發揮自家優秀顆粒潛能,Toshiba XG5 1TB M.2 NVMe SSD 讀寫飆速 說到快閃記憶體製造商,Toshiba 是許多人鍾情的品牌之一,也是許多第三方廠商必選的高品質顆粒。本次參與測試的 SSD 為自家所推出的 M.2 NVMe XG5 系列,縱使並非效能加強版 XG5-P,透過自家的韌體調校功力與快閃記憶體熟悉程度,足夠讓其它廠商的頂級產品俯首稱臣。

 

近來台灣 SSD 市場越來多變化,不僅是採用 64 層 3D 堆疊 TLC SSD 開始大量鋪貨、價格持續下探,更不用流口水繼續羨慕外國地區,口袋夠深的玩家,跑一趟店家或是網購隨手可得頂級款式。而 Toshiba 身為快閃記憶體製造商一員,也送來自家 M.2 2280 NVMe SSD XG5 1TB 進行測試。

Toshiba 買下 OCZ 之後,歷經品牌整併磨合期,也以 Toshiba OCZ 推出數款產品,其中旗艦款式 RD400 推出時間距今已超過 1 年半載,當初的效能王者如今看來也需要配合更新控制器以及顆粒,才能跟上快速變化的 SSD 市場。XG5 依其編號,是為了 OEM 市場所推出的產品,預載在高階電競主機或是輕薄型筆電,是否進入一般零售市場尚屬未知,先行觀察效能表現作為未來產品預習也相當不賴。

Toshiba XG5 1TB 規格

  • 產品型號:KXG50ZNV1T02
  • 外觀形式:M.2 2280
  • 介面速度:PCIe 3.0 x4 NVMe
  • 容量:1TB
  • 寫入壽命:未知
  • 電源需求:3.3V、4.5W
  • 其它:1500000hrs MTTF

1TB 單面設計、耐溫達 85℃

Toshiba 所提供的 XG5 1TB 測試樣品不含外包裝,因此廢話不多說直接進入產品分析環節。XG5 一共推出 256GB、512GB、1TB 等容量版本,每個容量版本的快閃記憶體封裝皆使用不同晶粒容量與數量,1TB 版本應該完全填滿控制器 8 個記憶體通道數量,因此讀寫速度是比較快的 2900MiB/s 和 2000MiB/s,256GB 以及 512GB 的寫入速度則降為 1000MiB/s。

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▲無論版本容量為何,XG5 均為單面上料,以最大的相容性迎合 OEM 廠商產品空間設計。

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▲背部沒有安放任何零件,產品型號壓克力飾板僅供拍照使用,實際產品並未包含。

快閃記憶體顆粒依照官方資料,為 BiSC3 64 層 3D TLC 類型,低容量版本應該都是採用單一晶粒 256Gb 版本進行封裝,1TB 變更為 512Gb 版本。1TB 版本維持採用單面上料設計,使用 2 顆 TH58TFT2T23BAEG,Toggle Mode 傳輸模式、512GB 容量,單顆即具備 4 通道,每通道安排 2CE。

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▲XG5 1TB 版本使用 2 顆 TH58TFT2T23BAEG,單顆容量 512GB。

主要控制器使用 1 個裸晶封裝 Toshiba TC58NCP090GSD 晶片,按照型號比對,似乎與 XG3 以及 OCZ RD400 使用的 TC58NCP070GSB 有著親戚關係,只是封裝不太相同而已,據傳是與 Phison 一同開發的產品。偵除錯部分則交由自家開發的 QSBC(Quadruple Swing-By Code),並針對 BiCS 的相關特性改善。XG5 也提供自我加密 SED TCG OPAL 2.01 版本,以型號開頭 KXG5A 辨識。

XG5 符合 NVMe 1.2.1 規範,並導入 NVMe 1.3 的選用功能 Host Controlled Thermal Management,製造商可以設定 2 個溫度門檻,達到 TMT1 溫度開始進行減速動作,若溫度持續攀升至更高的 TMT2,則以安全性為優先限制表現,此時受到的效能影響就會比較大。XG5 的運作溫度也比一般市售產品 0℃~70℃ 高出許多,控制器運作時可耐溫 0℃~95℃,其餘零組件則是 0℃~85℃。

