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Toshiba SSD HG2 Series （THNS128GG4BBAA, THNS064GG2BBAA） の benchmarks
− 新旧ファーム比較 −
2009年9月20日に待望の Toshiba SSD HG2 Series （THNS128GG4BBAA） がオークションで入手できたので、2009年9月23日にベンチマークテストを行ってみました。これは2008年12月12日に「SSDのRAID実験」をした結果をホームページにしているさなか2008年12月18日に発表され、当時としては信じられないほどの高速性と512GBの大容量のMLCのSSDが製品化される予定とのことで、SSDのRAID実験のページの最後に「未来のSSD」として紹介したSSDである。デスクトップの場合はOSのみSSDに入れればよいが、ラップトップでは、やはり容量が大きい方がよいという人もいるであろう。発表から9ヶ月経ってやっと購入することができ、下記のようなベンチマーク測定結果が出ました。 使用した実験用パソコンのスペックは次の通りです。
CPU: Core 2 Duo E8600 3.33GHz, 1333MHz FSB, 6MB L2 cache
RAM: Samsung M378T5663RZ3-CF7 DDR2 PC6400 2GB × 4枚
Northbridge: Intel P45
Southbridge: Intel ICH10R
Motherboard: GIGABYTE EP45-DS3R
Boot HDD: HDS721616PLAT80 (Hitachi 7200rpm 160GB UltraATA133)
GFX: GIGABYTE GeForce 7300GS (nVIDIA 7300GS)
Powered by: GOURIKI-P-550A
OS: WinXP SP2
§１. ベンチマークテスト （Benchmarks）
@最初に、CrystalDiskMark の計測サイズを100MBとして、フォーマットするファイルシステムを @a FAT32・@b NTFS と変えてベンチマーク測定を行ってみました。
(このセクション（§1）と次のセクション（§2）は、すべて旧ファーム「AGTA0104」のテスト結果です。新ファーム「AGYA0201」の結果はこちらです。)
@a 100MB FAT32
@b 100MB NTFS
@FAT32とNTFSのベンチ結果ではJM系のSSDのようなフォーマット間のベンチ結果の差はなく、ほぼ同等でした。CrystalDiskMarkの 100MBでの計測結果は、FAT32の Sequential Read が 230.5MB/s で Sequential Write が 166.3MB/s で、NTFSの Sequential Read が 232.2MB/s で Sequential Write が 159.2MB/s でした。
A次に、CrystalDiskMark の計測サイズを1000MBとして、フォーマットするファイルシステムを Aa FAT32・Ab NTFS と変えてベンチマーク測定を行ってみました。
Aa 1000MB FAT32
Ab 1000MB NTFS
ACrystalDiskMarkの計測サイズが1000MBの場合も、FAT32とNTFSのベンチ結果ではJM系のSSDのようなフォーマット間のベンチ結果の差はなく、ほぼ同等でした。CrystalDiskMarkの 1000MBでの計測結果は、FAT32の Sequential Read が 235.6MB/s で Sequential Write が 189.1MB/s で、NTFSの Sequential Read が 233.3MB/s で Sequential Write が 195.2MB/s でした。東芝のサイトで公表されている公称速度「読み出し速度最大２４０メガバイト／秒、書き込み速度最大２００メガバイト／秒」をほぼ満たす値が得られました。
右の写真は、THNS128GG4BBAAの内部基板の写真で、NAND flashの製
品番号はとても不明瞭で判読困難であったが、「TH58NVG7D7EBAKO」と書いてあるように見え、16GBのNANDチップが8枚入っていた。
（cf. ITproの記事の写真の説明では、512GBのSSDの内部基板には「43nmプロセス、2ビット／セルのフラッシュメモリーとフラッシュコントローラーを両面実装」と書いてあるので、512GBのSSDの場合はNANDチップ1個の容量は32GBである。）
Controller chipには「TOSHIBA T6UGIXBG」と印刷してあり、その写真左に「9EA17 09HSJ」という型番のDRAMが搭載されていた。
