Al CES di quest'anno, Toshiba ha annunciato la sua nuova gamma BG4. BG4 rappresenta la quarta generazione della linea di prodotti SSD Ball Grid Array (BGA) dell'azienda. Questi nuovi SSD sono disponibili nel minuscolo fattore di forma M.2 2230 che li rende ideali per PC ultramobili, PC notebook 2 in 1, dispositivi IoT/embedded e unità di avvio di server e array di archiviazione. Sebbene le unità siano di piccole dimensioni, hanno capacità che vanno da 128 GB a 1 TB.
Al CES di quest'anno, Toshiba ha annunciato la sua nuova gamma BG4. BG4 rappresenta la quarta generazione della linea di prodotti SSD Ball Grid Array (BGA) dell'azienda. Questi nuovi SSD sono disponibili nel minuscolo fattore di forma M.2 2230 che li rende ideali per PC ultramobili, PC notebook 2 in 1, dispositivi IoT/embedded e unità di avvio di server e array di archiviazione. Sebbene le unità siano di piccole dimensioni, hanno capacità che vanno da 128 GB a 1 TB.
L'unità BG4 sfrutta la FLASH BiCS a 96 livelli di Toshiba per raggiungere velocità indicate fino a 2.3 GB/s in lettura e 1.8 GB/s in scrittura, nonché un throughput fino a 390 IOPS in lettura e 200 IOPS in scrittura. Non troppo malandato per qualcosa di leggermente più grande di una scheda SD. Il BG4 è in grado di raggiungere questi numeri utilizzando solo 3.7 W di potenza. Per maggiore sicurezza, Toshiba offrirà anche il BG4 in un modello SED che supporta TCG Opal Versione 2.01.
Il BG4 viene fornito in un pacchetto singolo M.2 1620 e in un fattore di forma del modulo M.2 2230. Per questa recensione esamineremo il modulo M.1 1,024-S2 da 2230 TB (3 GB).
Specifiche dell'unità SSD Toshiba BG4 NVMe
| Ultra-Grande | 1,024GB | 512GB | 256GB | 128GB |
| Fattore di forma | M.2-S2230 | M.2-S2230 | ||
| NAND | BiCS FLASH TLC | |||
| Interfaccia | Revisione 3.1a delle specifiche di base PCIe (revisione NVMe 1.3b) | |||
| Prestazioni (massime) | ||||
| Lettura sequenziale | 2,300MB / s | 2,200MB / s | 2,200MB / s | 2,000MB / s |
| Scrittura sequenziale | 1,800MB / s | 1,400MB / s | 1,400MB / s | 800MB / s |
| Lettura casuale | 390K IOPS | 330K IOPS | 330K IOPS | 200K IOPS |
| Scrittura casuale | 200K IOPS | 190K IOPS | 190K IOPS | 150K IOPS |
| Tensione di alimentazione | 3.3 V ±5% | |||
| Consumo di energia | ||||
| Attivo | 3.7W | 3.5W | 3.6W | 3.4W |
| Modalità L1.2 | 5mW | |||
| MTTF | 1.5 milioni di ore | |||
| Fisico | ||||
| Dimensioni | 30mmx22mmx2.38mm | 30mmx22mmx2.23mm | ||
| Peso | 2.6 g | 2.5 g | ||
| Temperatura | ||||
| Operativo | 0 a 85 ° C | |||
| Non operativo | -40 a 85 ° C | |||
| Umidità | Dal 8% al 90% di umidità relativa | |||
| Vibrazione | 196 m/s^2 { 20 G } (Picco, 10 ~ 2,000 Hz) | |||
| Shock | 14.7 km/s^2 { 1,500 G } ( 0.5 ms ) | |||
Progettazione e realizzazione di SSD Toshiba BG4 NVMe
Il Toshiba BG4 è un SSD molto piccolo con un singolo pacchetto NAND da un lato e vuoto dall'altro.
L'unità stessa è più piccola di una SD standard.
