Zurück auf der diesjährigen CES kündigte Toshiba seine neue BG4-Reihe an. BG4 steht für die vierte Generation der Ball Grid Array (BGA) SSD-Produktlinie des Unternehmens. Diese neuen SSDs sind im winzigen M.2 2230-Formfaktor erhältlich und eignen sich daher ideal für ultramobile PCs, 2-in-1-Notebook-PCs, IoT-/eingebettete Geräte sowie Boot-Laufwerke für Server und Speicherarrays. Obwohl die Laufwerke klein sind, sind sie in Kapazitäten von 128 GB bis 1 TB erhältlich.
Zurück auf der diesjährigen CES kündigte Toshiba seine neue BG4-Reihe an. BG4 steht für die vierte Generation der Ball Grid Array (BGA) SSD-Produktlinie des Unternehmens. Diese neuen SSDs sind im winzigen M.2 2230-Formfaktor erhältlich und eignen sich daher ideal für ultramobile PCs, 2-in-1-Notebook-PCs, IoT-/eingebettete Geräte sowie Boot-Laufwerke für Server und Speicherarrays. Obwohl die Laufwerke klein sind, sind sie in Kapazitäten von 128 GB bis 1 TB erhältlich.
Das BG4-Laufwerk nutzt Toshibas 96-Layer-BiCS-FLASH, um angegebene Geschwindigkeiten von bis zu 2.3 GB/s beim Lesen und 1.8 GB/s beim Schreiben sowie einen Durchsatz von bis zu 390 IOPS beim Lesen und 200 IOPS beim Schreiben zu erreichen. Nicht zu schlecht für etwas, das etwas größer als eine SD-Karte ist. Der BG4 ist in der Lage, diese Werte zu erreichen, obwohl er nur 3.7 W Leistung verbraucht. Für zusätzliche Sicherheit wird Toshiba den BG4 auch in einem SED-Modell anbieten, das TCG Opal Version 2.01 unterstützt.
Der BG4 ist in einem M.2 1620-Einzelgehäuse sowie einem M.2 2230-Modulformfaktor erhältlich. Für diesen Test schauen wir uns das 1 TB (1,024 GB) M.2 2230-S3-Modul an.
Technische Daten der Toshiba BG4 NVMe SSD
| Kapazität | 1,024GB | 512GB | 256GB | 128GB |
| Formfaktor | M.2 2230-S3 | M.2 2230-S2 | ||
| NAND- | BiCS FLASH TLC | |||
| Schnittstelle | PCIe-Basisspezifikation Revision 3.1a (NVMe Revision 1.3b) | |||
| Leistung (maximal) | ||||
| Sequenzielles Lesen | 2,300MB / s | 2,200MB / s | 2,200MB / s | 2,000MB / s |
| Sequenzielles Schreiben | 1,800MB / s | 1,400MB / s | 1,400MB / s | 800MB / s |
| Zufälliges Lesen | 390K IOPS | 330K IOPS | 330K IOPS | 200K IOPS |
| Zufälliges Schreiben | 200K IOPS | 190K IOPS | 190K IOPS | 150K IOPS |
| Versorgungsspannung | 3.3 V ±5 % | |||
| Energieverbrauch | ||||
| Aktives | 3.7W | 3.5W | 3.6W | 3.4W |
| L1.2-Modus | 5mW | |||
| MTTF | 1.5 Millionen Stunden | |||
| Physik | ||||
| Abmessungen | 30mmx22mmx2.38mm | 30mmx22mmx2.23mm | ||
| Gewicht | 2.6 g | 2.5 g | ||
| Temperaturen | ||||
| Betriebs | 0 bis 85 ° C | |||
| Außer Betrieb | -40 bis 85 ° C | |||
| Luftfeuchtigkeit | 8 % bis 90 % relative Luftfeuchtigkeit | |||
| Vibration | 196 m/s^2 { 20 G } (Spitze, 10 ~ 2,000 Hz) | |||
| Dämpfer | 14.7 km/s^2 { 1,500 G } ( 0.5 ms ) | |||
Design und Bau einer Toshiba BG4 NVMe SSD
Die Toshiba BG4 ist eine sehr kleine SSD mit einem einzelnen NAND-Pack auf der einen Seite und einem leeren Teil auf der anderen Seite.
Das Laufwerk selbst ist kleiner als eine Standard-SD.
