物理上加速閃存顆粒(NAND)的磨損。

然而,這項理論上的壽命劣勢,在將該 SSD 作為副碟(資料碟、遊戲碟)使用時,幾乎可以被完全忽略。原因在於副碟的工作負載特性,天然地規避了上述的物理耗損機制。

 

沒有DRAM的 SSD 是最好的擴充選擇?


超高性價比的副碟:
製造 SSD 時拿掉昂貴的 DRAM 晶片,不僅降低了零件成本,還簡化了電路板的佈線與設計。製造商將這些節省下來的成本直接反映在售價上,這讓 DRAM-less SSD 成為預算有限的文書機、家用 PC 或是專門用來裝遊戲的第二支硬碟(副碟)的絕佳性價比之選。

無DRAM比有DRAM更省電、散熱更好:
DRAM 晶片運作時需要持續供電,且會產生明顯的熱量。無 DRAM 硬碟因為去除了這顆記憶體,從主機板抽取的運算功耗大幅降低。這讓它們具備極高的散熱效率,因此在筆記型電腦與掌上型遊戲機上能有效延長電池續航力並減少機身發熱。

察覺不出的使用差異:
於 HMB 的聰明設計,若不是特別需要大檔案移動或特殊需求的使用者,普通使用者在開機啟動 Windows、啟動大型遊戲或開啟日常辦公軟體時,體驗到的實際體感速度與流暢度幾乎毫無區別。

 

結論


無DRAM的 SSD 絕非劣質產品,而是經過高度優化、定位明確的科技產物。雖然企業級的資料庫高強度寫入,或是專業的 4K/8K 影片剪輯依然需要獨立 DRAM 來提供極致的耐用度與穩定度,但 HMB聰明地向系統借用僅僅 64MB 的記憶體,實現了現代無 DRAM SSD 在低成本、低功耗與流暢的日常使用之間,並找到了最完美的平衡點。
 
需求評估 核心特點與說明


優勢
成本與售價極具競爭力
功耗與發熱量較低
HMB技術的有效彌補
近乎沒有體感差異


適合購買的人群
預算導向的裝機與升級客群
筆記型電腦 / 迷你主機使用者
以存取為主的副碟做使用
推薦購買TEAMGROUP的高性價比NV10000

 


NV10000 是無DRAM副碟的不二首選

TEAMGROUP NV10000 M.2 PCIe 5.0 固態硬碟採用最新 PCIe Gen5 x4 介面,讀取速度最高可達 10,000MB/s,採無DRAM的HMB架構,作為一款價格親民的最新一代的SSD,絕對是有擴充需求的低功耗高性價比的副碟首選。



 

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