過去5年間に製造されたSSDを既にお持ちの場合は、そのまま保持しておくことをお勧めします。次世代製品は理論上は月を目指して飛躍するかもしれませんが、大気圏を離脱するには程遠いでしょう。過去10年間、私たちは技術の進歩を目の当たりにしてきましたが、同時に、NANDやコントローラー技術におけるコスト削減策により、実質的な成長は鈍化、あるいは停滞しています。
しかし、ここ2年間、コスト削減のためにパフォーマンスを低下させる傾向が見られてきました。テクノロジーが無力化されるほど、ハードディスクのパフォーマンスに近づいています。コントローラー側では、プロセッサーコアの数と、各コントローラーからNANDフラッシュへのチャネル数が縮小しています。理論上は、新しいフラッシュは古いフラッシュよりも高速なので、より少ないチャネル数で同じパフォーマンスを実現できますが、ダイサイズが大きいため、並列化も少なくなります。フラッシュ側では、よりコスト効率の高い3ビット/セル（TLC）への移行により、完了に時間のかかる高負荷ワークロードにおける持続的なパフォーマンスが低下しています。これらは、初期導入者がそもそもフラッシュを選んだ理由と同じワークロードです。
SLCバッファ、DRAM内のユーザーデータ、その他の技術により、現代の低価格SSDの多くの欠点は多くの人々から隠されてきましたが、パワーユーザーは新旧製品の違いを見分けることができます。この間、製品数は減少していましたが、より高価なMLCベースのSSDを購入する選択肢はまだありました。しかし、2017年末にはこれらの製品は事実上姿を消し、代替製品を探さざるを得なくなります。
技術比較
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| タイプ | セルあたりの容量 | 読み取り/書き込み速度 | R/Wサイクル | 価格 |
|---|---|---|---|---|
| SLC | ワンビット | 速い | 10万 | 高い |
| MLC | 2ビット | 真ん中 | 3,000～10,000 | 真ん中 |
| 3D TLC | スリービット | 遅い | 1,000～3,000 | 真ん中 |
| TLC | スリービット | 遅い | 800～1,000 | 低い |
最も手頃な価格だった時期は、240GBのシングルレベルセル（SLC）フラッシュSSDが約200ドルで購入できました。これは、SLCがすべてのコンシューマー向けSSDから姿を消す直前のことでした。SuperSSpeed SLC SSDは、生産数が限られており、愛好家の間でさえ広く普及することはできなかったため、例外的な存在と言えるでしょう。SuperSSpeed SLC SSDは、この技術の最後の息吹であり、MLCを搭載した製品は、まさに絶滅危惧種リスト入りしようとしています。MLCは絶滅の危機に瀕しており、2017年後半にはコンシューマー向け製品の生産が段階的に終了する予定です。
MLC中間層の終焉
MLCは素晴らしい成功を収めました。この技術により、コンシューマー向けSSDが手頃な価格になり、このストレージ技術がコンシューマー市場に普及するきっかけとなりました。フラッシュメモリに対するユーザーの需要増加に伴い、企業は需要を満たすために製造工場におけるビット出力を向上させる新たな方法を模索せざるを得なくなりました。製造工場はダイの生産量を増やし、リソグラフィを縮小し、密度を高めてきましたが、2017年時点ではまだ十分ではありません。TLCにより、製造工場はビット出力をさらに向上させることができます。目標は、この技術をより多くのデバイスに搭載し、HDDを上回る市場シェアを獲得することです。市場シェア獲得への取り組みにより、フラッシュメモリと回転式ディスクの性能格差は縮小しました。
高価なTLCの台頭
3D技術への投資は、製造工場にとって大きな負担となってきました。サムスンはこの分野をリードし、低価格のコンシューマー向け製品や組み込み製品から大容量のエンタープライズ向けディスクまで、様々なデバイスに3D V-NANDを採用してきました。サムスンのV-NAND SSDは、他社の平面型（2D）技術を採用した製品よりも小売価格が高くなっています。
