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东芝RC100 M.2 NVMe固态硬盘HMB特性解读

2018-08-22 15:50 作者:萧亦 来源:硅谷网综合 HV: 编辑:GuiGu 【搜索试试

东芝RC100是一款非常特殊的NVMe固态硬盘,它使用M.2 2242规格,单面PCB布局,能够安装在各种紧凑型笔记本电脑以及普通桌面电脑当中。除了独特的单芯片结构之外,它还是首个应用Host Memory Buffer主机内存缓冲的原厂固态硬盘。

观察结构图可以看到,东芝RC100芯片中封装了PCIE NVMe主控和闪存阵列两部分。闪存部分由多个最新一代64层堆叠技术制造的BiCS3闪存晶粒组成,PCIE NVMe主控内部则集成了小容量的SRAM缓存,没有独立的“外置缓存”芯片出现。

传统的无外置缓存SSD由于SRAM容量不足以容纳全部Look-up-Table闪存查找表数据,需要有独立的外置DRAM缓存芯片来确保性能的发挥,通常LUT表的容量配比是每1GB闪存存储空间需要搭配1MB的DRAM缓存容量。

而在HMB(Host Memory Buffer主机内存缓冲)技术的帮助下,东芝RC100可以调用部分系统内存作为第二LUT表使用。

东芝RC100的LUT查找表最终被分成了三部分,主控集成的SRAM能够直接管理大约1GB容量的范围,加上HMB主机内存缓冲后可以直接管理大约24GB的范围。超出HMB管理容量之外的LUT表则在NAND闪存当中存储。

针对不同大小的工作集,下图展现了在2-24GB范围内,HMB主机内存缓冲对于4K QD1随机读取性能的积极影响。

RC100可以根据数据热度动态调整主控SRAM以及HMB主机内存缓冲当中的LUT表,实现对缓存高效利用。

RC100最高只调用38MB系统内存,这样的设定能够在几乎所有PC平台下得到满足。或许有朋友会问,为何东芝不采用1GB:1MB的比例将完整的LUT查找表全部放入HMB主机内存缓冲当中?这是因为Windows操作系统架构上的限制,HMB使用的内存必须专用于非页面缓冲池,并且锁定到主机无法重新分配的特定物理地址,从而限制到主机内存的效率。

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