近一年來,幾家主要的固態硬碟製造商動作頻頻,陸續宣布推出64層堆疊技術的消息,並在今年基於這種設計而成的快閃記憶體,正式推出多款固態硬碟產品。

XG5

目前市面上,基於這類型技術而來的固態硬碟,有哪些廠牌和機型?先前我們介紹過的WD Blue 3D NAND SSD,而和這款產品同樣在臺北國際電腦展期間發布的,其實還有另一款固態硬碟,那就是Toshiba XG5,它採用該公司發展的64層BiCS快閃記憶體技術。

強調整合以64層、3D架構設計的TLC快閃記憶體之餘,Toshiba XG5外型和WD Blue 3D NAND SSD,一樣是M.2 2280,但所採用的傳輸介面是PCIe 3 x4,而非SATA,並且配置了SLC(single-level cell)式快閃記憶體的快取,可因應效能需求暴衝型的工作負載。它在I/O效能的表現上,也相當出色——循序讀寫的效能分別為3000 MB/s、2100 MB/s。

這款產品最大提供到1TB容量,企業若有更高的資料安全性考量,也可採用自我加密硬碟(SED)的機型,支援TCG Opal 2.01版的標準,放眼望去同類型固態硬碟之中,目前沒有其他產品提供這樣的選擇。

耗電量的節省也是Toshiba XG5的重點,閒置時僅需3毫瓦,運作時則為4到4.5瓦,比起上一代(XG3)又有相當大的進步,XG5最多可節省一半電力——XG3閒置時為6毫瓦,運作時為6到6.4瓦)。

若與XG3相比,XG5其他細部的特色會更為顯著。例如,XG5全系列機型都是單面(single sided),而XG3到了1TB的款式,就必須用到雙面;在NVMe標準的搭配上,新推出的XG5已支援到1.2.1,而早先上市的XG3則是1.1b。

此外,XG5也增加了不少特色,像是裝置自我測試的功能,以及NVMe 1.3納入的主機控制熱管理(Host Controlled Thermal Management,HCTM),對於TCG組織推動的儲存介面互動規格(Storage Interface Interactions Specification,SIIS) ,這款固態硬碟目前可支援1.06版的標準。

在產品定位上,XG5的用途也比一般人想像得還要廣泛。Toshiba認為,此款固態硬碟可適用於超輕薄筆電,專業玩家與主流使用者的桌上型電腦,以及作為伺服器與儲存設備的開機硬碟之用。

BG3、SG6、PM5、CM5

接續XG5之後,Toshiba近期又推出多款固態硬碟,都是基於64層3D NAND技術BiCS FLASH的產品。

  • 小型NVMe介面的3D NAND固態硬碟

首先登場的是BG3系列NVMe固態硬碟,特色是採用單一的球閘陣列(BGA)封裝,鎖定行動裝置的應用,並且提供128GB、256GB和512GB 等三種容量選擇。而在外型上,BG3系列比上一代產品BG2系列還要小,128GB和256GB是M.2 1620-S2,厚度為1.35公釐,採用表面貼裝形式而成,512GB則為M.2 1620-S3,厚度為1.5公釐,屬於可移除式模組的形式。

就傳輸介面而言,BG3系列本身使用的是PCIe 3.0 x2,並且由於支援NVMe 1.2.1的架構,得以善用其中新增的主機記憶體緩衝(Host Memory Buffer,HMB),而能運用主機端的記憶體來管理本身所用的快閃記憶體,所以,不會損及NVMe固態硬碟的存取效能,甚至因為SSD無需內建DRAM記憶體,本身的體積也能變得更薄。不過,這系列固態硬碟可能是受制於PCIe x2的關係,循序讀寫效能最大只有1520 MB/s、840 MB/s。

  • SATA介面的3D NAND固態硬碟

接著,Toshiba針對一般使用者電腦的應用,推出了SATA固態硬碟SG6系列,提供256GB、512GB、1024GB等三種容量;外型上分為2.5吋硬碟和M.2 2280。

就整體配備和規格而言,SG6系列和XG5系列共通點頗多,最大不同之處在於傳輸介面與效能。Toshiba在此採用6Gb SATA的規格,但可支援去2016年初發布的SATA 3.3;同時,也改善了快閃記憶體的管理與存取效能,循序讀寫效能最大可到550MB/s和535MB/s,運作時的耗電,比起上一代產品SG5系列,也降低了將近4成。

  • 企業級3D NAND固態硬碟

除了推出上述的用戶端產品,Toshiba最近也發表了採用64層堆疊技術、3D架構快閃記憶體的企業級固態硬碟,分別是支援12G SAS傳輸介面的PM5系列,以及PCIe/NVMe介面的CM5系列。兩者的外型均為2.5吋硬碟,並且具有較高的耐用度——PM5系列的每日寫入量(DPWD)最高可達到10,而CM5系列則為5。

單就PM5系列SSD而言,當中提供400GB到30.72TB的儲存容量選擇,大幅超越Toshiba現有企業級固態硬碟的規格(都在8GB以下),並且採用了特有的MultiLink SAS架構,可大幅提升存效能——循序讀寫效能最大為3350MB/s、2720MB/s,而隨機讀取效能達到40萬IOPS。

事實上,這種作法主要是透過固態硬碟內建4個SAS連接埠,以此形成MultiLink,達到類似PCIe固態硬碟的存取方式,使企業無需大幅調整IT基礎架構,也能獲得如此強大的儲存I/O效能。另外,Toshiba也在這系列固態硬碟上,引進了多流寫入技術(Multi-Stream Write Technology),能更聰明地執行管理與資料分類,以便將寫入放大(Write Amplification)的效應與垃圾收集的動作頻率,降至最低,從而減少存取延遲與改善耐用度,並達到增進效能與服務品質管理(QoS)的需求。

而另一款CM5系列SSD,使用的傳輸介面雖然是PCIe 3.0 x4,但配備了不少新一代企業級SSD必備的新特色,像是NVMeF(NVMe over Fabrics)、碎片收集清單(scatter/gather IO list,SGL)、控制器記憶體緩衝(Controller Memory Buffer);同時,這套產品也支援持續記憶體區域(Persistent Memory Region,PMR)的應用,企業可將NVMe固態硬碟當做持續記憶體(Persistent Memory)來使用,而不需改用昂貴、稀有的NVDIMM記憶體(Non-Volatile DIMMs)。此外,這套產品也同樣支援多流寫入技術。

就效能而言,CM5系列在隨機讀取作業上,最高可達到80萬IOPS、24萬IOPS,也領先Toshiba既有企業級固態硬碟機型。

產品資訊

Toshiba XG5
●原廠:Toshiba(02)2508-9988
●建議售價:廠商未提供
●可用容量:256GB、512GB、1024GB
●快閃記憶體類型:TLC(BiCS FLASH)
●外型:M.2 2280
●最高讀寫速度:循序為3,000 MB/s與2,100 MB/s
●使用介面:PCIe 3.1a x4、NVMe 1.2.1
●可靠度:150萬小時(MTTF)
●耗電量:運作時4.5瓦,閒置時4毫瓦

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】


Advertisement

更多 iThome相關內容