东芝TR200固态硬盘小测及缓存与掉速探讨

趁着这段固态硬盘大跌价又入了一块TR200 480G，借着简单开箱测试，主要探讨下固态硬盘缓存的一些问题。

TR200已经卖很久了，关于这块盘的评价也是二级分化，喜欢的人看重它的东芝原厂BiCS3闪存，看不上的人吐槽它的性能一般，尤其是缓存容量不大，缓存一旦用完就只剩100多兆的顺序写入。

电脑里好几块硬盘同时用，TR200的温度总是最低的那个，除了主控本身发热不大，金属外壳的也对增强散热效果有一定帮助。那些用塑料外壳的高温SSD真的应该检讨一下物理常识。

工具箱和固件升级：

到手后就安装了东芝SSD Utility工具箱软件，提示有新固件更新可用。

如果你买TR200回来是打算当系统盘用的话，最好先挂副盘联网升级最新固件。因为TR200作为系统盘时是没法升级固件的，只能通过工具箱制作可引导优盘的方式曲线升级，所以还不如从一开始就作为副盘检测升级到最新。

简单的性能测试：

TR200是无外置DRAM缓存的（下文种会具体讨论缓存的话题），不过4K单线程读取并不差。

PCMark 8存储性能测试，以下测试是作为副盘进行的，如果作为系统盘测试，分数可能会略低一些。这个分数不算高，但过半盘使用后性能不会下降，这点现在很难得（会掉速的盘太多了）。

个人评价：

优点：定制固件（群联主控东芝SBFA固件）、原厂BiCS3闪存、金属外壳、工作温度低、性能稳定不掉速。

缺点：缓存容量不大，缓存外写入速度一般，不适合当移动固态硬盘拷贝文件。

重点的缓存讨论：

我想多花一点篇幅写下固态硬盘的缓存，主要是看不下去有些错误说法被反复传播了。以下主要讨论固态硬盘缓存以及掉速的关系。

大家平时说的SSD缓存其实有两种，一种是固态硬盘里的DRAM芯片，是传统意义上的硬盘缓存。另外一种缓存说的是SLC缓存，是用TLC模拟SLC进行读写，加速写入速度的临时缓冲区。

DRAM缓存现在很多SSD因为成本原因都省去了，不光是SATA固态硬盘，包括大家认为“比较高级”的NVMe SSD里也有相当一部分是无缓存或者不足容量缓存的。

省掉DRAM缓存的副作用是随机寻址能力下滑，因为只能依靠固态硬盘主控里的小容量SRAM存储FTL闪存映射表，主机传过来的LBA逻辑地址和闪存实际存储位置的PBA物理地址需要更长时间读取和转换，所以影响的是4K随机读写效能。但是通过主控和固件优化之后无DRAM缓存SSD的随机读写性能未必就差。TR200就是个例子，前边性能测试部分有测试图。

SLC缓存则是几乎所有TLC/QLC固态硬盘都会拥有的，目的是为了减少闪存写入速度比读取慢而带来的性能差距，同时也降低了闪存编程算法的复杂度。SLC Cache有很多商品名，比如三星把他叫做TurboWrite，闪迪叫它nCache，反正都是一种东西。下图是840Evo时代三星对SLC Cache原理的介绍图，代表的是下文中会提到的固定容量SLC模式。

如果一次性写入的数据量不大，SLC缓存的提速效果是很明显的，但在这之后，固态硬盘主控必须趁着空闲时间赶紧把SLC模式写入的数据再还原成TLC/QLC的状态，不然这张盘的可用容量可就不够了：TLC模拟SLC写入可是占了3倍正常存储空间的。

会导致固态硬盘掉速（越用越慢）的不是DRAM缓存，而是SLC缓存，更准确的说是全盘SLC模式的SLC缓存（把几乎全部TLC空间都用于模拟SLC写入）。最典型的例子是慧荣SM2258XT，用这个主控的盘非常多，碰到过几块都是会掉速的。

全盘SLC算法的盘缓存容量很大，但因为主控要随时处理全盘SLC算法多侵占的用户空间，随着盘内数据增多逐渐吃力起来。这类固态硬盘在空盘状态和使用超过一半容量之后分别跑一次PCMark 8存储测试，你会看到截然不同的性能水平（鸡血Vs龟速）。

而东芝TR200和其他少部分SSD的SLC缓存是固定容量的，不如全盘SLC模式的容量大，但不管盘内空间剩余多少，空闲状态下的可用SLC缓存容量都基本不变，并且在接近满盘使用时PCMark 8存储测试成绩也不会衰减。

写到这里应该基本说清楚问题了，引发固态硬盘掉速的原因有很多，但缺少DRAM缓存并不是其中之一。虽然无DRAM方案理论上没有性能优势，但并不会有“掉”速的现象。另外，有没有DRAM缓存跟全盘/固定SLC缓存是无关的，现在SATA固态硬盘里无DRAM缓存的是主流。

全盘SLC算法空盘成绩漂亮，也更适合用作移动固态硬盘大量拷贝文件写入，但有利必有弊，用做系统盘使用它有掉速的毛病。它掉速“掉”的是日常使用性能，从PCMark 8存储测试成绩可以发现其掉速之严重。

固定SLC算法的固态硬盘，缓存容量不会很大（受到二级OP预留空间的限制），拷贝大文件不是长项。不过电脑系统盘和移动硬盘不一样（容量限制、用途不同），随机读取性能、尤其是低队列深度下的随机读写效能远比顺序写入速度更有用。这个道理从英特尔的傲腾内存也可以看出——只不过傲腾内存的容量太小了，容量够大的傲腾SSD又太贵了。