在之前的科普中有聊到，SLC雖然在容量上和成本上具有劣勢，但是在寫入速度上卻有著一定的優勢。為了使固態硬盤容量可以做的更大，并且讓價格更加親民，目前主流的零售固態硬盤大多數都采用了TLC或者是QLC。因此，我們在固態硬盤中使用部分的NAND模擬SLC的工作模式，那么我們如何才能做到將容量、成本和寫入速度的優勢兼得呢？沒錯，這就是今天要介紹的SLC Cache。
SLC Cache加速的原理
前面有說到，SLC Cache本質是用MLC、TLC等顆粒模擬SLC的工作模式。以TLC來模擬SLC的工作方式舉例。TLC，由于有8個狀態，而SLC只有兩個，那么如果將TLC也標記為兩個狀態，即000~011均認為是0，而100~111均認為是1，也就是說只判斷最高位的狀態，那么控制起來就更加簡單了，同時速度也會大幅度提高，耐久度也有保證。這就是SLC Cache加速的基礎。
SLC Cache的加速策略
1）動態容量
顧名思義，整個固態硬盤根據剩余容量來規劃SLC Cache。這個模式的優點就是如果容量大，會有非常大的緩存冗余，在硬盤空間還不是很飽和的狀態下，寫入數據會非常漂亮，缺點就是隨著硬盤空間的逐漸使用，整個硬盤的性能也會隨著占用率逐漸下降，整個硬盤的使用體驗一致性不強。當然隨著目前固態主控的智能化，主控會更加合理的去劃分空間，以保障在使用過程中盡可能的性能一致，并且固態硬盤的容量也與日俱增，硬盤有更多的空間去給主控規劃，所以說動態策略掉速的問題也因此大大緩解。
上圖為采用動態容量策略的致鈦SC001
2）固定容量
固定容量的SLC Cache通常是SSD廠家通過應用場景的研究，結合SSD的容量設置一個固定的容量大小來做為SLC Cache。需要注意的是，并不是固定容量的SLC Cache用完后就沒有了，而是每當固定容量的SLC Cache用掉一部分后，主控及FW會即時的重新動態的補充新的SLC Cache進來；所以這個“固定容量”其實是綿綿不絕的。只有極少數工況會一次性的把SLC Cache寫完，絕大多數情況下一旦SSD空閑就會立即重新動態劃分SLC Cache, 這樣用戶就始終感到的是高速寫入。
上圖為采用了固定容量策略的致鈦PC005
SLC Cache帶來了哪些好處？
1）極強的寫入爆發力
如果大家了解一點計算機的話，應該都明白硬盤里的數據需要先傳遞給內存，內存再傳輸給其他的硬件。但是軟件或者游戲的安裝往往需要快速完成，這個時候就需要硬盤有極強的寫入爆發力，而將固態硬盤里面的一部分存儲空間用作SLC Cache就能提高固態硬盤爆發寫入能力，在軟件和游戲的安裝中可以更加迅速。
2）防止Lower Page數據被帶壞
當用戶數據寫到SLC時，不存在寫Upper Page或者Extra Page帶壞Lower Page數據的可能。
SLC Cache技術總結
作為緩存技術的一種，SLC Cache彌補了隨著顆粒存儲密度變大的掉速問題。為固態硬盤提供了優秀的爆發寫入性能，以及容量和成本上的優勢。并且隨著主控的能力的逐步提升，未來采用SLC Cache的固態硬盤峰值性能也能有更加長久的保持。所以你對這個技術是什么看法呢？歡迎在下方留言一起討論，我們下期再見～