Toshiba BG4 NVMe SSD-Leistung
Testbed
Die bei diesen Tests eingesetzte Testplattform ist a Dell PowerEdge R740xd Server. Wir messen die SATA-Leistung über eine Dell H730P RAID-Karte in diesem Server, obwohl wir die Karte nur in den HBA-Modus versetzt haben, um die Auswirkungen des RAID-Karten-Cache zu deaktivieren. NVMe wird nativ über eine M.2-zu-PCIe-Adapterkarte getestet. Die verwendete Methodik spiegelt den Arbeitsablauf des Endbenutzers besser wider, indem sie Konsistenz-, Skalierbarkeits- und Flexibilitätstests innerhalb virtualisierter Serverangebote durchführt. Ein großer Fokus liegt auf der Laufwerkslatenz über den gesamten Lastbereich des Laufwerks, nicht nur auf den kleinsten QD1-Ebenen (Queue-Depth 1). Wir tun dies, weil viele der gängigen Verbraucher-Benchmarks die Arbeitslastprofile der Endbenutzer nicht ausreichend erfassen.
Houdini von SideFX
Der Houdini-Test wurde speziell zur Bewertung der Speicherleistung im Zusammenhang mit der CGI-Wiedergabe entwickelt. Der Prüfstand für diese Anwendung ist eine Variante des Kerns Dell PowerEdge R740xd Servertyp, den wir im Labor verwenden, mit zwei Intel 6130-CPUs und 64 GB DRAM. In diesem Fall haben wir Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) mit Bare-Metal installiert. Die Ausgabe des Benchmarks wird in Sekunden bis zum Abschluss gemessen, wobei weniger besser ist.
Die Maelstrom-Demo stellt einen Abschnitt der Rendering-Pipeline dar, der die Leistungsfähigkeiten des Speichers hervorhebt, indem er seine Fähigkeit demonstriert, die Auslagerungsdatei effektiv als eine Form von Erweiterungsspeicher zu nutzen. Der Test schreibt die Ergebnisdaten nicht aus und verarbeitet die Punkte nicht, um den Wandzeiteffekt der Latenzauswirkungen auf die zugrunde liegende Speicherkomponente zu isolieren. Der Test selbst besteht aus fünf Phasen, von denen wir drei im Rahmen des Benchmarks durchführen:
- Lädt gepackte Punkte von der Festplatte. Dies ist die Zeit zum Lesen von der Festplatte. Hierbei handelt es sich um Single-Threaded, was den Gesamtdurchsatz einschränken kann.
- Entpackt die Punkte in ein einzelnes flaches Array, damit sie verarbeitet werden können. Wenn die Punkte nicht von anderen Punkten abhängig sind, kann der Arbeitssatz so angepasst werden, dass er im Kern bleibt. Dieser Schritt ist multithreaded.
- (Nicht ausführen) Verarbeiten Sie die Punkte.
- Packt sie in Bucket-Blöcke um, die für die Speicherung auf der Festplatte geeignet sind. Dieser Schritt ist multithreaded.
- (Nicht ausgeführt) Schreiben Sie die in Buckets unterteilten Blöcke zurück auf die Festplatte.
Das Toshiba BG4 schnitt in unserem Houdini-Test ziemlich gut ab und erreichte bei den Nicht-Optane-Laufwerken mit 2,624 Sekunden einen Spitzenplatz.
SQL Server-Leistung
Wir verwenden eine schlanke virtualisierte SQL Server-Instanz, um angemessen darzustellen, was ein Anwendungsentwickler auf einer lokalen Workstation verwenden würde. Der Test ähnelt dem, den wir auf Speicher-Arrays und Unternehmenslaufwerken durchführen, wurde jedoch reduziert, um eine bessere Annäherung an das Verhalten des Endbenutzers zu erhalten. Der Workload basiert auf dem aktuellen Entwurf des Benchmark C (TPC-C) des Transaction Processing Performance Council, einem Online-Transaktionsverarbeitungs-Benchmark, der die Aktivitäten in komplexen Anwendungsumgebungen simuliert.
Die schlanke SQL Server-VM ist mit drei vDisks konfiguriert: 100-GB-Volume für den Start, ein 350-GB-Volume für die Datenbank und Protokolldateien und ein 150-GB-Volume für die Datenbanksicherung, die wir nach jedem Lauf wiederherstellen. Aus Sicht der Systemressourcen konfigurieren wir jede VM mit 16 vCPUs, 32 GB DRAM und nutzen den LSI Logic SAS SCSI-Controller. Dieser Test verwendet SQL Server 2014, das auf Windows Server 2012 R2-Gast-VMs ausgeführt wird, und wird durch Dells Benchmark Factory für Datenbanken belastet.
SQL Server-Testkonfiguration (pro VM)
- Windows Server 2012 R2
- Speicherbedarf: 600 GB zugewiesen, 500 GB genutzt
- SQL Server 2014
- Datenbankgröße: Maßstab 1,500
- Virtuelle Client-Auslastung: 15,000
- RAM-Puffer: 24 GB
- Testdauer: 3 Stunden
- 2.5 Stunden Vorkonditionierung
- 30-minütiger Probezeitraum
Bei der Betrachtung der SQL Server-Ausgabe belegte das Toshiba BG4 mit 2,568.4 TPS den vorletzten Platz in unserem Paket.
