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SK hynix Gold P31 M.2 NVMe SSDレビュー:高性能、前例のない効率性(更新)

SK hynix 2TB Gold P31 は、価格の割に非常に高いパフォーマンスを誇り、SSD ツールボックスと黒の PCB (2TB モデルのみ) が付属し、見た目も魅力的です。

長所

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    + クラス最高の電力効率

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    + トップレベルのパフォーマンス

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    + 競争力のある耐久性と5年間の保証

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    + 片面フォームファクター

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    + 低コスト

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    + AES 256ビット暗号化

短所

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    2TBモデルは1TBモデルより少し遅いです

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    2TB容量のみ黒PCB

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更新 2 - 2021 年 9 月 26 日: このレビューは、4 ページの 2TB SK hynix Gold P31 M.2 NVMe の新しいテストで更新されました。

更新 1 - 2020 年 10 月 3 日:  2 ページの 500GB SK hynix Gold P31 M.2 NVMe の新しいテストを追加してこの記事を更新しました。

SK hynixのGold P31は、同社初の市販M.2 NVMe SSDであり、同社の第6世代128層「4D」TLC NANDフラッシュを搭載した初の製品です。Gold S31 SATA SSDと同様に、Gold P31 M.2 NVMe SSDも、これまでにない最高の効率スコアを誇る優れたパフォーマンスを誇り、非常に好印象です。最高級SSDと競合する性能を持ち、1GBあたりわずか0.13~0.15ドルという価格は、その価値を物語っています。しかし、初の製品であるがゆえに、見苦しい緑色のPCBなど、初期段階での問題はあります。

SK hynixのGold P31には、同社の4D NANDフラッシュが搭載されています。これは新しいタイプのメモリのように聞こえるかもしれませんが、実際にはそれほど複雑ではありません。SK hynixは、この128L 4D TLCフラッシュメモリ上のNANDセルアレイと周辺回路と呼ばれるメモリ制御回路をどのように配置しているかをマーケティング用語で表現しています。

従来、周辺回路ロジックはNANDセルアレイのエッジに配置されており、ダイスペースの最大40%を占有する可能性があり、スケーラビリティを制限していました。ロジックをアレイの下に配置することで、メーカーは高いアレイ効率を維持しながら、より高層な設計を実現できます。周辺回路をメモリセルの下に配置する(PuC)というコンセプトは新しいものではありません。実際、この技術は現在、IntelとMicronのNANDフラッシュにCMOSアンダーアレイ(CuA)テクノロジーの形で実装されています。

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SKハイニックス 4D NANDサムスン V5 V-NANDキオクシア BiCS4ミクロン
セルあたりのビット数3ビット / TLC3ビット / TLC3ビット / TLC3ビット / TLC
データレイヤー数128929696
総レイヤー数147100109106
細胞アレイ効率87.10%92.00%88.10%90.60%
ダイ密度(Gb)512512512512
ダイ面積(mm^2)63.2?86.081.8
ビット密度(Gb/mm^2)8.1?6.06.3

Micronのフラッシュメモリは、CuAとフローティングゲートセル設計を組み合わせることで、512Gb 96L TLCで6.25Gb/mm^2という当時としては最高レベルのビット密度を実現しました。これはSK hynixの最新128L 4D NANDが登場する前のことです。SK hynixの4D NANDが他社製品と一線を画すのは、PuC技術と3Dチャージトラップフラッシュ(CTF)セル設計を組み合わせることで、非常に小さなダイサイズと8.1Gb/mm^2という高いダイ密度を実現した点です。CTFセルはフローティングゲートセルに比べて小型化する傾向があり、全体的な設計により、層数の増加に伴うスケーリング能力が向上しています。 

