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小体积大肚量!Toshiba BG4 SSD 1TB 实测更有高代价运用环境表现

admin2020-03-06147

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NVMe SSD 寻求高速的同时,不免陪伴高温废热,控制器耗电量更水长船高,关于小型、行为产物相称不利。Toshiba 除了临盆高速 XG6 系列 M.2 NVMe SSD,同时也针对轻浮导向产物推出 BG4,运用 M.2 1620 或是 M.2 2230 尺寸,统筹体积、容量,实测更有不俗的效能表现。



对准轻浮市场

东芝记忆体即将在本年 10 月 1 日起正式更名为”铠侠 (KIOXIA)”, 东芝记忆体所临盆的 NAND 型快闪记忆体 BiCS 系列,为多半 SSD 内部快闪记忆体选用的主力颗粒之一,最新大批量产出货的 BiCS 4 世代,内部采纳 3D 堆叠体式格局架设 96 层,相对前一世代 BiCS 3 的 64 层,单一面积贮存密度提拔不少,能够在一样封装面积、体积供应更高的贮存容量。



东芝记忆体自家品牌也运用 BiCS 4 推出 2 个客户级系列产物,离别为专注于高速运用的 XG6 系列 M.2 2280 NVMe SSD,别的 1 个则是本日主角 BG4 系列 M.2 1620、M.2 2230 NVMe SSD。后者重要市场目标为轻浮导向的电脑产物,如小型、迷你型桌上型电脑、笔记型电脑、嵌入式装配,亦可作为伺服器的开机碟用处。



Toshiba BG4 1TB 规格



  • 产物型号:KBG40ZNS1T02
  • 表面情势:M.2 M key 2230
  • 介面速率:PCIe 3.0 x4 NVMe
  • 容量:1TB
  • 写入寿命:未知
  • 电源需求:3.3V
  • 别的:1500000hrs MTTF

小体积、大容量

东芝记忆体 BG 系列 NVMe SSD 以轻浮短小为重要诉求,将 SSD 控制器晶片与自家 BiCS 快闪记忆体晶片封装在长宽 20 x 16(mm)的 BGA 当中,最小能够以 M.2 1260 尺寸直接焊在电路板。假如须要可抽换产物的规格,同时也供应 M.2 2230 尺寸可供挑选,采纳寻常的 M.2 插槽key M 插卡体式格局装置。



现在 BG 系列最新一代为 BG4 产物,特征为采纳自家 BiCS 4 3D 堆叠 96 层 TLC 纪录情势快闪记忆体,由于单元面积可贮存的容量变多,相较前一世代 BG3 采纳 BiCS 3 64 层堆叠,BG4 多出 1024GB/1TB 容量规格,让挑选性变得更加普遍,须要大容量的运用情境也无需改用 M.2 2280 产物。



 ▲ BG4 仍采纳与前一代 BG3 雷同的 M.2 1260 与 M.2 2230 规格(图片所示为后者),但因采纳新一代贮存容量密度更佳的 BiCS 4 快闪记忆体,除了过往 128GB、256GB、512GB,更新推出 1024GB/1TB 容量品级可供挑选。



此次我们评测的产物为 BG4 1024GB/1TB 容量品级,采纳插卡式 M.2 2230 封装,为市面上尺寸最玲珑的可拆卸式 SSD。BG4 之所以能够保有纤细的身体,主由于 Toshiba 采纳 SSD 控制器与 NAND 整合封装成单一 BGA 情势,1TB 版本 M.2 2230 电路板上唯一 1 个标示为 KBG40ZPZ1T02 黑色晶片与 3.3V/1.8V/1.2V 转换电路。



 ▲ 本次测试品项为 Toshiba BG4 1024GB/1TB 容量版本,表面规格采纳 M.2 2230-S3 单面上料设想。



 ▲ BG4 1024GB/1TB 容量版本于 M.2 2230 正面焊上 1 个标示为 KBG40ZPZ1T02 黑色晶片,若为增援 SED 自我加密版本,将变更加 KBG4AZPZ1T02。



 ▲ BG4 电路板反面并未焊有零组件,以便相容轻浮型电脑产物内部狭窄空间。



BG4 透过 BiCS 4 快闪记忆体晋级最高容量级距,一同封装的 SSD 控制器效能也有所提拔,对外沟通桥梁从 BG3 的 PCIe 3.0 x2 提拔 2 倍来到 PCIe 3.0 x4,让介面频宽不成为传输速率瓶颈。相对 BG3 系列最高循序读取速率为 1520MB/s,BG4 容量全线提拔至 2000MB/s 以上,1TB 版本更可达 2300MB/s。



4K 随机存取表现部份,BG4 128GB 容量级距读写离别为 200000IOPS 与 150000IOPS,256GB 和 512GB 具有雷同的表现 330000IOPS 与 190000IOPS,1TB 则属最高效能表现 390000IOPS 和 200000IOPS。



