Phison PS5008-E8 テクニカルプレビュー
NVMe SSDは、2017年末までにSATAモデルの売上を上回る見込みです。最高速プロトコルを搭載した製品が価格プレミアムを要求する現在のアフターマーケット環境では、そのような状況は想像しにくいですが、NVMe市場には十分な価値があります。Intel 600pとMyDigitalSSD BPXは、SATAに近い価格で高速NVMeインターフェースを提供することで、既に市場を牽引しています。これらの製品は現在、Samsung 850 Proなどの高性能SATA SSDと競合しています。10月には、NVMe SSDが主流のSATA SSDと同等の価格帯で販売されるようになり、これらのコストパフォーマンスに優れたSSDの多くは、近日発売予定のPhison PS5008-E8コントローラを搭載して出荷される予定です。本日は、これらをテストしました。
エントリーレベルおよびメインストリームのNVMe市場をターゲットにしているのはPhisonだけではありません。東芝、SMI、Marvellといった企業もコントローラの設計を発表しています。他にも、人目につかない形でコントローラを開発している企業があります。Maxiotek、Realtek、VIAといった企業は、水面下でその実力を披露しています。NVMeは明らかに量産によって市場シェアを拡大していくと見込まれているため、すべてのコントローラベンダーは製品を用意したいと考えています。
Phison社は開発の最終段階にある2つのソリューションを提供しています。PS5008-E8TはDRAMレス設計で、ホストメモリバッファ（HMB）テクノロジーを用いて物理アドレスと論理アドレスのマップをシステムメモリにキャッシュします。このE8Tは、システムビルダーや手頃な価格のNVMeパフォーマンスアップグレードを求めるユーザーにとって、非常に低コストの選択肢となるでしょう。
PS5008-E8はE8シリーズのメインストリームモデルです。このコントローラは、SSD上のローカルDRAMを使用することでパフォーマンスを向上させます。DRAMメモリがコントローラに近いため、PCI Expressバス経由でシステムメモリにアクセスする場合よりもレイテンシホップが低くなります。HMBデバイスでレイテンシを測定した結果はまだありませんが、アドレスマップの取得と更新が2倍に増加するという一般的な主張があります。
Phisonは、E8Tよりも先にメインストリーム向けE8 NVMeコントローラーをリリースする予定ですが、どちらも年末までに小売製品として出荷される予定です。現在のスケジュール通りに進めば、Phisonのパートナー企業は10月末までに製品を店頭に並べる予定です。
仕様
ファイソン PS5008-E8
ファイソン PS5008-E8T
今回はメインストリーム向けコントローラであるE8に焦点を当てていますが、DRAMレスのE8Tとも比較します。これら2つの製品は仕様と機能が非常に似ており、シリコンチップも共通です。DRAMレスのE8Tは東芝の新しいBiCS 3 TLCフラッシュを搭載して1TBまでしか拡張できませんが、E8は同じNANDを搭載しながら2TBまで拡張可能です。大容量ドライブにはアドレスマップも大きくする必要があるため、アドレスマップ用のスペースを増やすことで、ホストメモリバッファ技術によってこれらのエントリーレベル製品の容量を2倍に増やすことができることを覚えておくことが重要です。
PCI Express 3.0 x2戦略を採用している企業はPhison社のみです。これは非常に大胆な動きですが、同社はSSDメーカーにとっての総合的な価値向上と、エンドユーザーの消費電力削減に繋がることを期待しています。x2設計は研究開発の複雑さを軽減し、製造コストを削減します。通常のSSDはx4接続を使用しますが、この場合は2つのレーンが無効化されます。これにより、ノートパソコンは2つのPCI Expressレーンと、それらに関連するPCIeスイッチなどのハードウェアをオフにすることができ、システム全体の消費電力を削減できます。
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E8とE8Tはどちらもほぼ同等のシーケンシャルリード性能を発揮するはずです。1,600MB/秒のシーケンシャルリードスループットは、エンコードオーバーヘッドを考慮した上で、PCIe 3.0 x2バスで達成できる最高性能に非常に近いものです。シーケンシャルライト性能は、オンボードDRAMバッファの恩恵を受けています。E8は最大1,100MB/秒のシーケンシャルライト速度を実現しますが、E8Tは最大880MB/秒にとどまります。
