寫入降速控制進化，WD Red SA500 1TB 與 4TB 版本簡單比一比

先前介紹 WD Red SA500 4TB 這款固態硬碟，在 HD Tune Pro測試過程中發現，寫入速度變動集中於 350～400MB/s 範圍內，並未出現典型的降速跡象。這讓人不禁心生好奇，像 1TB 之類較小容量版本，是否會出現一般預期中的降速變化，又或者同樣也讓人感到驚喜呢？

延伸閱讀：專為 NAS 加速應用打造，Western Digital WD Red SA500 4TB 實測

以下藉由 Western Digital 另外提供的 WD Red SA500 1TB 樣品，進行簡單測試驗證與探討，並試圖從中窺探 TLC 3D NAND 的進化。相同測試模式所得結果如下列，新取得的 WD Red SA500 1TB 版本，測得最大值 394.5MB/s、平均值 378.3MB/s，速度變動集中在 340～400MB/s 範圍內。

而先前的 4TB 存檔數據為最大值 398.8MB/s、平均值 377.1，速度變動大多落在 350～400MB/s 區間。兩相比較以可發現，1TB 版本也是沒有出現典型的降速變化，或說並不怎麼明顯、沒那麼容易察覺，這般寫入表現可算是相當不錯。對於這結果，試著簡單從組成結構等面向，來推敲可能原由。

SLC、MLC、TLC、QLC 等類型快閃記憶體，是透過電壓（稱為閾值或臨界值）來控制寫入（program）動作，像 SLC 只需要 0 和 1 這 2 種簡單組合。反觀目前普遍應用的 TLC，數位邏輯控制組合達到 8 種，相較下寫入延遲必然拉長，反映出來的結果就是寫入速度較低。因此在快閃記憶體演變過程中，新進者的寫入速度，基本上是每況愈下。

環顧市售固態硬碟產品可發現，同系列不同容量版本的寫入速度，容量較小者通常是會稍低一些。因為實務上構成固態硬碟時，裸晶總和數量 / 容量密度關係式，也左右著存取速度。在採用相同世代快閃記憶體的前提下，好比是現在常見 512Gbit（64MB）世代製品，組合 1TB 和 256GB 產品所需裸晶數量相差 4 倍，總和理論最大寫入速度自然有別（這邊姑且不論封裝、顆粒數量等變數）。

有鑑於先天架構現制，晶圓廠自然也不斷改良提升存取速度，畢竟 3D NAND 容量密度一再提升，反向抵銷了積少成多這效用。為進一步彌補寫入速度不足之處，採用 TLC 快閃記憶體的固態硬碟產品，廣為加入 SLC Cache 加速機制，惟飽和之後會出現降速回原形的情況。然而，SLC Cache 設定作用區間節制、飽和之後，完成資料最終寫入動作相對繁複些，所得速度甚至會低於快閃記憶體的實力。


回歸到主題，Western Digital 快閃記憶體策略合作夥伴 Kioxia，先前發布訊息指出 96 層 TLC 3D NAND 製品，寫入速度最高可達 57MB/s 之譜。其裸晶設計容量密度為 512Gbit（64MB），要構成 1TB 容量固態硬碟成品只需要 16 個裸晶，那麼阿 Q 來說合併理論速度能達到 912MB/s。不過這只是個參考方向而已，畢竟快閃記憶體顆粒本身也有等級之分，要構成固態硬碟成品還存在諸多變數。

就個人所簡單試驗 4TB、1TB 容量版本而言，即便 WD Red SA500 用料是理論寫入速度約等 40MB/s，確實有機會構成不俗的寫入速度表現。至於它到底是否有使用 SLC Cache 機制，個人猜測可能還是有，因為可以在 4K 隨機寫入等部分發揮效用。總和來說，當符合顆粒規格等級夠高、裸晶數量夠多、成品容量夠大等理想條件時，TLC 機種的寫入速度已逐漸不再那麼雞肋，以上一些簡單基礎概念供大家參考之。