最新のTiger Lake搭載ノートPCは、Intel初のPCIe 4.0対応モバイルデバイスです。多くのモデルが高速PCIe 4.0ストレージを搭載すると予想していましたが、最高級SSDを搭載していると謳うモデルはそう多くないでしょう。高帯域幅インターフェースによる驚異的なパフォーマンスを発揮する一方で、これらのPCIe 4.0対応ノートPCは、ほとんどがPCIe 3.0 SSDを搭載しているか、PCH接続のM.2スロットによって制限されています。つまり、より高速なSSDにアップグレードしても、PCIe 3.0のパフォーマンスしか発揮できないということです。そこで、Tiger Lake搭載ノートPCをより高速なストレージにアップグレードする手間とコストに見合う価値があるかどうかを検証することにしました。
多くの場合、究極のストレージ速度を求めるなら、デバイス自体をアップグレードするしかありません。そこで今回は、このDell製SSDをより高速で大容量のPCIe 4.0 x4 SSDにアップグレードし、そのポテンシャルを最大限に引き出します。しかし、パフォーマンスの結果だけで終わるのではなく、この機会に、速度向上に伴う効率性のトレードオフがないか、バッテリー駆動時間への影響を調べるための追加の効率テストを実施します。
お使いのシステムがGen4のフルパフォーマンスに対応しているかどうかを判断するのは必ずしも容易ではありませんので、ユーザーマニュアルをよく読んで確認してください。一部のHP製ノートパソコンに搭載されているようなIntel Optane H20 SSDを搭載している場合、スロットがPCHトレースに対応しているため、より高速なストレージにアップグレードしても、フルパフォーマンスを発揮できない可能性が高くなります。ただし、他のベンダーのノートパソコンのほとんどは、Gen4に完全対応しているはずです。また、M.2スロットが2つある場合は、マニュアルを参照して、新しいSSDを接続するスロットがCPU直結型のM.2トレーススロットであり、PCI3 3.0の速度でしか動作しないPCHトレーススロットではないことを確認してください。
候補者たち
ストレージ業界では、SSDメーカーがスペックシートや型番を変えずに、あまり好ましくないコンポーネントに切り替えるコンポーネントスワップが話題になっています。私たちは過去にもSilicon PowerのP34A60のコンポーネントスワップについて示唆してきましたが、Dellのラップトップでさらなる証拠を見つけました。しかし、Silicon PowerのP34A60の最初のレビューでは、SM2263 SSDコントローラーとIntelの64層TLCフラッシュを搭載していることが明らかになりましたが、私たちが受け取ったP34A60は、代わりにPhisonのPS5013-E13TとYTMC TLCフラッシュを搭載していました。パフォーマンスは私たちが受け取ったレビューサンプルと同等ですが、この組み合わせは、私たちが実験に考えているSSDよりはるかに劣っています。
このノートパソコンでは、5種類の異なるSSDをテストしました。すべてのSSDは、執筆時点で各メーカーの最新ファームウェアを搭載しています。テスト対象は、Samsung 980 Pro、WD_Black SN850、Mushkin Gamma、Seagate FireCuda 530に加え、5月に同社から送付されたPhison PS5018-E18のエンジニアリングサンプルです。FireCuda 530にはMicronの最新176層TLCフラッシュ（B47R）も搭載されていますが、エンジニアリングサンプルはフラッシュの性能を最大限に発揮し、FireCuda 530の1,200 MTpsではなく1,600 MTpsで動作しました。
パフォーマンス結果
ゲームシーンの読み込み - ファイナルファンタジーXIV
Final Fantasy XIV Shadowbringers は、ストップウォッチを使用する際の不正確さがなく、ゲームの読み込み時間を簡単かつ正確に比較できる無料の実際のゲーム ベンチマークです。
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PCIe 4.0 SSDはゲームのロード時間を短縮し、Phison E18 + B47Rフラッシュの組み合わせは最高ランクを獲得しました。いずれもWD_Black SN850とSamsung 980 Proを上回り、標準SSDよりも約5秒速い結果となりました。
トレーステスト - PCMark 10 ストレージテスト
PCMark 10は、一般的なアプリケーションや日常的なタスクから得られた幅広い実世界のトレースデータを用いてストレージデバイスのパフォーマンスを測定するトレースベースのベンチマークです。クイックベンチマークは、PCをレジャーや基本的なオフィスワークに利用するユーザー向けであり、フルベンチマークはパワーユーザー向けです。
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より高速なPCIe 4.0 SSDは、PCMark 10のワークロードにおいても大幅に高速化しました。Full System Driveベンチマークでは、Silicon Power P34A60のレイテンシの半分から3分の1まで低下し、PCIe 4.0 SSDを搭載したシステム、特にFireCuda 530搭載システムの方が高速であることが実証されました。エンジニアリングサンプルはさらに高いスコアを記録しましたが、現在市販されていません。
合成テスト - CrystalDiskMark
CrystalDiskMark (CDM) は、SSD ベンダーが自社製品にパフォーマンス仕様を割り当てるためによく使用する、無料で使いやすいストレージ ベンチマーク ツールです。
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標準SSDのシーケンシャルスループットは2.5/2GBpsと大幅に制限されています。PCIe 4.0 SSDのほとんどは、読み取りワークロード時に7GBps近くまでピークに達し、Phison E18ベースの競合製品は書き込みワークロード時に6.1GBps以上を達成しました。ランダムパフォーマンスも大幅に向上しました。Samsung 980 Proは4Kランダム読み取り速度で最速でした。
バッテリー寿命テスト - MobileMark 2018
