個人積分：18分
文章編號：91746022
個人積分：4663分
文章編號：91748759
您可以將主控晶片想像成 SSD 的「大腦」或「交通指揮中心」。當主機（你的電腦）下達寫入指令時，並不是單純地將資料寫入NAND Flash顆粒就結束了。主控晶片需要進行一系列複雜的操作，而這些操作的「智慧程度」和「策略風格」直接決定了最終的寫入放大值。
SLC Cache 的運作與寫入放大的產生
首先，要理解為何會有寫入放大。當您寫入一個檔案到採用TLC或QLC顆粒的SSD時，過程如下：
第一階段寫入（主機 -> SLC Cache）： 資料會先被快速寫入被模擬成 SLC 模式的快取區域。這個階段的寫入速度飛快，且寫入放大接近於1，非常理想。
第二階段寫入（SLC Cache -> TLC/QLC）： 當 SSD 進入閒置狀態，或 SLC Cache 空間即將用盡時，主控晶片會啟動「資料摺疊 (Data Folding)」或「資料搬移 (Data Migration)」程序，將 SLC Cache 中的資料，搬移到實際的 TLC/QLC 儲存區域。
寫入放大的主要來源就在第二階段。 因為將 1-bit 的 SLC 資料寫入 3-bit 的 TLC 顆粒，需要更複雜的電壓控制和資料重組，並且這個過程經常伴隨著「垃圾回收 (Garbage Collection, GC)」。
主控晶片如何影響寫入放大？三大核心演算法是關鍵
不同品牌的主控（如 Phison 群聯、Silicon Motion 慧榮等）或同一品牌不同等級的主控，其內建的韌體演算法有天壤之別。這就是造成寫入放大差異的根本原因。關鍵在於以下三大演算法的優劣與取捨：
1. SLC Cache 管理與資料摺疊策略 (SLC Cache Management & Folding Strategy)
這是最直接的影響因素。主控晶片對於「何時」以及「如何」搬移 SLC Cache 中的資料，有不同的策略：
激進型策略 (Aggressive Folding): 一旦偵測到系統閒置，就立刻開始搬移資料，以盡快清出 SLC Cache 空間，迎接下一次的爆發性寫入。這種方式能保持快取區隨時可用，但如果剛寫入的資料是馬上就會被刪除的暫存檔（如 Windows Update、遊戲解壓縮），那麼這次搬移就成了無用功，平白增加了寫入放大。
智慧型/延遲型策略 (Smart/Lazy Folding): 更聰明的主控會「等一等」，它會判斷資料的冷熱程度。如果某些資料在 SLC Cache 裡停留了一段時間後就被主機刪除了，那它就根本不需要被搬移到 TLC 區域，這次寫入的 WA 值就極低。高階主控會利用其內建的 DRAM 快取來更精準地追蹤資料狀態，做出更優化的決策。
動態 vs. 靜態快取： 主控決定了 SLC Cache 是固定大小（靜態），還是根據硬碟剩餘空間動態調整（動態）。動態調整雖然能提供更大的快取，但也讓主控的管理演算法變得更複雜，如何在高使用率下維持低寫入放大，非常考驗韌體功力。
2. 垃圾回收演算法 (Garbage Collection Algorithm)
當 SSD 空間逐漸變滿，充滿了「有效」和「無效」（已被刪除）的資料頁(Page)時，主控必須執行垃圾回收。它會找到一個含有最多無效資料的區塊(Block)，將其中仍然有效的資料複製到一個新的、乾淨的區塊，然後將舊區塊整個抹除。
這個「複製有效資料」的過程，就是一次內部寫入，會大幅增加寫入放大。主控的智慧體現在：
受害者區塊的選擇 (Victim Block Selection):
貪婪演算法 (Greedy Algorithm): 簡單暴力，永遠挑選「無效頁面最多」的區塊來回收。這樣單次回收效率最高。
成本效益演算法 (Cost-Benefit Algorithm): 更先進的演算法會綜合考慮區塊的「年齡」和「無效頁面數量」。它會避免去動那些剛寫入不久的「年輕」區塊，因為這些區塊的資料可能很快又會變動，從而減少無謂的資料搬移。
背景 vs. 前景回收: 優秀的主控會盡量在系統閒置時，在背景悄悄完成垃圾回收。而效能較差的主控可能在您進行寫入操作時，才被迫在前景色執行垃圾回收，這不僅導致高寫入放大，還會讓您感覺到明顯的卡頓。
3. 耗損均衡演算法 (Wear Leveling Algorithm)
為了確保每個NAND Flash儲存單元被抹寫的次數都差不多，主控需要搬移資料，特別是那些長久不變的「冷資料」（如作業系統檔案）。
動態耗損均衡 (Dynamic Wear Leveling): 只在寫入新資料時，選擇抹寫次數較少的區塊來寫入。這種方式 WA 較低。
靜態耗損均衡 (Static Wear Leveling): 當發現某些區塊的資料長時間不變時，主控會主動將這些「冷資料」搬到抹寫次數較高的舊區塊，並釋放出抹寫次數低的「年輕」區塊給新資料使用。這個過程雖然會增加 WA，但能極大地延長 SSD 的整體壽命。
高階主控（如企業級 SSD）的靜態耗損均衡演算法更為精妙，它觸發搬移的時機和頻率都經過優化，能在壽命和寫入放大之間取得更好的平衡。
結論
總結來說，主控晶片及其韌體，是決定 SSD 寫入放大表現的核心。
有大有小的原因： 不同主控廠商（Phison, Silicon Motion, InnoGrit, Samsung等）擁有不同的專利技術和演算法哲學。即使是同一家廠商，高階主控（如 Phison E18/E26）和入門級主控（如 Phison E21T）在處理器核心、AI運算能力、演算法複雜度上都有巨大差異。這導致它們在面對同樣的寫入請求時，做出的內部決策完全不同，最終呈現出的寫入放大值自然有大有小。
不僅是主控： 當然，其他因素如預留空間 (Over-provisioning, OP)的大小、NAND Flash 顆粒本身的特性以及使用者的工作負載（大量小檔案隨機寫入 vs. 大檔案連續寫入）也會影響最終的 WA 值，但這些因素很大程度上仍需要透過主控的演算法來進行管理和優化。
因此，當您看到兩款使用同樣TLC顆粒的SSD，在長期使用後寫入放大值卻相差甚遠時，幾乎可以肯定，它們的「大腦」——主控晶片和韌體，有著截然不同的智慧水準。
