Dram做什麼？

Sep / 10 / 2021

Sep / 10 / 2021

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。

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。

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。

而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：

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～

本课程重点讲述计算机的内部结构和工作原理，着眼于软件和硬件的衔接互动，注重基本概念和真实系统的对应。

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KH

May 27, 2019

非常有用，相对于我的老师所讲的内容，陆老师讲解得非常清楚，比喻也挺准确的。唯一的一点不好的就是学习人太少，没有老师和助教。

ML

Oct 16, 2018

Very good course, explain complex concepts in simple way!

从本节课中

第七讲 存储层次结构

内容要点：高速缓存，主存

教学方