東芝 XG5 NVMe SSD 搭載 BiCS FLASH プレビュー

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機能と仕様

東芝は規制当局、銀行、政府、そして提携先のウエスタンデジタルとのトラブルを抱えながらも、ストレージ市場を一変させる可能性のある先進的なフラッシュメモリを開発しています。アナリストたちは昨年、NAND市場の回復は東芝のBiCSフラッシュメモリの生産にかかっていると指摘してきました。IMFT、サムスン、SKハイニックスもその役割を担っていますが、3D BiCSがパズルの不確定要素であるため、東芝こそが要となる存在です。

東芝は当初、BiCSの発売を2017年第3四半期、つまりほぼ今頃と予想していましたが、多くのアナリストは量産開始は2018年初頭になると予測していました。こうした憶測の多くは、東芝の財務状況の悪化に端を発し、フラッシュメモリ製造部門の全部または一部の売却が検討されていることに起因しています。アナリストの予測は私たちにとって有益ですが、あくまでも状況を踏まえた上での判断です。東芝と提携先のウエスタンデジタルは共に第3世代3D NANDを搭載した製品を発表していますが、どちらの社もまだ製品を販売していません。BiCS搭載SSDは2018年まで待つ必要はなく、間もなく登場すると言えるでしょう。

新しいフラッシュは64層構造を採用し、256Gビット（32GB）と512Gビット（64GB）のダイで提供されますが、ベンダーはアプリケーションに応じて異なるダイを使用します。SSDは、RAIDアレイのような構成で複数のダイに同時に読み書きを行うため、高速です。ダイの容量の大小は目新しいものではありませんが、NAND技術の進歩に伴い、ベンダーはアプリケーションに応じてターゲットサイズを絞り込む傾向が強まっています。低容量モデルでは、並列処理能力を高めるために小型のダイを使用し、パフォーマンスを向上させます。一方、大容量モデルでは、大型のダイが使用されます。

しかし、大型ダイがなければ、コントローラはより多くのダイを同時にアドレス指定する必要があるため、コントローラ技術は非常に高価になります。その結果、トレース数が増加し、アルゴリズムが複雑になり、クロック速度やプロセッサの高速化といった形でより多くの処理能力が必要になります。ほとんどの場合、大型ダイはそのまま搭載され、同じコントローラで大幅な再設計なしに、その追加容量を活用できます。この時点で、大容量製品の性能は、コントローラがLBAマップをキャッシュするためにアドレス指定できるDRAMの容量に左右されます。

XG5は、東芝の新しいBiCSフラッシュを搭載した最初のSSDです。OEMモデルであり、XG3およびXG4 OEM NVMe SSDに続くものです。東芝は設計受注を公表していませんが、Dell、MSI、その他の高性能ノートPCが2016年から2017年にかけてXGシリーズを採用していたことは分かっています。東芝はComputexの数日前に開催されたDell Worldで新しいXG5モデルを展示していたため、Dellは今年の新学期向けモデルにこのドライブを採用すると予想されます。また、OCZは次世代RDシリーズのベースとしてXG5を採用する予定であるとの情報もあります。

OEM版XG3と市販版RD400には微妙な違いがありました。OCZはRD400を愛好家向けにチューニングし、Windows用のカスタムNVMeドライバを搭載しました。このドライバは大きな違いをもたらします。一部のOEMはカスタムドライバを提供していますが、今回テストするベースモデルのXG5はWindows 10標準のNVMeドライバを使用しています。一部の機能は標準ドライバでは最適化されていないため、今回のXG5のパフォーマンスは、次期OCZ RD製品の参考としてのみご活用ください。

