稳定性
稳定性
Direct Write
SSD中针对3D NAND Flash的写入技术
在使用TLC (Triple-Level Cell) 或QLC (Quad-Level Cell) NAND Flash的固态硬盘 (SSD)中，为提升写入性能，通常会通过SLC缓存区 (SLC Cache，实作上为pseudo-SLC模式) 来暂存数据，即是将TLC或QLC NAND Flash使用pseudo-SLC模式操作来提升写入速度的技术。然而，在特定情况下，SSD可能会略过这个缓存区域，直接将数据写入TLC区域，这种行为即称为Direct Write。了解其原理与影响，对于选择合适的SSD产品是关键的参考依据。
TLC与 SLC Cache技术背景
TLC NAND每个储存单元 (Cell) 可储存3个位，具有高储存密度与低成本优势，但其写入速度相较于SLC或MLC等NAND Flash较慢，因TLC需要较长Program Time来完成写入。为了克服这些限制，多数SSD使用一部分TLC区块以pseudo-SLC模式运作 (即仅储存1个位)，形成暂存快取区，借以提升短时间内的写入速度。
什么是Direct Write ?
Direct Write是指数据不经过SLC缓存区，而直接写入TLC区域的过程。这种情况可能出现在以下情境：
- SLC缓存区容量已饱和或暂时无法使用
- SSD固件判断该数据为冷数据
- SSD固件设计为无快取模式，以追求性能稳定或耐久性
建兴储存自主研发团队所优化的Direct Write技术，是用于强化写入性能稳定性所设计的SSD固件技术，能够在高负载情境下维持稳定的持续写入速度，通过减少写入过程中的延迟与冗余步骤来达成其目标。Direct Write技术的关键优势在于能够将数据直接写入NAND Flash，而不过度依赖SLC缓存区。借由减少不必要的数据传输步骤，消除中间缓存区，简化数据写入路径，从而确保SSD在密集写入任务中维持一致且稳定的性能表现。
Direct Write适合的应用
建兴储存的Direct Write技术特别适合用于长时间、频繁连续写入的应用场景，例如：
-
不启用写入快取的工控/嵌入式系统
- 边缘设备的感测数据写入
- 工业自动化机台数据纪录 -
需可预测延迟与低写入放大的高可靠应用
- 专业视频制作与实时影音串流
- 车载影像记录系统 -
长期数据保存设备 (如纪录器)
- 影像录像 (Network Video Recording)
- 监控系统 (Surveillance)
这些应用具备实时处理、连续性强、高分辨率、长时间运作、零容错空间等特性，因此写入性能稳定性至关重要。Direct Write技术可以实现无缝的数据撷取与储存，有效避免延迟、掉帧、文件毁损或记录中断等状况，能够稳定处理大量连续数据写入，避免性能波动，让记录数据时具有恒定的连续写入速度，并确保影像内容质量与运作不中断的储存性能。
为何选择Direct Write SSD ?
未经过特别设计的SSD，往往难以应对长时间、连续密集写入大量图像文件所带来的挑战，当硬盘无法实时处理大量涌入的数据时，便可能出现性能瓶颈、写入延迟，甚至导致数据遗失。此情况在依赖SLC Cache的SSD中更为明显，一旦快取用尽后会导致写入速度急剧下降，严重影响系统性能稳定性。Direct Write技术克服了性能急降的挑战，通过消除对SLC快取机制的依赖，长时间持续提供稳定、可预测的写入性能。即使应用于4K高分辨率影像连续录制或24/7全天候运作的高负载情境，依然能维持稳定一致的储存性能。凭借其坚实稳健的性能表现，使搭载Direct Write的SSD成为影像录制与连续写入密集应用的理想选择。
Direct Write是3D NAND Flash架构SSD中的一项核心写入策略，在不同应用情境下提供性能、耐久与一致性的平衡选项。了解其运作模式与技术原理，有助于系统设计者根据实际需求调整快取配置与SSD使用策略。如欲进一步了解建兴储存的SSD架构或查询支持Direct Write技术的产品，欢迎联系我们找寻合适的解决方案。
备注：本文所称「SLC缓存区」或「SLC快取」是指于TLC或QLC NAND Flash上以pseudo-SLC模式所建立，用以仿真SLC行为的缓冲空间，并非原生SLC NAND。
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