回到今年的 CES，東芝宣布了其新的 BG4 系列。 BG4代表公司第四代球柵陣列（BGA）SSD產品線。 這些新型固態硬盤採用微型 M.2 2230 外形規格，非常適合超便攜個人電腦、二合一筆記本電腦、物聯網/嵌入式設備以及服務器和存儲陣列啟動驅動器。 儘管這些驅動器尺寸很小，但它們的容量從 2GB 到 1TB 不等。
回到今年的 CES，東芝宣布了其新的 BG4 系列。 BG4代表公司第四代球柵陣列（BGA）SSD產品線。 這些新型固態硬盤採用微型 M.2 2230 外形規格，非常適合超便攜個人電腦、二合一筆記本電腦、物聯網/嵌入式設備以及服務器和存儲陣列啟動驅動器。 儘管這些驅動器尺寸很小，但它們的容量從 2GB 到 1TB 不等。
BG4 驅動器利用東芝的 96 層 BiCS 閃存達到高達 2.3GB/s 的讀取速度和 1.8GB/s 的寫入速度以及高達 390K IOPS 讀取和 200K IOPS 寫入的吞吐量。 對於比 SD 卡稍大的東西來說並不算太破舊。 BG4 僅使用 3.7W 的功率就能達到這些數字。 為了增加安全性，東芝還將提供支持 TCG Opal 版本 4 的 SED 模型中的 BG2.01。
BG4 採用 M.2 1620 單一封裝以及 M.2 2230 模塊外形規格。 對於本次評測，我們將關注 1TB (1,024GB) M.2 2230-S3 模塊。
東芝 BG4 NVMe SSD 規格
| 容量 | 1,024GB | 512GB | 256GB | 128GB |
| 外形尺寸 | M.2 2230-S3 | M.2 2230-S2 | ||
| NAND閃存 | BiCS 閃存 TLC | |||
| 介面 | PCIe 基本規範修訂版 3.1a（NVMe 修訂版 1.3b） | |||
| 性能（最大） | ||||
| 順序閱讀 | 2,300MB /秒 | 2,200MB /秒 | 2,200MB /秒 | 2,000MB /秒 |
| 順序寫入 | 1,800MB /秒 | 1,400MB /秒 | 1,400MB /秒 | 800MB /秒 |
| 隨機閱讀 | 390K IOPS | 330K IOPS | 330K IOPS | 200K IOPS |
| 隨機寫入 | 200K IOPS | 190K IOPS | 190K IOPS | 150K IOPS |
| 電源電壓 | 3.3V ±5% | |||
| 電源消耗功率 | ||||
| 活躍 | 3.7W | 3.5W | 3.6W | 3.4W |
| L1.2模式 | 5mW | |||
| 平均無故障時間 | 1.5萬小時 | |||
| 物理 | ||||
| 尺寸 | 30mmx22mmx2.38mm | 30mmx22mmx2.23mm | ||
| 重量 | 2.6g | 2.5g | ||
| 溫度 | ||||
| 操作 | 0到85°C | |||
| 非工作溫度 | -40至85°C | |||
| 濕度 | 8% 至 90% 相對濕度 | |||
| 振動 | 196 m/s^2 { 20 G }（峰值，10 ~ 2,000 Hz） | |||
| 休克 | 14.7 公里/秒^2 { 1,500 G }（0.5 毫秒） | |||
東芝 BG4 NVMe SSD 設計與構建
東芝 BG4 是一款非常小的 SSD，一側有一個 NAND 包，另一側為空白。
驅動器本身比標準 SD 小。
東芝 BG4 NVMe SSD 性能
試驗台
這些測試中利用的測試平台是 戴爾 PowerEdge R740xd 服務器。 我們通過該服務器內部的 Dell H730P RAID 卡測量 SATA 性能，儘管我們將卡設置為 HBA 模式只是為了禁用 RAID 卡緩存的影響。 NVMe 通過 M.2 轉 PCIe 適配卡進行本地測試。 使用的方法更好地反映了最終用戶的工作流程，以及虛擬化服務器產品中的一致性、可擴展性和靈活性測試。 重點放在驅動器整個負載範圍內的驅動器延遲上，而不僅僅是最小的 QD1（隊列深度 1）級別。 我們這樣做是因為許多常見的消費者基準測試沒有充分捕獲最終用戶的工作負載配置文件。
SideFX 的胡迪尼
Houdini 測試專門用於評估與 CGI 渲染相關的存儲性能。 此應用程序的測試台是核心的變體 戴爾 PowerEdge R740xd 我們在實驗室中使用的服務器類型具有雙 Intel 6130 CPU 和 64GB DRAM。 在這種情況下，我們安裝了運行裸機的 Ubuntu 桌面 (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64)。 基準測試的輸出以秒為單位來衡量，越少越好。
Maelstrom 演示代表了渲染管線的一部分，它通過演示其有效使用交換文件作為擴展內存形式的能力來突出存儲的性能。 測試不會寫出結果數據或處理點，以隔離延遲對底層存儲組件的影響。 測試本身由五個階段組成，我們將其中三個階段作為基準測試的一部分運行，如下所示：