XG5 加入 TLC 類型 SSD 經常使用的 SLC 快取技術,但容量並不高且為動態配置,1TB 版本格式化可使用容量約為 954GB 左右。IOPS 表現並未揭露,反倒是之後推出容量密度更高的 XG5-P 系列讀寫標示為 320000IOPS 和 265000IOPS,XG5 應該會以此為基準下修。

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▲Toshiba TC58NCP090GSD 控制器晶片,平常躲在型號貼紙底下,可以觀察到底部填膠的痕跡,增加耐衝擊性以及降低熱漲冷縮導致脫焊的機率。

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▲Host Controlled Thermal Management 示意圖。

緩衝記憶體僅安排 1 顆 Nanya LPDDR3-1600 NT6CL128M32BM-H2 4Gb,而不是多少 GB 儲存容量,就具備多少 MB 緩衝記憶體的刻板印象。原廠所提供的技術規格資料並未提及總寫入量,僅提及 XG5 產品壽命無論容量大小,各版本約為 5 年。

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▲1 顆 Nanya LPDDR3 512MB 記憶體做為緩衝之用。

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▲XG5 版本容量規格資訊一覽表。

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▲以 CrystalDiskInfo 偵測相關訊息,支援 NVMe 1.2,非讀寫作業期間的溫度並不高。

多個測試項目締造佳績

第一個測試項目為 ATTO Disk Benchmark,並勾選 Direct I/O 避免使用 Windows 作業系統的緩衝快取機制。XG5 1TB 在佇列深度 8 的 Overlapped I/O 可以發揮最大傳輸速度,最高讀寫分別為 3165MB/s 以及 2160MB/s。至於即時比對寫入讀取資料的 I/O Comparison,或是以上 2 者皆非的 Neither,表現就沒有如此亮眼。

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▲ATTO Disk Benchmark I/O Comparison 項目測試樣本選擇 Random,讀取最快為 2181MB/s,寫入則是 1896MB/s。

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▲ATTO Disk Benchmark Overlapped I/O 的佇列深度調整為 8,讀寫最快能夠擁有 3165MB/s 和 2160MB/s 的表現。

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▲ATTO Disk Benchmark Neither 項目,讀寫速度最快分別為 2531MB/s 以及 1896MB/s。

CrystalDiskMark 讀寫速度表現同樣超越廠商規格數值,循序讀寫分別為 3180.8MB/s 以及 2130.4MB/s。相較其它新一代 TLC NVMe SSD 而言,4KB 佇列深度 8 八執行緒讀取部分較為搶眼,其它產品還在 900MB/s 出頭徘徊,XG5 則有 1249.5MB/s 的讀取速度,相當於快上 25%。4KB 佇列深度 1 單執行緒則稍弱,相當於先前的 MLC 規格的 NVMe SSD。

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▲CrystalDiskMark 4K 讀取部分表現優秀,循序讀寫速度則為 3180.8MB/s 以及 2130.4MB/s,均超越表定規格數值。

受到測試軟體與作業系統相容性的影響,Anvil's Storage Utilities 以及 AS SSD Benchmark 測試時均關閉寫入緩衝區排清功能。Anvil's Storage Utilities 總分獲得 11470 左右,大約介於新一代 TLC NVMe SSD 和舊款 MLC NVMe SSD 之間。AS SSD Benchmark 則是依靠較高的循序寫入速度,以及 4K 64 執行緒子項目較高的  IOPS 數值,獲得 3449 的高分。統整以上測試結果,可以發現 XG5 比較依賴佇列深度,成績通常跟隨佇列深度增加而有所提升。

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▲Anvil's Storage Utilities 獲得 11470 分,各個子項目均較新款 TLC NVMe SSD 低了一些。

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▲AS SSD Benchmark 循序讀寫為 2381.96MB/s 和 1758.12MB/s。

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▲相較其它的 TLC NVMe SSD,XG5 依靠較快的循序寫入以及 4K 64 執行緒 IOPS 表現,獲得 3449 高分。

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▲AS SSD Compression-Benchmark 表示 XG5 傳輸速度不會受到資料可壓縮度影響,但受到讀寫策略呈現較不穩定的起伏。