 ▲ Toshiba BG4 全线容量规格比较表,以后也会推出增援 TCG OPAL 2.01 SED 自我加密型号。



由于产物考究轻浮短小,因而 BG4 采纳 HMB(Host Memory Buffer)手艺,SSD 并未分外装置/封装 DRAM 作为快取记忆体运用,而是透过 PCIe 通道向装置主机借用一部份的体系记忆体。经由实测,BG4 1TB 容量版本将向体系请求 61MB,起码则需供应 23MB 让 HMB 功用一般实行;固然,是不是赋予记忆体、赋予若干记忆体的终究决定权握在 NVMe 驱动程式/功课体系手中。



 ▲ HMB 功用能够让 NVMe SSD 向主机商借 1 小部份记忆体,作为 SSD 快取与别的功用治理运用。



 ▲ BG4 1024GB/1TB 容量版本 HMB 功用,预设向主机请求挪用 61MB(15616 x 4KB)体系记忆体,起码则请求 23MB(5888 x 4KB)。



依据东芝记忆体自行宣布的 BG4 规格书与白皮书,BG4 运作耗电量相较 BG3 一样容量品级,约凌驾 0.2W~0.4W 摆布不等,倘使加进 BG4 效能提拔幅度,BG4 每传输单元的耗电量反而下落很多。BG3 512GB 每 MB/s 单元读取、写入需消耗 0.97mW 和 1.16mW,但 BG4 1024GB 却只需 0.78mW 和 0.98mW,离别下落约 19.6% 和 15.5%。



 ▲ BG4 效能提拔的同时,每读写 MB/s 单元耗电量也随之下落。



 ▲ BG4 1024GB/1TB 容量版本现实可用局限为 976762MB,约为 953.87GB。



 ▲ 透过 CrystalDiskInfo 软体视察 BG4 1024GB/1TB 资讯,介面采纳 PCIe 3.0 x4,增援 NVMe 1.3 协定,于 Windows 10 桌面待机温度为 41℃。



低伫列深度最佳化

NVMe 协定个中 1 个优于 AHCI NCQ 的革新,在于敕令伫列的改良,AHCI 仅许可单个敕令伫列,伫列当中仅能安排 32 个敕令,也就是寻常所说的伫列深度。NVMe 扩展伫列的范围,可具有最多 65535 个敕令伫列,以便发挥电脑体系多中心处理器的平行运算才能,单个敕令伫列深度则可达 65536 个敕令。



虽然 NVMe 协定许可相称多的伫列以及伫列深度,然则寻常消费市场运用环境,存取事情较为零星,能够现实运用这么多伫列深度的状况并不罕见。BG4 运用重点之一为装置功课体系实行开机使命,因而从以下测试项目反应内容而言,BG4 可说是针对低伫列深度存取最佳化,PCMark 8 Storage 子项目测试拿到相称好的结果。



 ▲ 速食型 CrystalDiskMark 测试,BG4 循序读写可达 2300MB/s 以上,加大对外通道至 PCIe 3.0 x4 有其必要性,4KBQ1T1 表现则与 M.2 2280 高速型 NVMe SSD 相仿。

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AS SSD Benchmark 可显现 BG4 于差别读写测试的速率,以 MB/s 和 IOPS 体式格局离别显现,由于 BG4 强调整合封装小型化才能,因而终究显现分数为 3866 分。而在 Compression-Benhmark 部份,虽然写入速率较具升沉状况,但传输速率大抵不受材料可压缩度影响;另外读取曲线特有的外形,则可看出 BG4 SSD 控制器也许和 Phison 有着不小的关联。



 ▲ BG4 于 AS SSD Benchmark 获得 3866 分,循序写入凌驾 1200MB/s、读取则凌驾 1800MB/s。



 ▲ BG4 在 AS SSD Benchmark 4K-64Thrd 子项目标读取表现为 421603IOPS,写入则是 195709IOPS。



 ▲ 虽然 Compression-Benhmark 写入曲线显现较大的升沉,但 BG4 存取速率应不受材料可压缩度影响。



ATTO Disk Benchmark 透过差别的传输区块大小,供应待测贮存空间的效能参考。BG4 于伫列深度 32 设定,循序读写约莫在 16KB 以后即可到达高速区,最快读写速率离别为 2.26GB/s 和 1.76GB/s。IO/s 部份,写入高速区为 16KB 之前,读取高速区则有些意义,2KB~16KB 才是高速区间,不若别的 SSD 直接从 512Byte 最先。



 ▲ ATTO Disk Benchmark 于伫列深度 32 设定值,BG4 读写速率约莫从 16KB 传输区块大小后进入高速区,最高可达 2.26GB/s 和 1.76GB/s。



 ▲ BG4 于 ATTO Disk Benchmark IO/s 表现有其特别的地方,读取表现最高效能约在 2KB~16KB 之间,别的 SSD 大抵从 512Byte 最先就是高速区间,以后依序递减。