- 從磁盤加載打包點。 這是從磁盤讀取的時間。 這是單線程的，可能會限制整體吞吐量。
- 將點解壓縮到一個平面數組中，以便對其進行處理。 如果這些點不依賴於其他點，則可以調整工作集以保留在核心中。 這一步是多線程的。
- （不運行）處理點。
- 將它們重新打包成適合存儲回磁盤的分桶塊。 這一步是多線程的。
- （未運行）將分桶塊寫回磁盤。
東芝 BG4 在我們的 Houdini 測試中表現相當出色，在非 Optane 驅動器上得分接近最高，得分為 2,624 秒。
SQL Server 性能
我們使用輕量級虛擬化 SQL Server 實例來適當地表示應用程序開發人員將在本地工作站上使用的內容。 該測試類似於我們在存儲陣列和企業驅動器上運行的測試，只是按比例縮小以更好地近似於最終用戶採用的行為。 工作負載採用事務處理性能委員會的基準 C (TPC-C) 的當前草案，這是一個模擬複雜應用程序環境中活動的在線事務處理基準。
輕型 SQL Server VM 配置了三個虛擬磁盤：100GB 卷用於引導，350GB 卷用於數據庫和日誌文件，150GB 卷用於我們在每次運行後恢復的數據庫備份。 從系統資源的角度來看，我們為每個 VM 配置 16 個 vCPU、32GB DRAM 並利用 LSI Logic SAS SCSI 控制器。 此測試使用在 Windows Server 2014 R2012 來賓虛擬機上運行的 SQL Server 2，並由戴爾的數據庫基準工廠進行壓力測試。
SQL Server 測試配置（每個虛擬機）
- 在Windows Server 2012 R2
- 存儲空間：分配 600GB，使用 500GB
- SQL Server 2014的
- 數據庫大小：1,500 規模
- 虛擬客戶端負載：15,000
- 內存緩衝區：24GB
- 測試時長：3 小時
- 2.5 小時預處理
- 30分鐘採樣期
查看 SQL Server 輸出時，Toshiba BG4 以 2,568.4 TPS 在我們的包中排名倒數第二。
對於 SQL Server 平均延遲，BG4 再次以 1,099 毫秒位居倒數第二。
VDBench 工作負載分析
東芝 BG4 的峰值 4K 讀取性能始終出現亞毫秒級延遲，但該驅動器的峰值性能大約為 158K IOPS，延遲約為 820μs，然後下降一些。
對於 4K 寫入性能，BG4 這次再次以更大的優勢排在最後。 該驅動器的峰值為 16,463 IOPS，延遲為 7.77 毫秒。 作為比較，表現最好的是超過 350K IOPS 的亞毫秒級延遲性能。
切換到順序工作負載，我們看到 64K 讀取基準測試的性能有所提高，BG4 大致位於中間位置，峰值性能為 16,376 IOPS 或 1.02GB/s，延遲為 977μs。
再次進行 64K 寫入時，該驅動器以 1,565 IOPS 或 97MB/s 的峰值得分跌至底部，延遲為 10.2 毫秒。
接下來，我們查看了我們的 VDI 基準測試，這些基準測試旨在進一步對驅動器徵稅。 這些測試包括啟動、初始登錄和星期一登錄。 觀察 Boot 測試，BG4 以 39,869 IOPS 的峰值性能和 851μs 的延遲啟動並保持墊底。
對於 VDI 初始登錄，BG4 保持在後面，峰值性能約為 4,200 IOPS，延遲為 6.9 毫秒。
VDI Monday Login 還看到了後置驅動器，其峰值性能為 4,621 IOPS，延遲為 3.45 毫秒。
結論
東芝 BG4 是東芝球柵陣列 SSD 系列的第四代產品。 BGA 產品外形小巧（本例中為 M.2 1620 或 M.2 2230），適合超便攜 PC、二合一筆記本電腦、物聯網/嵌入式設備，它們還可以用作存儲陣列引導驅動器。 BG2 的一個有趣方面是，雖然它仍然像其他嵌入式設備一樣小，但它的容量卻高達 1TB。 該驅動器還提供支持 TCG Opal 版本 4 的 SED 模型。
對於性能，需要有一些觀點。 雖然 BG4 具有我們測試過的幾種消費類 SSD 的容量，但它的用例要具體得多。 除了 Houdini（BG4 以 2,624 秒得分接近最高）外，BG4 相比之下表現不佳。 但是，它對於嵌入式設備具有高性能。 BG4 的 SQL Server 性能為 2,568.4 TPS，平均延遲為 1,099 毫秒。 對於 VDBench，BG4 的得分包括 158K IOPS 4K 隨機讀取、16K IOPS 4K 隨機寫入，以及 1.02K 讀取 64GB/s 和 97K 寫入 64MB/s 的連續得分。 我們的 VDI 基準測試顯示 40K IOPS 啟動、4,200 IOPS 初始登錄和 4,621 IOPS 用於星期一登錄。
對於外形如此小巧的嵌入式設備，很高興看到東芝提供如此高的容量。 雖然性能落後於我們與之比較的其他 SSD，但它對於嵌入式設備及其將發現的潛在用例來說相當強大。當然，東芝品牌聲望也應該有助於緩解對構建質量和支持的擔憂這在這部分市場中經常受到懷疑。