PCMark 8 Storage 項目測試藉由模擬數款遊戲、辦公室軟體、內容創意軟體的讀寫作業,判定測試 SSD 實際作業速度。XG5 在此獲得 5097 分,頻寬高達 659.86MB/s,已經能夠與同為 1TB 容量的 Samsung 960 EVO 和 960 PRO 並駕齊驅,甚至還高出幾十 MB/s 不等,表現可圈可點。

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▲PCMark 8 Storage 項目測試頻寬達 659.86MB/s,算是十分優秀的表現。

HD Tune Pro 全容量讀寫測試,讀取部分平均為 1070.8MB/s,寫入部分則因為大容量版本封裝更多晶粒能夠同步寫入,因此速度是比較高的 877.2MB/s。可惜寫入 SLC 快取容量無法利用這個標準測試得知,HD Tune Pro 寫入測試開頭部分沒有呈現較高的速度趨勢。

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▲HD Tune Pro 讀取速度平均為 1070.8MB/s,測試途中偶爾能夠飆出更高的速度。

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▲HD Tune Pro 寫入開頭的 SLC 快取範圍並不明顯,平均寫入速度為 877.2MB/s。

能夠自行調整執行腳本,達成多種測試目標的 IOMeter,先行利用預設 Access Specifications 得知 XG5 1TB 版本的 4K 隨機讀寫約為 191000IOPS 以及 115000IOPS,接著再進行 4K 隨機讀寫比例各佔 70% 與 30% 的佇列深度測試。當佇列深度超過 64 之後,表現就趨於穩定的 182000IOPS~183000IOPS,佇列深度 32768 與 65536 也未曾下滑。

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▲使用 4K 隨機讀寫 70% 與 30% 占比,佇列深度 64 之後相當穩定,XG5 表現約為 182000IOPS~183000IOPS。

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▲佇列深度與 IOPS 數值表現對照表。

寫入一致性測試同樣透過 IOMeter 進行,測試之前先行填入快閃記憶體 2 倍容量以上,接著再以 4K 隨機寫入方式量測每經過 5 分鐘的 IOPS,並持續 3 小時。測試結束時依然具備 15000IOPS 寫入表現,大約相較近期 TLC NVMe SSD 快上 1000IOPS~5000IOPS 不等。將結果繪製成圖表之後,可以發現數值略為上下震盪,參照運作溫度 70℃,不難理解 XG5 應處於過熱降速狀態;但過熱降速表現依然超越其它 SSD,實屬難得。

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▲4K 隨機寫入 3 小時一致性測試,中間因為過熱而顯現些許震盪,最終以 15000IOPS 作收。

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▲XG5 寫入一致性詳細資料對照表。

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▲控制晶片於 3 小時長時間壓力測試可達 70℃,建議做好配套散熱工作。

前段班中的佼佼者,唯通路與價格變數大

依據 IOMeter 理論數據以及 PCMark 8 Storage 實際測試,XG5 都可以拿到不錯的成績表現,效能無庸置疑。IOMeter 寫入一致性表示即便在最重負荷的使用環境,XG5 可以提供相較其它廠商更好的效能,甚至是在過熱時也是如此。PCMark 8 Storage 則是提供一般使用情境參考,讓使用者無論是在玩遊戲或是工作,擁有更為順暢的讀寫作業。

Toshiba SSD 較少出現在台灣的實體通路,多數依靠線上購物、拍賣網站方式購得,量少有可能導致終端價格不漂亮。但是藉由這次的測試,讓人見識到 Toshiba BiSC3 快閃記憶體的能耐,也為其它採用相同顆粒的 SSD 立下標竿,等待後人追隨超越。

 

廠商資訊

台灣東芝記憶體 https://business.toshiba-memory.com/zh-tw/top.html

測試平台

  • 處理器:Intel Core i7-8700K
  • 散熱器:Cooler Master X6
  • 主機板:ASRock Z370 Taichi
  • 記憶體:Team T-FORCE NIGHT HAWK DDR4 3200 16GB Kit @2666MHz
  • 系統碟:Transcend MTS800 256GB
  • 作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1709

 

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lonboy
2.  lonboy (發表於 2018年5月04日 16:39)
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