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SK hynix Gold P31 仕様 

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製品500GB1TB2TB
価格74.99ドル134.99ドル279.99ドル
容量(ユーザー / 生)500GB / 512GB1000GB / 1024GB1000GB / 1024GB
フォームファクターM.2 2280 S3M.2 2280 S3M.2 2280 S3
インターフェース/プロトコルPCIe 3.0 x4 / NVMe 1.3PCIe 3.0 x4 / NVMe 1.3PCIe 3.0 x4 / NVMe 1.3
コントローラSKハイニックス ケフェウスSKハイニックス ケフェウスSKハイニックス ケフェウス
DRAMLPDDR4LPDDR4LPDDR4
メモリSKハイニックス 128L TLCSKハイニックス 128L TLCSKハイニックス 128L TLC
シーケンシャルリード3,500 MBps3,500 MBps3,500 MBps
シーケンシャルライト3,100 MBps3,200 MBps3,200 MBps
ランダム読み取り57万IOPS57万IOPS57万IOPS
ランダム書き込み60万IOPS60万IOPS60万IOPS
安全AES 256ビット暗号化AES 256ビット暗号化AES 256ビット暗号化
持久力(TBW)500TB750 TB1,200 TB
部品番号SHGP31-500GM-2SHGP31-1000GM-2SHGP31-2000GM-2
保証5年5年5年

SK hynix Gold P31の特徴

SK hynixのGold P31は、500GB、1TB、2TBの容量で提供され、それぞれ75ドル、135ドル、280ドルという非常に低価格です。Gold P31は、1TBと2TBで最大3.5GBps/3.2GBpsの読み取り/書き込み速度を実現しますが、500GBモデルは書き込み速度が100MBps低下します。このSSDのランダム読み取り/書き込み性能は、すべての容量でほぼ同等で、最大57万IOPS/60万IOPSです。

フラッシュメモリの場合、高速な読み込み性能を引き出すのは比較的容易ですが、高い書き込み性能を実現するにはいくつかの工夫が必要です。SK hynixのGold P31は、SamsungのTurboWriteに似たハイブリッドSLCキャッ​​シュを採用しています。高速回復のSLCキャッ​​シュと、回復が遅いダイナミックSLCキャッ​​シュを備えています。500GBモデルの総キャッシュ容量は46GB、1TBモデルは約92GB、2TBモデルは184GBです。 

500 GB ドライブは最大 500 TB の書き込みに耐えることができ、1 TB ドライブは最大 750 TB の書き込みに耐えることができ、2 TB モデルは 5 年間の保証期間内で最大 1,200 TB の書き込みを吸収できます。

SK hynixのGold P31は、低密度パリティチェック(LDPC)ECCの採用により、Samsungの970 EVO Plus、WDのBlack SN750、CrucialのP5を上回る優れた耐久性を備えています。しかし、これらの数値は印象的ではありますが、Seagate FireCuda 510Team Group Cardea Zero Z340といったPhisonチップ搭載SSDが提供する並外れた耐久性には及びません。これらのSSDは1TB容量時点で2倍以上の耐久性を誇ります。

SK hynixのGold P31は、SMARTデータレポート、セキュア消去機能、Trimサポート、複数の低電力状態への切り替え機能を備え、AES 256ビットハードウェア暗号化もサポートしています。ただし、OPAL準拠ではないため、BitLockerはサポートされていません。

SK hynix Gold P31のソフトウェアとアクセサリ 

SK hynix Gold P31 2TB アップデート

(画像提供:Tom's Hardware)

SK hynixは、Gold P31向けにSSDツールボックスとクローニングソフトウェアを提供しています。SK hynix Drive Managerを使用すると、P31のSMARTデータを確認し、必要に応じてファームウェアをアップデートできます。Macriumとの提携により開発されたSK hynixのSSD System Migration Utilityを使用すると、古いドライブから新しいSK hynix SSDにデータをクローンできます。  

SK hynix Gold P31 ソフトウェア

(画像提供:Tom's Hardware)

SK hynix Gold P31を詳しく見る

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SKハイニックスゴールドP31
(画像提供:Tom's Hardware)

SK hynixのGold P31はM.2 2280片面フォームファクターを採用しており、最薄のUltrabookにも対応しています。Gold P31のすっきりとした黒と金のラベルは、パッと見で目を引きます。しかし、パッと目を引くと同時に、緑色のPCBが目障りになり始めています。Gold P31は、SKUマークやその他のコンプライアンスマークが隠されている点でスタイルポイントを高めていますが、緑色のPCBは若干の欠点と言えるでしょう。 

同社は、コントローラのプロセスノード、コア数、周波数の詳細は明らかにしなかったものの、SK hynixのGold P31は垂直統合型であり、主要コンポーネントはすべてSK hynixが製造していると説明しました。Gold P31は、同社のArmベースマルチコア、4チャネル「Cepheus」PCIe 3.0 x4 NVMe 1.3コントローラを搭載しています。サイズは14 x 14mmで、DRAMベースのアーキテクチャを採用しています。 

