KIOXIA XG6-P 2TB M.2 2280 NVMe SSD 評測: 左擁效能、右擁容量

剛從 Toshiba Memory 更名為 KIOXIA 的鎧俠,透過導入 3D 堆疊 96 層 TLC 快閃記憶體以及高密度封裝,讓單一快閃記憶體封裝擁有 1TB 大容量,僅需 2 顆即可於 M.2 2280 SSD 提供 2TB 規格,並推出性能版 XG6-P 客戶端 SSD。

高密度封裝大容量

行動裝置持續追求輕、薄、短、小,在有限的空間內發揮最大的效能,SSD 封裝也成為被檢討的對象。Toshiba Memory 去年 10 月更名為 KIOXIA,中文譯名為鎧俠,日前推出 M.2 2230 規格的 BG4 NVMe SSD,單一封裝整合 SSD 控制器與 NAND 快閃記憶體,近日又針對高性能客戶端市場正式推出 XG6-P。

XG6-P 後綴 P 字樣,表示其為 Performance 性能版,相對前一世代 XG5-P 或是 XG-6 瞄準更高的市場定位;更為特別的是,原先 XG6 為保有輕薄體積,採用 M.2 2280 單面設計,最大提供 1TB 容量選項;XG6-P 保有原本的 BiSC4 96 層 3D 堆疊快閃記憶體規格,進一步導入高密度封裝,採用單顆容量達 1TB 的快閃記憶體封裝,M.2 2280 單面上料安裝 2 顆,即可提供 2TB 大容量。

XG6-P 集高效能與大容量優點於一身,因此能夠符合影像創作者的需求,將影片檔案或是 CG 模型檔放入 XG6-P 進行編輯相當簡單快速。另一方面,應用日趨壯大的 AI 機器學習,或者是單純追求高速讀寫的工作站、高階桌上型電腦,同樣能夠因 XG6-P 的高性能與大容量而受惠。

KIOXIA XG6-P 2TB 規格

  • 產品型號:KXG60PNV2T04
  • 外觀形式:M.2 M key 2280
  • 介面速度:PCIe 3.0 x4 NVMe
  • 容量:2TB
  • 寫入壽命:未知
  • 電源需求:3.3V
  • 其它:1500000hrs MTTF

2.23mm 塞入 2TB

XG6-P 目前僅有採用 1TB 高密度封裝快閃記憶體顆粒的 2TB 容量版本,與前一世代 XG5-P 與 XG5 有著 1TB 容量交集的狀況有些不同,也因為封裝容量大,內部 CE 堆疊與可供操作的容量區塊更多,讓 XG6-P 擁有良好讀寫性能,更可以打入大容量市場。

XG6-P採用2顆封裝容量1TB的快閃記憶體,因此零組件均安排在M.2 2280電路板正面,其中外露的黑色晶片為動態隨機記憶體,SSD控制器晶片與快閃記憶體均位於型號貼紙之下。

XG6-P背面並未焊上電子零件,僅可見到位於防焊漆之下,蝕刻銅箔形成的電路線路。

由下列圖片可以觀察到,XG6-P 2TB 容量版本採用 2 顆標示為 TH58LJT3X24BAEG 的快閃記憶體封裝,內部依舊採用該廠自行生產的 BiCS4 3D 堆疊 96層 TLC 類型產品,根據 KIOXIA 快閃記憶體封裝型號的命名規則,型號其中的「T3」就表示 1TB 容量。

根據應用的不同,部分使用場所要求 SSD 需要提供加密能力,以便維護機密資料檔案。XG6-P 提供 2 種版本,本文測試型號 KXG60PNV2T04 支援 TCG Pyrite 1.0,SED(Self-Encrypting Drive)自我加密版本型號則是 KXG6APNV2T04,支援 TCG Opal 2.01,提供使用者彈性的選擇。

本次測試的XG6-P 2TB版本,型號為KXG60PNV2T0,SED版本則是KXG6APNV2T04。

撕除XG6-P的型號貼紙,即可見到2顆快閃記憶體封裝的型號,均為TH58LJT3X24BAEG,單顆容量1TB。

卸下型號貼紙,除了能夠窺見快閃記憶體,也連帶揭示 SSD 控制晶片型號為 TC58NCP090GSD,與 XG6 相同。該 SSD 控制器晶片對外支援 PCIe 3.0 x4 介面通道以及 NVMe 1.3a 存取協定,對內支援 8 通道快閃記憶體,並需要外接 DRAM 動態記憶體作為快取以及 FTL(Flash Translation Layer)操作加速之用。