512KBと4KBの書き込み速度がCrystalDiskMarkの計測サイズがAの1000MBの場合に@の100MBの時より低下していることから、最新のSSDに搭載されている十分な容量のDRAM cacheが搭載され、プチフリが起こらないように設計されている事がわかる。
最近のSSDは 4KB Read の値が概ね20MB/sで各製品はほぼ同じレベルなので、OSの起動速度はほとんど同じと推定される。 4KB Write の値は多くの製品で7〜12MB/sあり、実用的にはこれだけあればPC使用時の体感速度は十分高速である。Intel X25-Mなどのみが 4KB Write が55〜65MB/sあるが、これはブラウザーのcacheをRamdiskに移さない使用方法の方で高速化に役立ち、あとHddLed Indicatorでよく観察するとわかるとおり、OS起動画面が立ち上がってしまったあとにまだ砂時計が動いている間、読み出しデータ量は増えないのに書き込みデータ量のみが増えていることから起動ログが記録されている時間と推測され、この時間がIntel SSDの場合は短縮されていると考えられる。
§２. 実用テスト
B最後に実用試験として、「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」(仮称) の測定を行ってみました。
実験方法の詳細についてはリンク先をご覧下さい。
Ba Toshiba SSD （THNS128GG4BBAA） MLC 128GB 1個単体の結果：
「コピー＆ペースト(C&P)」2回の用手計測データ： 68.37s 66.47,「Write(W)」23.83s 23.06s,「Read(R)」26.87s 25.96s
「コピー＆ペースト(C&P)」平均値： 67.42s,「Write(W)」23.45s,「Read(R)」26.42s
RAM disk の読み書き分を引いて 「コピー＆ペースト(C&P)」67.42s,「Write(Wnet)」22.63s,「Read(Rnet)」25.06s
「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」： 「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」=(C&P)/{(Wnet)+(Rnet)}=(C&P)/{(W-0.82)+(R-1.36)}=1.41
過去に同じ実験をしてみたSSDやHDDのデータを比較のため下に小さなフォントで再掲します。
Bb OCZ Core V2 MLC 30GB 1個単体 (JMF602)：
「コピー＆ペースト(C&P)」2回の用手計測データ： 294.79s 292.55,「Write(W)」47.53s 47.97s,「Read(R)」36.79s 31.25s
「コピー＆ペースト(C&P)」平均値： 293.67s,「Write(W)」47.75s,「Read(R)」34.02s
RAM disk の読み書き分を引いて 「コピー＆ペースト(C&P)」293.67s,「Write(Wnet)」46.93s,「Read(Rnet)」32.66s
「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」： 「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」=(C&P)/{(Wnet)+(Rnet)}=(C&P)/{(W-0.82)+(R-1.36)}=3.69
Bc OCZ Vertex MLC 30GB 1個単体：
「コピー＆ペースト(C&P)」2回の用手計測データ： 156.33s 156.08,「Write(W)」47.30s 45.18s,「Read(R)」24.88s 21.88s
「コピー＆ペースト(C&P)」平均値： 156.21s,「Write(W)」46.24s,「Read(R)」23.38s
RAM disk の読み書き分を引いて 「コピー＆ペースト(C&P)」156.21s,「Write(Wnet)」45.42s,「Read(Rnet)」22.02s
「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」： 「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」=(C&P)/{(Wnet)+(Rnet)}=(C&P)/{(W-0.82)+(R-1.36)}=2.32
Bd Intel X25-M (G1) MLC 80GB 1個単体：
「コピー＆ペースト(C&P)」2回の用手計測データ： 72.05s 72.04,「Write(W)」55.58s 54.07s,「Read(R)」25.55s 25.57s
「コピー＆ペースト(C&P)」平均値： 72.05s,「Write(W)」54.83s,「Read(R)」25.56s