Bei der durchschnittlichen SQL Server-Latenz lag der BG4 mit 1,099 ms erneut auf dem vorletzten Platz.
VDBench-Workload-Analyse
Die maximale 4K-Leseleistung des Toshiba BG4 verzeichnete durchgehend eine Latenz von weniger als einer Millisekunde, das Laufwerk belegte jedoch den letzten Platz mit einer Spitzenleistung von etwa 158 IOPS bei einer Latenz von etwa 820 μs, bevor es etwas abfiel.
Bei der 4K-Schreibleistung belegte die BG4 erneut den letzten Platz, diesmal mit deutlich größerem Vorsprung. Das Laufwerk erreichte einen Spitzenwert von 16,463 IOPS mit einer Latenz von 7.77 ms. Zum Vergleich: Der Spitzenreiter erreichte weit über 350 IOPS mit einer Latenzleistung von unter einer Millisekunde.
Bei der Umstellung auf sequentielle Workloads sehen wir in unserem 64K-Lese-Benchmark eine Leistungssteigerung, wobei sich der BG4 mit einer Spitzenleistung von 16,376 IOPS oder 1.02 GB/s bei einer Latenz von 977 μs ungefähr im Mittelfeld befindet.
Beim erneuten Schreiben mit 64 KB fiel das Laufwerk mit einem Spitzenwert von 1,565 IOPS oder 97 MB/s bei einer Latenz von 10.2 ms auf das Schlusslicht.
Als nächstes haben wir uns unsere VDI-Benchmarks angesehen, die darauf ausgelegt sind, die Laufwerke noch stärker zu belasten. Zu diesen Tests gehören Boot, Erstanmeldung und Montagsanmeldung. Beim Boot-Test startete der BG4 und blieb mit einer Spitzenleistung von 39,869 IOPS und einer Latenz von 851 μs das Schlusslicht.
Beim VDI Initial Login blieb der BG4 mit einer Spitzenleistung von rund 4,200 IOPS bei einer Latenz von 6.9 ms im Hintergrund.
Auch VDI Monday Login sah das Laufwerk mit einer Spitzenleistung von 4,621 IOPS und einer Latenz von 3.45 ms im Schlusslicht.
Schlussfolgerung
Das Toshiba BG4 ist die vierte Generation der Ball-Grid-Array-SSD-Reihe von Toshiba. BGA-Produkte gibt es in winzigen Formfaktoren (in diesem Fall M.2 1620 oder M.2 2230), sodass sie in ultramobile PCs, 2-in-1-Notebook-PCs, IoT-/Embedded-Geräte passen und auch als solche verwendet werden können ein Speicherarray-Startlaufwerk. Ein interessanter Aspekt des BG4 ist, dass er zwar wie andere eingebettete Geräte immer noch klein ist, aber Kapazitäten von bis zu 1 TB bietet. Das Laufwerk wird auch in einem SED-Modell angeboten, das TCG Opal Version 2.01 unterstützt.
Für die Leistung muss eine gewisse Perspektive vorhanden sein. Während die BG4 über die Kapazität mehrerer der Consumer-SSDs verfügt, mit denen wir sie getestet haben, ist sie in ihren Anwendungsfällen viel spezifischer. Mit Ausnahme von Houdini (wo der BG4 mit 2,624 Sekunden ganz oben abschnitt) schnitt der BG4 im Vergleich schlecht ab. Für ein eingebettetes Gerät bietet es jedoch eine hohe Leistung. Der BG4 hatte eine SQL Server-Leistung von 2,568.4 TPS mit einer durchschnittlichen Latenz von 1,099 ms. Für VDBench erzielte der BG4 Werte wie 158 IOPS bei 4K-Zufallslesen, 16 IOPS bei 4K-Zufallsschreiben und sequentielle Werte von 1.02 GB/s beim Lesen in 64 KB und 97 MB/s beim Schreiben in 64 KB. Unsere VDI-Benchmarks ergaben 40 IOPS beim Booten, 4,200 IOPS beim ersten Login und 4,621 IOPS beim Montag-Login.
Für ein eingebettetes Gerät mit einem so kleinen Formfaktor ist es schön, solch hohe Kapazitäten von Toshiba zu sehen. Während die Leistung hinter den anderen SSDs zurückblieb, mit denen wir sie verglichen haben, war sie für ein eingebettetes Gerät und die künftigen Anwendungsfälle, in denen es zum Einsatz kommen wird, ziemlich stark. Und natürlich sollte das Gütesiegel der Marke Toshiba auch dazu beitragen, Bedenken hinsichtlich der Verarbeitungsqualität und des Supports auszuräumen was in diesem Marktsegment oft verdächtig ist.
Besprechen Sie diese Rezension
Melden Sie sich für den StorageReview-Newsletter an