ランダムパフォーマンスはレイテンシに大きく左右されますが、ローカルDRAMが優位性を発揮するのはまさにこの点です。E8は最大280,000/225,000ランダム読み取り/書き込みIOPSを実現します。DRAMレスのE8Tは最大125,000/115,000ランダム読み取り/書き込みIOPSを実現します。E8TはE8よりも大幅に低速ですが、それでも市場最高のSATA SSDよりもはるかに高速です。
Phison は、いくつかの重要な差別化機能の詳細を説明しました。
エンドツーエンドのデータパス保護- データ転送プロセス全体を通してデータ損失のリスクが存在します。PS5008-E8は、CRC/ECCを活用してSSD内のデータパス全体を保護するためのエンタープライズ機能を実装しています。
- SRAM間の内部ソフトエラーに対抗するように設計されています
- コントローラとDRAM間のエラー検出/訂正
- コントローラとNANDフラッシュ間のエラー検出/訂正
StrongECC - StrongECCは、Phison独自のエラー訂正コードアルゴリズムです。BCHやLDPCといった従来のECCアルゴリズムと比較して、StrongECCはデータ訂正処理の実行中に持続的なパフォーマンスと低消費電力を実現します。
SmartECC - NANDの物理的特性上、エラーは避けられません。データ復旧手法はストレージ業界で重要な役割を果たします。SmartECCは、Phison独自のRAID ECCアルゴリズムであり、訂正不能なエラーからユーザーデータを復旧できます。PS5008がページ内で訂正不能なエラーを検出した場合でも、SmartECCエンジンによってその欠陥ページに保存されているデータを再構築できます。
Pyrite - PS5008は、TCGのPyriteを使用してデータアクセスのセキュリティレベルを強化します。Pyriteは、ストレージデバイスインターフェースの論理ロックをサポートし、複数のストレージデバイスベンダー間の相互運用性を実現します。
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Phisonの新しいM.2 2280設計は、PCBの片面に最大6つのNANDメモリを搭載可能です。当社の512GBサンプルには、4つのNANDフラッシュパッケージ、E8コントローラ、そしてNanya DRAMパッケージが搭載されています。
このドライブは、東芝の3Dフラッシュメモリ「BiCS（Bit-Cost Scalable）NAND」製品ラインの新型256Gbit TLCを採用しています。BiCSは、同社の3Dフラッシュメモリの商標です。E8は、アドインカード型のフォームファクタでも見かけました。
コントローラーのハイライト
- PCI Express リビジョン 3.1 と互換性あり
- NVMe 1.2と互換性あり
- PCIe I/II/IIIインターフェースと互換性あり
- 2Gb/4Gb/8Gb DDR3/DDR3L キャッシュ (E8) で構成可能
- DRAMレスHMB（E8T）
- アップグレード可能なファームウェア
身体的特徴
- 40nm CMOSプロセスノード
- デュアルコア
- 324ピンTFBGA（E8）
- 252ピンTFBGA（E8T）
- 動作電圧: 1.1V (コントローラコア)、3.3V コントローラ I/O
- 1.2V/1.8VフラッシュI/Oをサポートする内蔵レギュレータ
NANDサポート
- 1z nm MLC/TLCおよび3Dフラッシュをサポート
- インターリーブ動作をサポート: 最大 128 プレーンおよび 4 チャネルのフラッシュ アクセス
- MLC/TLC ラージ ブロック (8KB/16KB ページ サイズ) をサポート
特徴
- 強力なECC
- スマートECC
- スマートフラッシュ
- 保証されたフラッシュ
- 静的および動的ウェアレベリングを内蔵
- 省電力化の実装
- エンドツーエンドのデータパス保護
- ホストメモリバッファ（E8T）
- シングルルートI/O仮想化
- AES-256
- 黄鉄鉱
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クリス・ラムザイヤーは、Tom's Hardwareのシニア寄稿編集者でした。彼はコンシューマー向けストレージのテストとレビューを担当していました。