XG6-P對外採用M.2 M key規格與電腦溝通,支援PCIe 3.0 x4介面通道以及NVMe 1.3a存取協定。

這款 SSD 控制晶片以及作業軟體,支援 KIOXIA 自行研發的 QSBC(Quadruple Swing-By Code)錯誤檢測與糾錯演算法,相對於 TLC 類型記憶體顆粒經常使用的 LDPC(Low-Density Parity-Check)或其變體,QSBC 宣稱具有較強的糾錯能力與演算效率。

XG6-P SSD控制器晶片使用自家TC58NCP090GSD型號。與XG6、XG5、XG5-P相同。

動態記憶體部分,速度略微提升,並遵守 SSD 1GB 容量對應 1MB 動態記憶體的規則,該動態記憶體封裝容量為 2GB。此外因應客戶端產品開機、關機時的運作溫度不同,XG6-P 於 BGA 晶片底部均有填膠處理,避免長期使用熱漲冷縮容易導致 BGA 錫球破裂的問題。

XG6-P遵守1GB容量對應1MB動態記憶體的潛規則,安裝容量2GB的K4E6E304EB-EGCF。

為了避免長期使用熱漲冷縮導致晶片與電路板分離,XG6-P BGA晶片底部均有填膠處理。

XG6-P 仍舊支援 SLC Cache 寫入模式,提升 SSD 寫入速度表現,表定讀寫速度相對於 XG5-P 提升至 3180MB/s 和 2920MB/s,SLC Cache 容量有望隨著整體容量提升而增加,於大檔寫入時提供比 XG6 1TB 更好的效能。

KIOXIA 沒有提供 XG6-P 的 TBW(Total Bytes Written)或是 DWPD(Drive Writes Per Day)等寫入總量資訊,僅標明 MTTF(Mean Time To Failure)為 150 萬小時,SSD 控制器同步支援 Host Controlled Thermal Management 功能,運作溫度範圍可達 0℃~90℃,SSD 其餘零組件則是 0℃~85℃。運作消耗電量為稍高的 4.9W,進入 L1.2 省電模式時則維持 3mw。

透過CrystalDiskInfo抓取的XG6-P資訊,韌體名稱尚未變更為KIOXIA,Windows 10桌面待機溫度約為39℃。

效能表現依舊搶眼

這次 XG6-P 僅推出 2TB 容量版本,不若前一世代 XG5 和 XG5-P 之間交錯 1TB 容量版本,因此市場定位相當明確,瞄準高效能讀寫需求之外,同時亦需要儲存容量的人士。

廠商表定 XG6-P 循序讀寫性能為 3180MB/s 和 2920MB/s,寫入相對於 XG6 1TB 容量版本稍微降低 40MB/s,但仍舊提供數一數二的表現,遑論因容量加大,讓寫入一致性效能這個重要效能指標進步不少。首先是 CrystalDiskMark,改版之後降低測試時的佇列深度,但 XG6-P 依然有著不錯的表現。

XG6-P於CrystalDiskMark測試,循序讀寫分別可提供3280MB/s和3060MB/s以上的速度,實際測試比XG6還要好。

AS SSD Benchmark 測試時,XG6-P 2TB 繳出 4592 分,循序讀寫速度相較 XG6 1TB 稍快,多個測試項目的 IOPS 表現亦有所成長,相同的法則也能夠套用在 ATTO Disk Benchmark 身上。

透過AS SSD Compression-Benchmark測試,得知XG6-P效能表現不受傳輸資料可壓縮度影響,寫入曲線保有該控制器特有起伏特性,但讀取曲線則相當平穩。