Cepheus SSDコントローラはDRAMとインターフェースし、FTLマッピングテーブル情報をキャッシュすることで、応答性と安定性に優れたパフォーマンスを実現します。同社は、500GBモデルでは4GB(512MB)、1TBモデルでは8GB(1GB)の容量を誇るLPDDR4 2,133MHz DRAMチップを搭載しています。

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SKハイニックスゴールドP31
(画像提供:Tom's Hardware)

一見すると、このコントローラのチャネル数がほとんどのハイエンドNVMe SSDの半分しかないという事実は、WD、Samsung、Crucialといった最高級の製品、そしてSilicon MotionやPhisonコントローラを搭載したSSDと競合するはずのSSDとしては、非常にパワー不足に思えます。ただし、SK hynixの128L TLC NANDフラッシュが高IOレートで動作しなければの話ですが。

SK hynixのGold P31は、4つのチャネルを介して1200MTpsのトグルDDR4.0 I/Oレートでフラッシュダイとインターフェースし、消費電力はわずか1.2Vです。これは、現在のほとんどのNANDの最大動作速度の約2倍であるため、注目すべき重要な点です。また、4チャネルコントローラと組み合わせることで、Gold P31は驚異的な電力効率を実現します。通常、Kioxiaの96LまたはMicronの96LをベースにしたSSDは、Samsungを除いて、533〜800MTpsというはるかに遅いI/Oレートで動作します。Samsungの最新のV-NANDフラッシュは最大1,400MTpsで動作しますが、同社のフラッシュコントローラは、現在の製品では1,000〜1,200MTpsでしかインターフェースしない可能性が高いです。

SKハイニックス ゴールドP31

(画像提供:Tom's Hardware)

P31のCepheusコントローラは、この高い動作MTpsレートでNANDとインターフェースするため、チャネル数の少なさをある程度補うのに役立っています。さらに、MicronやIntelのフラッシュメモリと同様に、SK hynixの4プレーン設計はインターリーブにも大きく貢献しています。これは、コントローラが4つの独立したNANDダイアクセスセクションを持つことを意味し、パフォーマンス向上に貢献しています。Kioxiaの96L BiCS4とSamsungの92L V-NANDフラッシュは2プレーン設計のみですが、後者はそれを補うためにサブプレーンを備えています。

SKハイニックス ゴールドP31

(画像提供:特許出願公開)

SK hynixのフラッシュメモリは、従来、キオクシア(旧東芝メモリ)のBiCS(ビットコストスケーラブル)CTFアーキテクチャの進化形であるP-BiCS(パイプ型BiCS)アーキテクチャを採用してきました。この設計では、U字型の垂直NANDストリングを採用し、ソースラインをスタックの最下部ではなく最上部に配置しています。これらの改良は、データ保持とセルの信頼性の向上だけでなく、カットオフ特性の改善やセル電荷検出性能の向上にも貢献しています。

さらに、KioxiaのBiCSと同様に、SK hynixの128層4D NANDは、データワードラインのグループを互いに積み重ねた複数のストリングスタック(またはデッキ)と、プログラムディスターブを防ぐためのダミーワードラインを使用することで、このような高層化を実現しています。このプロセスの課題は、アライメントが難しく、スタックのずれによって生産歩留まりが低下する可能性があることです。これが、Samsungがこの技術を可能な限り回避しようとしている理由でしょう。この問題を克服するために、SK hynixは、高信頼性多層薄膜セル形成技術と組み合わせた超均一垂直エッチング技術を採用しています。

SKハイニックス ゴールドP31

(画像提供:Tom's Hardware)

Tech Insightsによる初期のティーザーによると、Gold P31のNANDはダイ密度が512GB(ダイあたり64GB)で、128本のデータワードラインを実現するための選択ゲートやダミー層として機能する層を含む、実に147層にも及ぶ層を備えているとのことです。この128Lフラッシュは2層または3層構造になる可能性があると予想されますが、Tech Insightの最終分析を待つ必要があります。500GBモデルは1パッケージあたり4つのダイ、合計8つ、1TBモデルは1パッケージあたり8つのダイ、合計16つのダイで構成されています。 

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。