Prestazioni dell'SSD Toshiba BG4 NVMe
Banco di prova
La piattaforma di test utilizzata in questi test è a Dell PowerEdge R740xd server. Misuriamo le prestazioni SATA tramite una scheda RAID Dell H730P all'interno di questo server, anche se impostiamo la scheda in modalità HBA solo per disattivare l'impatto della cache della scheda RAID. NVMe viene testato in modo nativo tramite una scheda adattatore da M.2 a PCIe. La metodologia utilizzata riflette meglio il flusso di lavoro dell'utente finale con test di coerenza, scalabilità e flessibilità all'interno delle offerte di server virtualizzati. Viene posta particolare attenzione alla latenza dell'unità nell'intero intervallo di carico dell'unità, non solo ai livelli più piccoli QD1 (Queue-Depth 1). Lo facciamo perché molti dei benchmark comuni dei consumatori non catturano adeguatamente i profili dei carichi di lavoro degli utenti finali.
Houdini di SideFX
Il test Houdini è specificamente progettato per valutare le prestazioni di archiviazione in relazione al rendering CGI. Il banco di prova per questa applicazione è una variante del core Dell PowerEdge R740xd tipo di server che utilizziamo in laboratorio con doppie CPU Intel 6130 e DRAM da 64 GB. In questo caso abbiamo installato Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) con bare metal. L'output del benchmark viene misurato in secondi per il completamento, dove meno significa meglio.
La demo di Maelstrom rappresenta una sezione della pipeline di rendering che evidenzia le capacità prestazionali dello storage dimostrando la sua capacità di utilizzare in modo efficace il file di scambio come una forma di memoria estesa. Il test non scrive i dati dei risultati né elabora i punti per isolare l'effetto wall-time dell'impatto della latenza sul componente di storage sottostante. Il test stesso è composto da cinque fasi, tre delle quali vengono eseguite come parte del benchmark, che sono le seguenti:
- Carica i punti compressi dal disco. Questo è il momento di leggere dal disco. Si tratta di un thread singolo, che può limitare la velocità effettiva complessiva.
- Decomprime i punti in un unico array piatto per consentirne l'elaborazione. Se i punti non dipendono da altri punti, il working set potrebbe essere modificato per rimanere nel nucleo. Questo passaggio è multi-thread.
- (Non eseguire) Elabora i punti.
- Li reimpacchetta in blocchi con bucket adatti per essere archiviati nuovamente su disco. Questo passaggio è multi-thread.
- (Non eseguito) Scrivi nuovamente i blocchi inseriti in bucket su disco.
Il Toshiba BG4 si è comportato abbastanza bene nel nostro test Houdini, ottenendo un punteggio vicino ai massimi livelli sulle unità non Optane con un punteggio di 2,624 secondi.
Prestazioni dell'SQL Server
Utilizziamo un'istanza SQL Server virtualizzata leggera per rappresentare in modo appropriato ciò che uno sviluppatore di applicazioni utilizzerebbe su una workstation locale. Il test è simile a quello che eseguiamo su array di storage e unità aziendali, solo ridimensionato per offrire una migliore approssimazione dei comportamenti adottati dall'utente finale. Il carico di lavoro utilizza l'attuale bozza del Benchmark C (TPC-C) del Transaction Processing Performance Council, un benchmark per l'elaborazione delle transazioni online che simula le attività presenti in ambienti applicativi complessi.
La VM SQL Server leggera è configurata con tre vDisk: volume da 100 GB per l'avvio, volume da 350 GB per il database e i file di log e volume da 150 GB utilizzato per il backup del database che recuperiamo dopo ogni esecuzione. Dal punto di vista delle risorse di sistema, configuriamo ogni VM con 16 vCPU, 32 GB di DRAM e sfruttiamo il controller SCSI SAS LSI Logic. Questo test utilizza SQL Server 2014 in esecuzione su VM guest Windows Server 2012 R2 ed è sottoposto a stress da Dell's Benchmark Factory for Databases.
Configurazione di test di SQL Server (per VM)
- Di Windows Server 2012 R2
- Impronta di archiviazione: 600 GB allocati, 500 GB utilizzati
- SQL Server 2014
- Dimensioni del database: scala 1,500
- Carico del client virtuale: 15,000
- Memoria RAM: 24 GB
- Durata della prova: 3 ore
- 2.5 ore di precondizionamento
- Periodo di campionamento di 30 minuti
Analizzando l'output di SQL Server, il Toshiba BG4 è arrivato penultimo nel nostro pacchetto con 2,568.4 TPS.