ノートパソコンのバッテリー駆動時間を様々なSSDでテストすることはあまりありませんが、この新しいノートパソコンに搭載可能な最高のSSDでどれだけ駆動するかを検証したかったのです。バッテリー駆動時間テストには、BAPCoのMobileMark 2018を使用しました。このソフトウェアはシステムをロックダウンし、実際の動作を反映する自動テストを複数回実行します。ノートパソコンのバッテリーが切れると、電源が回復してシステムが再起動した際にソフトウェアが結果を出力します。
実行ごとの変動を最小限に抑えるために、BitLocker を無効にし、画面の明るさを 40% に固定し、Windows で機内モードとダーク モードを有効にしました。
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Phison E18 + B47RフラッシュSSDは、非常に応答性の高い読み書き性能により、パフォーマンスランキングでトップを獲得しました。しかし、バッテリー寿命の結果には大きな改善の余地が残されています。PhisonベースのSSDを搭載した構成は、最高のパフォーマンス結果を示した一方で、バッテリー寿命はグループ内で大幅に低い結果となりました。これは主に、PCIe 3.0から4.0への転送速度の移行に伴い、マザーボードとチップからの電力消費が増加することによるものですが、SSDのハードウェアと様々なスリープ状態も影響を与えています。
Silicon Power P34A60は、WD_Black SN850とMushkin Gammaを上回り、バッテリー駆動時間が2番目に長いという結果でした。Samsung 980 Proは最速ではなかったものの、それでも標準SSDを上回る非常に堅実なスコアを記録しており、バッテリー駆動時間の長さは標準SSDとほぼ同等でした。
Muskin Gammaを搭載したDellラップトップは、7時間強動作しました。驚くべきことに、Phison E18エンジニアリングサンプルも7時間動作しました。一方、Seagate FireCuda 530は6時間半弱で動作を停止し、グループの中で最もバッテリー駆動時間が短い結果となりました。これは、MicronのB47R TLCフラッシュメモリのMTpsが高いため、エンジニアリングサンプルの方が若干効率的に動作していることを示しています。
勝利者と啓示
デスクトップPC用のSSDを選ぶのは難しい作業ですが、ノートパソコンに最適なストレージを選ぶのはさらに難しい場合があります。より高速なGen4ストレージへのアップグレードは、ノートパソコンにとって本当にゲームチェンジャーとなるのでしょうか？私のようにスピードにこだわる人なら、確かにそうでしょう。しかし、一般の人にとってはそうではないかもしれませんが、よりスムーズなユーザーエクスペリエンスを提供することは間違いありません。
何時間もハードルを越えたとしても、ネイティブPCIe 4.0 SSDの速さに勝るものはありません。このような状況では、SeagateのFireCuda 530と当社のエンジニアリングサンプルは、プロシューマーやストレージ愛好家にとって非常に優れたパフォーマンスを提供し、WDやSamsungをわずかに上回っています。ただし、電力効率は犠牲になっています。
これらのSSDは、高負荷のワークフローにおいて比類のない応答性を発揮しますが、膨大な電力を消費せずにそれを実現することは不可能です。コントローラーは12nmプロセスで製造されていますが、Phison E18ベースのSSDは依然として非常に消費電力が大きいです。コントローラーにはNANDパッケージが4倍、DRAM ICが2倍、そして複数のArm Cortex R5 CPUが搭載されているため、電力を供給するコンポーネントが多数あります。しかし、おそらくもっと重要なのは、PCIeバスと関連コンポーネントを4.0仕様の高速転送速度に移行することで、システムレベルでの消費電力も増加することです。
WD_Black SN850は1回の充電で8.5時間以上、SamsungのDell Inspiron 15 5502では9.5時間近く駆動しました。一方、PCIe 4.0 E18ベースの競合製品では、文字通り数時間早くバッテリーが切れてしまいました。Samsung 980 Proは片面M.2 SSDで、PhisonベースのSSDの4分の1のNANDパッケージを搭載し、LPDDR4 DRAMを使用し、8nmプロセスで製造されたコントローラーを搭載していることを考えると、この点でPhisonのサンプルが劣っているのは当然と言えるでしょう。
WD_Black SN850はTSMCの16nm FinFETテクノロジーを採用しているため、消費電力は実際よりも多少多くなると予想していましたが、Samsung製と同様に最小限のコンポーネントレイアウトを採用しているため、消費電力に関しては非常に良好な結果となりました。しかし、総合的なパフォーマンスはそこまで良好ではありませんでした。PCMark 10のワークロードでは高得点を獲得したものの、MobileMark 2018ではほとんどの競合製品よりも低いスコアを記録しました。これは、ゲームモード（Samsung製は電源モード）が無効になっていたため、ファームウェアの積極的な電源管理設定が一因であると結論付けています。さらに、数時間にわたるテスト中にSN850の電源状態が頻繁に遷移したため、全体的なパフォーマンスの応答性がわずかに低下しました。
結局のところ、Samsung 980 Proはノートパソコンのアップグレードに最適な選択肢です。パフォーマンスと長時間のバッテリー駆動時間のバランスが最も優れており、これは外出時に私にとって重要です。Phison E18ベースの他の製品と比較すると、PCIe 4.0 SSDでスループットの限界まで押し上げるにはどれだけの電力が必要になるかを考えると、980 Proは数パーセント低いパフォーマンスでもその価値はあると考えています。しかし、ほとんどの時間をドッキングステーションで作業し、ノートパソコンから最高のパフォーマンスを引き出すことを求めるパワーユーザーにとっては、バッテリー駆動時間のトレードオフはそれほど重要ではないかもしれません。そこで、MicronのB47R 176L TLCを搭載したE18ベースのSSDが優位に立つのです。
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Sean は Tom's Hardware US の寄稿編集者で、ストレージ ハードウェアを担当しています。