仕様

OEMパートナーは、256GBから1TBまでの3種類の容量でXG5を購入できます。このシリーズのドライブはすべて、M.2 2280片面フォームファクターを採用しています。東芝はXG5の仕様を公表していませんが、これは最終製品の性能がOEMによって異なるためです。性能はファームウェアにも依存し、企業は熱や電力の要件に応じてファームウェアを調整できます。例えば、シーケンシャルリード性能を3,000MB/秒から2,800MB/秒に下げれば、バッテリー駆動時間が60分延びる可能性があります。そうすれば、バッテリー駆動時間を8時間ではなく9時間にしたモデルを販売できるでしょう。

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東芝はXG5リファレンスデザインについて、シーケンシャルパフォーマンス仕様を提供しましたが、ランダムパフォーマンス仕様は提供していませんでした。XG5リファレンスデザインは、シーケンシャルリード/ライトスループットがそれぞれ3,000/2,100MB/秒です。

東芝は、新しいTC58NCP090GSDコントローラに関する情報も公開していません。同社は常に技術の特定の側面を秘密にしてきました。XG3 / RD400に搭載されているコントローラについては、確かな回答を得ることができませんでした。新しいコントローラはフリップチップ設計を採用しており、XG3とは異なる設計であることは分かっています。パフォーマンス特性から判断すると、このコントローラは少なくとも8チャネルを利用できると考えられます。しかし、今回も質問しましたが、回答は得られませんでした。

実際のダイはPhison E7よりもわずかに大きいようです。E7も露出型フリップチップ設計を採用しています。このことから、両者はデジタルDNAを共有しているのではないかと考えましたが、物理的なサイズの違いからその可能性は否定されます。

リファレンスデザインXG5のラベルにはPSIDが記載されているため、このモデルは自己暗号化ドライブ（SED）テクノロジーをサポートしています。その後、TCG Opal暗号化がOEM向けのオプションとして利用可能であることがわかりました。

NANDフラッシュメモリの分野では興味深い動きが見られる。東芝と製造パートナーのウエスタンデジタルは共に、2ビット/セルNAND（MLC）はコンシューマー市場において既に終焉を迎えたと発表している。MLCフラッシュメモリを少量生産して名を上げようとする新興企業は常に存在するだろうが、全ての製造拠点はコンシューマー市場において同様の計画を立てている。

東芝のXG5は、BiCSダイ容量の両方を採用します。256GBモデルは256Gビットダイ、1TBモデルは512Gビットダイを採用すると容易に推測できます。512GBモデルはどちらのダイを採用するかは不明です。東芝は、どちらのダイを採用するかについては明言していません。SSDはダイが小さい方が高速ですが、ダイが大きい方が安価になります。いずれ、実際に試して確かめてみたいと思います。

東芝は、XG5 1TBリファレンスデザインに512Gビットのダイを搭載しました。このデザインでは、8個のダイを搭載したNANDパッケージを2つ使用しています。東芝は16個のダイを搭載したパッケージを製造可能であり、最終的には製造する予定です。これにより、将来的には片面2TBのXG5モデルが登場する可能性があります。コントローラが対応できれば、両面にコンポーネントを搭載した4TBモデルも登場する可能性があります。

価格、保証、耐久性

信頼できる情報筋によると、これは次期OCZ RDシリーズNVMe SSDのベースとなるようですが、東芝はXG5をチャネル向けに販売する予定はありません。XG3についても同様で、製品ライフサイクルの初期段階でシステムプルとして販売されたものもあります。15nmプレーナーMLCを搭載したXG3は現在、サポート終了となっていますが、複数の販売業者から入手可能です。MyDigitalDiscountでは、3種類の容量で2万台のXG3 SSDを販売しています。XG3 512GBは現在、Mydigitaldiscount.comで200ドル、Amazonで219.99ドルで販売されています。XG5もいずれグレーマーケット製品として販売される可能性が高いでしょう。

Toshiba XG5をプレビルドシステムで販売するOEMは、保証と耐久性の仕様を規定しています。ほとんどのシステムでは、SSDの具体的なパフォーマンスや耐久性の仕様は記載されていません。