Per quanto riguarda la latenza media di SQL Server, il BG4 si è piazzato nuovamente penultimo con 1,099 ms.
Analisi del carico di lavoro VDBench
Le prestazioni di picco in lettura 4K del Toshiba BG4 hanno registrato una latenza inferiore al millisecondo, tuttavia l'unità si è piazzata ultima in assoluto con una prestazione di picco di circa 158 IOPS con una latenza di circa 820μs prima di diminuire leggermente.
Per quanto riguarda le prestazioni di scrittura 4K, il BG4 è arrivato ultimo, questa volta, con un margine molto maggiore. L'unità ha raggiunto il picco di 16,463 IOPS con una latenza di 7.77 ms. Per fare un paragone, il modello con le prestazioni migliori ha superato ampiamente i 350 IOPS con prestazioni di latenza inferiori al millisecondo.
Passando ai carichi di lavoro sequenziali, vediamo un aumento delle prestazioni nel nostro benchmark di lettura da 64K, vedendo il BG4 posizionarsi all'incirca a metà con una prestazione di picco di 16,376 IOPS o 1.02 GB/s con una latenza di 977μs.
La scrittura a 64K ha visto nuovamente l'unità scendere in fondo alla classifica con un punteggio di picco di 1,565 IOPS o 97 MB/s con una latenza di 10.2 ms.
Successivamente, abbiamo esaminato i nostri benchmark VDI, progettati per mettere a dura prova le unità. Questi test includono avvio, accesso iniziale e accesso del lunedì. Osservando il Boot test, il BG4 si è avviato ed è rimasto in fondo alla classifica con una prestazione di picco di 39,869 IOPS e una latenza di 851μs.
Per l'accesso iniziale VDI, il BG4 è rimasto indietro con una prestazione di picco di circa 4,200 IOPS con una latenza di 6.9 ms.
Anche VDI Monday Login ha registrato un picco di prestazioni pari a 4,621 IOPS e una latenza di 3.45 ms.
Conclusione
Il Toshiba BG4 è la quarta generazione della linea SSD Ball Grid Array di Toshiba. I prodotti BGA sono disponibili in piccoli fattori di forma (M.2 1620 o M.2 2230 in questo caso) per adattarsi a PC ultramobili, PC notebook 2 in 1, dispositivi IoT/embedded e possono anche essere utilizzati come un'unità di avvio dell'array di archiviazione. Un aspetto interessante del BG4 è che, sebbene sia ancora piccolo come altri dispositivi embedded, ha capacità fino a 1 TB. L'unità è offerta anche in un modello SED che supporta TCG Opal Versione 2.01.
Per le prestazioni è necessario che ci sia una certa prospettiva. Sebbene il BG4 abbia la capacità di molti degli SSD consumer con cui lo abbiamo testato, è molto più specifico nei suoi casi d'uso. Con l'eccezione di Houdini (dove il BG4 ha ottenuto un punteggio vicino al massimo con 2,624 secondi), il BG4 ha ottenuto risultati mediocri in confronto. Tuttavia, ha prestazioni elevate per un dispositivo incorporato. Il BG4 ha avuto prestazioni SQL Server di 2,568.4 TPS con una latenza media di 1,099 ms. Per VDBench, BG4 ha registrato punteggi come 158 IOPS in lettura casuale 4K, 16 IOPS in scrittura casuale 4K e punteggi sequenziali di 1.02 GB/s in lettura a 64 K e 97 MB/s in scrittura a 64 K. I nostri benchmark VDI hanno rilevato 40 IOPS di avvio, 4,200 IOPS per l'accesso iniziale e 4,621 IOPS per l'accesso del lunedì.
Per un dispositivo embedded con un fattore di forma così piccolo, è bello vedere capacità così elevate da parte di Toshiba. Sebbene le prestazioni fossero inferiori rispetto agli altri SSD con cui le abbiamo confrontate, erano abbastanza elevate per un dispositivo integrato e per i potenziali casi d'uso in cui si troverà. E, naturalmente, il prestigio del marchio Toshiba dovrebbe anche aiutare ad alleviare le preoccupazioni relative alla qualità costruttiva e al supporto. cosa spesso sospetta in questo segmento di mercato.
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