當ATTO Disk Benchmark測試佇列深度設定至32,XG6-P循序讀寫速度最快可達3.02GB/s和2.86GB/s。

XG6-P於ATTO Disk Benchmark測試,讀取IO/s高峰約落在512Byte~16KB傳輸區塊大小之間,寫入IO/s高峰則為4KB~16KB。

讓我們把焦點移往 Anvil's Storage Utilities,XG6-P 在此獲得 13815.26 分,讀取部分分數稍微下滑,但寫入部分卻逆勢上揚。適逢 PCMark 10 近日改版,加入儲存裝置測試項目,於 Full System Drive Benchmark 取得 2225 分,提供 358.93MB/s 頻寬以及 76μs 的存取時間;Data Drive Benchmark 則獲得 3183 分,提供 483.15MB/s 頻寬和 50μs 的存取時間。

PCMark 10儲存裝置Full System Drive Benchmark測試項目,XG6-P獲得2225分,提供358.93MB/s頻寬以及76μs的存取時間。(點圖放大)

PCMark 10儲存裝置Data Drive Benchmark測試項目,XG6-P取得3183分,提供483.15MB/s頻寬以及50μs的存取時間。(點圖放大)

透過 HD Tune 測試探究 XG6-P 2TB 版本的 SLC Cache 容量以及用罄前後的寫入速度,相對 XG6 1TB 高出 1 倍有餘,快取內寫入速度約為2400MB/s 左右,之後 TLC 快閃記憶體真實寫入約為 1450MB/s。若是採用 IOMeter 去除檔案系統轉換累贅,則 SLC Cache 內寫入速度約為2990MB/s,以外寫入速度約為 1650MB/s。

HD Tune測試大致上可得知XG6-P的SLC Cache容量約在28GB~29GB之間,TLC快閃記憶體真實寫入速度為1450MB/s。

IOMeter測試採用raw磁區,去除檔案系統轉換累贅的SLC Cache寫入速度約為2990MB/s,TLC真實寫入速度約為1650MB/s。

由於 IOMeter 軟體支援高度客製測試腳本的因素,我們可以透過它理解 XG6-P 更多的效能面向,從佇列深度 1~65536 測試當中,我們可以獲取XG6-P 隨機 4K 70% 讀取、30% 寫入的 IOPS 表現,大約從佇列深度 128 之後即可達最高速,並一路維持該表現至佇列深度 65536。

SSD 長期寫入一致性表現,幾乎可以透過這項數據斷定 1 個 SSD 的好壞,較差的產品效能起起伏伏、IOPS 表現越來越低,優秀的產品則可以提供平穩的表現。主要測試方式為採用 IOMeter 針對 SSD 儲存空間,連續以 4K 100% 隨機寫入加重負荷,每 5 分鐘輸出 1 次 IOPS 資料,連續測試 3 小時。測試開始之前,也利用 IOMeter 循序寫入資料量達 2 倍 SSD 儲存空間,以便讓 SSD 快速進入穩定態。

XG6-P 身為 KIOXIA 於客戶端高效能市場的旗艦型產品,自然不負眾望取得不錯的表現。XG6-P 大約從測試開始 30 分鐘之時即達效能平原區,穩定態的 4K 100% 隨機寫入 為 2 萬 IOPS 左右,直到 3 小時測試結束。

XG6-P進行寫入一致性測試的同時,SSD控制器溫度回報數值為57℃。

輕薄、效能、容量三合一

高效能晶片同時也會產生較多的廢熱,輕薄型產品因散熱空間不足,因而無法採用高效能零組件,XG6-P 則打破此項觀念,透過 1TB 高密度封裝快閃記憶體,於 M.2 2280 單面外觀規格提供 2TB 容量規格。同時仍舊保有不錯的效能水準,迎合 AI/機器學習等大量資料集新興應用,以及工作站、旗艦級桌上型電腦的效能需求。

 

廠商資訊

台灣鎧俠 (KIOXIA)

官方網站:https://www.kioxia.com/zh-tw/top.html

產品資訊

KIOXIA XG6-P 2TB

延伸閱讀

測試平台

  • 處理器:Intel Core i7-8700K
  • 主機板:GIGABYTE Z370 AORUS Gaming 5
  • 記憶體:Team T-FORCE NIGHT HAWK DDR4 3200 16GB Kit @2666MHz
  • 系統碟:Plextor M9Pe(G) 512GB
  • 電源供應器:Seasonic Platinum SS-1000XP
  • 作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1909

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