固态硬盘缓外写入到底是个啥？

今天，新一期的装机不求人，就一起聊聊固态硬盘的缓外写入。

既然有缓外写入，自然便会有缓内写入。想要理解缓内缓外，我们需要从固态硬盘内部结构和发展逻辑聊起。所谓“缓”，指的便是固态硬盘内部的人为设计的高速缓存空间，也就是slc缓存区，至于为何要设置这一区域，实际上是一种性能和价格的妥协。

我们知道固态硬盘的核心架构便是闪存颗粒，根据闪存颗粒内部单位电荷数组成的不同，分为SLC、MLC、TLC、QLC以及即将问世的PLC，因其内部分别排列有单颗，双颗，三颗，四颗乃至五颗电荷数，有所区分。根据电磁学基本原理，颗粒内部电荷数越少，信号传输性能，抗干扰能力便越强，同时在制造成本上也越高，成反比。

闪存架构图

于是早期采用SLC颗粒的固态硬盘，基本卖到了天价，无法实现量产和普及；因而内置更多电荷数的MLC/TLC/QLC固态硬盘便成为了市场主流，可这个时候出现了新问题，随着电荷数增加，普及的提速，早期固态硬盘的写入性能却持续下降，相较于常规HDD的优势不复存在。

图源于互联网

为了解决这个问题，业界引入了SLC缓存技术，该技术是通过主控机制和固件，在闪存颗粒内部划分独立的空间，模拟SLC颗粒工作模式，在一定空间和时间内部发挥堪比SLC颗粒的写入性能，基于独立空间即OP空间消耗完毕前后的速度不同，便有了缓内写入，缓外写入。

虽说当下主流固态硬盘基本都采用了SLC缓存技术，并存在缓内外性能较大的写入差异，但从实际体验和应用场景而言，缓外性能对于大多数用户是没有太大意义的。

其背后主要是源于缓外性能出现的场景和用户实际应用场景，不匹配不重合，或者更加直白一点，普通用户很难消耗完缓内空间，而进入缓外空间，迫使固态硬盘启动缓外性能。

这一点上，我们需要从固态硬盘工作机制聊起，常规应用场景下，例如游戏、办公，甚至于严苛一些的内容创作，后期剪辑等存储模型下，更加考验固态硬盘在4K随机性能上的表现，这些存储模型的突出特点便是细碎，高频，随机性较大，比较考验主控调配，闪存的响应，在负载、顺序性能方面需求较小。

消费级应用场景很难让SSD进入稳定态

即使在顺序性能方面需要较大的，诸如素材的拷贝，游戏、电影文件的备份和装载等任务中，固态硬盘内置的GC和Trim机制的双重作用下，性能也会始终维持在一个较为稳定的性能，虽然也会出现一定时间的降低，可随着该机制的不断作用，性能又会逐渐回归到正常性能，直至任务结束，除非出现极为夸张和不正常的全盘写入，或是短时间内的多次写入，强行让固态硬盘进入稳定态，展现缓外性能，否则在正常应用场景中，几乎很难触达固态硬盘的稳定态。

既然缓内外性能没啥实际意义，我们是不是可以直接忽略或放弃呢？

其实，也不能如此武断，SLC缓存技术的存在，在极大程度上解决了性能和成本的突出矛盾，并随着该技术的发展和进步，现阶段的SLC缓存近乎能够，提供日常生活的绝大多数应用性能的需求。

同时在主控内置GC和Trim机制的全面协助下，SLC缓存技术更是衍生出了全盘缓存，自定义OP空间等各种分支，可以让用户根据需求，自由定义固态硬盘性能和容量的取舍，毫不夸张的说，SLC缓存技术是推动固态硬盘普及的最为重要的一步之一。