综合读写测试 Anvil's Storage Utilities,BG4 缴出总分 11072.5 分,读取与写入分数各自约占 5150 分和 5900 分。PCMark 8 Storage 透过模仿游戏、内容创意软体、办公室软体的读写状况举行测试,BG4 于此缴出相称亮眼的结果,总分为 5100 分,频宽为 688.31MB/s,比起当今多半 M.2 2280 NVMe SSD 表现还要好,这示意 BG4 在一样平常现实运用部份相称优异。



 ▲ BG4 于 Anvil's Storage Utilities 测试缴出 11072.5 分。



 ▲ PCMark 8 Storage 模仿一样平常功课读写状况,量测贮存空间的现实运用效能,BG4 在此获得 5100 分、频宽 688.31MB/s 的好结果。



在 BG4 官方白皮书当中,清晰纪录本款 SSD 增援 SLC 写入快取,加快写入速率。以 HD Tune Pro 量测,1024GB/1TB 容量版本 SLC 快取区间约为 16GB~17GB,此区间内的写入速率约为 1300MB/s~1350MB/s,之外的 TLC 现实写入速率约为 650MB/s 摆布。若以 IOMeter 量测,去除档案转换累坠的 TLC 实在写入速率约为 680MB/s 摆布,



 ▲ HD Tune Pro 量测 BG4 1024GB/1TB 容量版本的 SLC 快取区间约为 16GB~17GB 之间,写入速率约为 1300MB/s~1350MB/s,之外 TLC 空间写入速率约为 650MB/s。



 ▲ IOMeter 量测 BG4 TLC 实在写入速率约为 680MB/s 摆布。



透过可程式化才能相称不错的 IOMeter,来检视 SSD 于脏蝶状况的一致性效能表现,先向 BG4 写入 2 倍以上容量材料,紧接着实行 3 小时 4K 100% 随机写入,每 5 分钟输出 1 次 IOPS 数值。BG4 由于产物定位以及快闪记忆体封装数目的关联,IOPS 未达 1 万以上,但剖析团体材料趋向图,IOPS 曲线斜率为正值,示意 BG4 即使在负载相称吃重的运用,仍可保持肯定水准的效能表现。



 ▲ BG4 1024GB/1TB 于 IOMeter 一致性测试表现非常优越,IOPS 随着时候过去持续上升。



 ▲ BG4 1024GB/1TB 于 IOMeter 一致性测试细致数据。



伫列深度关于 BG4 的效能表现影响,此处一样运用 IOMeter 举行测试,采纳 4K 100% 随机、读取 70%、写入 30% 设定。测试结果与先前推论结果雷同,BG4 是款针对低伫列深度最佳化的 SSD,IOPS 存取表现虽然随着伫列深度加深而生长,但最高效能出现在伫列深度 1024,今后即使加深伫列深度,IOPS 表现仍旧是 15000IOPS 摆布。



 ▲ BG4 1024GB/1TB IOMeter 4K 100% 随机、读取 70%、写入30% 的伫列深度测试结果,伫列深度 512、1024 表现为 54000IOPS 以上,更深的伫列深度没法提拔效能,保持在 15000IOPS 摆布。



 ▲ IOMeter 4K 100% 随机 70% 写入、30% 读取,BG4 1024GB/1TB 的 IOPS 效能材料。



迷你大肚量、运用不脱链

透过 BGA 单一封装,东芝记忆体胜利让 NVMe SSD 体积缩小至 M.2 1260 或是 M.2 2230,能够装入小型、迷你型电脑、轻浮笔记型电脑当中,BG4 并透过新一代 BiCS 4 3D 堆叠 96 层快闪记忆体,将最大容量提拔至 1TB 品级,效能部份更于 PCMark 8 Storage 获得 688.31 MB/s 频宽,以至逾越很多强调高速读写的 M.2 2280 NVMe SSD。



 ▲ BG4 于 IOMeter 效能一致性测试当中,控制器感知温度为 62℃(室温 25℃),官方运作环境温度标示为 0℃~85℃。



另一方面,小型、迷你型电脑能够会碰到的问题为散热结果受限,BG4 于猛烈操驾环境,S.M.A.R.T. 报答温度唯一 62℃,这是未装置散热片的数值,如果现实装置于轻浮型笔记型电脑,加装导热垫透过内部电路版或是金属外壳散热,数值另有能够更低。BG4 相关于 XG6 SSD 而言,在小体积当中具有不错的容量比值,效能与温度实测更有令人满意的数值。



 



厂商资讯

台湾东芝记忆体 https://business.toshiba-memory.com/zh-tw/top.html



东芝记忆体即将在本年 10 月 1 日起正式更名为”铠侠 (KIOXIA)”



产物资讯

Toshiba BG4 Series



延长浏览

  • 导入 96 层 3D 堆叠 BiCS4 快闪记忆体,Toshiba XG6 1TB NVMe M.2 SSD 测试

测试平台

  • 处理器:Intel Core i7-8700K
  • 主机板:GIGABYTE Z370 AORUS Gaming 5
  • 记忆体:Team T-FORCE NIGHT HAWK DDR4 3200 16GB Kit @2666MHz
  • 体系碟:Plextor M9Pe(G) 512GB
  • 功课体系:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1903

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