东芝RC100 M.2 NVMe固态硬盘HMB特性解读

　　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。