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東芝はまもなくBiCS FLASHをリリースします。これは、サムスンがV-NANDと呼ぶのと同様に、同社が3Dフラッシュメモリに付けている名称です。Micronもまもなく第2世代3D技術をリリースする予定です。どちらの次世代技術も当初はTLCの形で登場し、3D MLCは両社とも2018年まで登場しないと予想されます。たとえ（東芝の場合は仮に）新しい3D MLCが登場したとしても、価格競争力のある形で消費者市場に投入されることはないでしょう。
現在のフラッシュメモリの需要により、TLC搭載の新製品Plextor M8SeはMLC搭載のM8Peよりも価格が高くなる可能性が高いと聞きました。Plextorは平面型MLC搭載のM8Pe SSDをわずかしか残しておらず、売り切れ次第、このシリーズは永久に販売終了となります。他社も同様の状況にあり、MLC製品の販売は終了し、より高価なTLCベースの新製品が市場に投入されることになります。
3D耐久神話
企業が今後の3D TLCについて語る際、「耐久性」という言葉が必ず話題に上がります。垂直積層型TLCは平面型2D TLCよりも耐久性が向上しますが、その向上幅は期待するほど大きくはありません。Computexで、Micronのエンジニア2名から、自社のテストモデルを用いた場合のP/Eサイクル数は1,000～1,500回と聞きました。Micronの256Gbit（第2世代）TLCはまだ初期段階ですが、ユーザーにとって良い兆候とは言えません。東芝もMicronも、ダイレベルでの耐久性について私たちと議論したがりません。耐久性に関する議論はすべてデバイスレベルで行われ、そこでは強力なエラー訂正技術が大きな役割を果たします。平面型MLCデバイスは、高度なエラー訂正技術であるLDPCを使用していませんでしたが、コントローラは低性能のBCH ECCを実行していました。現時点では、耐久性の高さは、中古車販売員が「タイヤ付き」を特徴として挙げるような、意味のないチェックボックスに過ぎません。東芝の次期BiCS FLASHは、例えばMicronの第2世代3Dフラッシュメモリと比べて耐久性が高いと言われていますが、市販製品ではマーケティング用語が非常に曖昧です。消費電力は増えますが、より強力なエラー訂正機能を搭載したとしても、平面型MLCの耐久性を超えることは期待できません。
パフォーマンスの向上は小さな一歩から
Intel SSD 600pは、ユーザーが将来期待するパフォーマンスを非常によく示す指標です。このドライブは3D TLCと低コストのNVMeコントローラーを搭載しています。このシリーズのレビューでは、ほとんどのユーザーにとって、これまで出荷されたどのSATA SSDよりも優れたパフォーマンスが期待できることがわかりました。ただし、持続書き込みパフォーマンスは、MLCフラッシュを搭載した主流のSATA SSDよりも低いです。ほとんどのユーザーは、Office、ゲーム、その他主にドライブからデータを読み取る一般的なアプリケーションなど、日常的に使用するソフトウェアでパフォーマンスの向上を実感できるでしょう。
ワークロードに書き込み負荷の高いタスクが含まれる場合、TLC NANDと低価格コントローラを搭載した次世代SSDは、たとえ高度なNVMeプロトコルを使用していても、一歩後退することになります。さらに問題をさらに悪化させているのは、HDDのパフォーマンス向上です。今年、私たちは同じワークロードで、シーケンシャル書き込み速度が200～250MBpsのハードディスクドライブと、50～100MBpsにとどまるTLCベースのSSDをいくつか測定しました。
フラッシュの修正
3輪の車では走れますが、2輪になったらどうなるでしょうか？低価格SSDの問題はコントローラです。フラッシュメモリへのチャネル数については既に説明しましたが、処理能力も低下しています。Phison社は依然として4コアのコントローラをロードマップに載せていますが、Silicon Motion社とMarvell社はデュアルコアコントローラに移行しており、より多くのコアを搭載した高性能モデルのリリース予定はまだありません。対照的に、Samsung社のPolarisコントローラは5コアで、それぞれに専用の機能が割り当てられています。
バックグラウンドアクティビティはプロセッサのクロックサイクルを大量に消費するため、2コアでは高いパフォーマンスを維持するのに十分ではありません。多くの消費者は小型のSSDを購入し、利用可能な容量の多くを使用します。その結果、フラッシュプロセッサはドライブ上のデータを管理するためにより多くの処理を担うことになります。大容量ドライブを使用すれば、フラッシュメモリの使用量を抑えながら、より高いパフォーマンスを実現できます。コントローラ設計者が選択できるもう一つの選択肢は、フォアグラウンドパフォーマンスに大きな影響を与えることなくバックグラウンドアクティビティを実行できる、より多くのコアを搭載した製品を開発することです。企業はネイティブTLC書き込みパフォーマンスをより適切に隠蔽しなければ、より優れた製品に高い価格を支払う意思のある顧客を失うことになります。
コア数が増えるということは発熱も増えることを意味します。これは、コントローラーの冷却に必要な回路基板面積が少ない小型M.2デバイスにとっては大きな問題です。M.2フォームファクターであっても、ヒートシンクを搭載して冷却スペースを確保し、表面冷却面積を増やすNVMe SSDもいくつか見かけます。私たちのテストでは、温度上昇を抑えるのにそれほど多くのアルミニウムは必要ないことが分かりましたが、追加のハードウェアを組み込むには多少の手間がかかります。ほんの少しの工夫で、大きな効果が得られるのです。
代替案
IntelのOptaneメモリは、テストを重ねるごとにますます魅力的になってきました。現時点では、1TB TLC SSDよりも、7,200RPMのハードドライブと組み合わせたOptaneメモリ（キャッシュNVMe SSD）をお勧めします。パフォーマンスの向上に気づいているのは私たちだけではありません。SeagateもソーシャルメディアでOptaneメモリを宣伝する大規模なキャンペーンを展開しています。
念のため明確にしておくと、ハードドライブメーカー各社はOptaneメモリを宣伝している。これは、この技術を搭載したハードドライブを販売することで、優れたユーザーエクスペリエンスを実現するためだ。Intelが広告費を投じたかどうかは定かではないが、OptaneメモリによってHDDはストレージの話題に再び登場した。多くの人がハードドライブをセカンダリディスクやNAS機器などのコールドストレージへと移行したが、Optaneメモリ帝国は反撃に出た。
中古市場も選択肢の一つです。中古のエンタープライズSSDは、ほとんど使用されていない状態であれば、数セントで取引されます。これは、パワーユーザーにとっては昔から選択肢の一つでしたが、今後は、小売店で購入する前にeBayで調べるユーザーが増えると予想されます。上の画像では、MLCフラッシュを搭載したIntel DC S3510 480GB SSDが、新品の512GBクラスのTLCベースのコンシューマー向けSSDの価格で販売されています。非常に高性能なNVMe SSDも数多く販売されていますが、この方法を採用する場合は、それに伴うリスクを理解する必要があります。エンタープライズSSDには追加の冷却が必要であり、サードパーティの販売元からの保証請求が拒否される場合があります。それでも、エンタープライズSSDは高い基準で構築されており、多くの場合、ホストの電源障害保護が組み込まれています。また、消費電力が大きいため、ノートパソコンのユーザーは、何に取り組んでいるのかを理解し、慎重に選択する必要があります。
新しいエンタープライズクラスのSSDは、TLCベースのコンシューマー向けSSDよりもかなり高価ですが、想像よりも安い場合が多いです。Newegg、CDW、Amazonなどでこれらの製品を取り扱っており、現行モデルから2～3世代前の製品が魅力的な価格で見つかることも少なくありません。最新のエンタープライズテクノロジーを搭載しているわけではありませんが、現在販売されているコンシューマー向けSSDよりも優れた性能を備えている場合が多いです。
最後に
これまでに見てきた次世代SSDの多くは、コスト削減を目的として設計されており、パフォーマンスは二次的な目的に過ぎません。製造工場はユーザーに3D TLCを強制し、混合ワークロードや持続ワークロードにおけるパフォーマンスをさらに低下させるような低コストのコントローラー設計を推進するでしょう。コントローラー設計者がより効率的な製品で反撃しなければ、パワーユーザー、ゲーマー、そして愛好家からの反発が予想されます。その反発は、Optaneと回転式ディスクの組み合わせ、あるいはワークステーション用に購入した中古のエンタープライズ製品といった形で現れるでしょう。3D TLCは、市場の上位層に大きな穴を開けます。そこでは、低品質製品が狙う低利益率の底辺への競争よりも利益率が高いのです。
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。