RAM disk の読み書き分を引いて 「コピー＆ペースト(C&P)」72.05s,「Write(Wnet)」54.01s,「Read(Rnet)」24.20s
「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」： 「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」=(C&P)/{(Wnet)+(Rnet)}=(C&P)/{(W-0.82)+(R-1.36)}=0.92
Be Samsung MCCOE64G5MPP-0VA SLC 64GB 1個単体：
「コピー＆ペースト(C&P)」2回の用手計測データ： 94.61s 94.22,「Write(W)」46.81s 48.01s,「Read(R)」46.00s 48.78s
「コピー＆ペースト(C&P)」平均値： 94.42s,「Write(W)」47.41s,「Read(R)」47.39s
RAM disk の読み書き分を引いて 「コピー＆ペースト(C&P)」94.42s,「Write(Wnet)」46.59s,「Read(Rnet)」46.03s
「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」： 「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」=(C&P)/{(Wnet)+(Rnet)}=(C&P)/{(W-0.82)+(R-1.36)}=1.02
Bf HDD (HDS721616PLAT80) 1個単体：
「コピー＆ペースト(C&P)」2回の用手計測データ： 199.06s 200.82,「Write(W)」64.82s 62.62s,「Read(R)」57.04s 63.57s
「コピー＆ペースト(C&P)」平均値： 199.94s,「Write(W)」63.72s,「Read(R)」60.31s
RAM disk の読み書き分を引いて 「コピー＆ペースト(C&P)」199.94s,「Write(Wnet)」62.90s,「Read(Rnet)」58.95s
「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」： 「読書交錯遅延倍率(DelayRatio)」=(C&P)/{(Wnet)+(Rnet)}=(C&P)/{(W-0.82)+(R-1.36)}=1.64
B実用テスト結果の考察：
a) 読書交錯遅延倍率(DelayRatio)はプチフリの原因である読み書きが交錯した場合の転送速度の遅れが何倍になるかの計測で、DRAM cacheが搭載されている場合は問題ないが、ANS-9010ではデスクトップ上で作業画面のフレームの位置を移動する際に全くひっかかりがなく滑らかであるが、SSDではひっかかることがよくある事から考えると、PC操作のスムーズ性を推測する上で依然重要な指標である。この数値は下記の通りです。（数値が小さい方が操作性がスムーズでよい。）
JMF602（3.69） ＞ Vertex（2.32） ＞ HDD（1.64） ＞ Toshiba SSD（1.41） ＞ Samsung SLC（1.02） ＞ X25-M（0.92）
JMF602 と Vertex は HDD より悪かったが、Toshiba SSD は X25-M や Samsung SLC と並んで HDD より良いグループに入り、とても使いやすいと推定される。
b) 実際に 4,194,304KB のファイルを同じドライブ内でコピー＆ペースト(C&P)に要した時間では下記のようになり、Toshiba SSDが最速であった。（秒数が小さい方が実用上高速）
JMF602（293.67秒） ＞ HDD（199.94秒） ＞Vertex（156.21秒） ＞ Samsung SLC（94.42秒） ＞ X25-M（72.05秒）＞ Toshiba SSD（67.42秒）
Toshiba SSD は公称最大転送速度や CrystalDiskMarkのベンチ結果が一見 Indilinx系のSSDによく似ているように見えるが、今回の実用テストの結果を見ると両者は似て非なる物で、Toshiba SSD HG2 Series が優れている。
連続書込速度が遅い点が Intel X25-M の唯一の弱点であるが、Toshiba SSD HG2 Series にはそれすら見当たらない。
システム用途のみならず、連続書込速度が速いため、DVD・Blu-ray・ISDB・OSバックアップファイル・YouTube動画・一眼レフ高画質デジカメ写真などのデータを大容量保存用高速ハードディスクと相互転送する際にもとても快適である。
新旧ファーム比較の追加実験（2009年11月7日）： 上記のオークションで購入したSSDは2009年6月より発売されていたノートパソコンより取り外してオークションに出品したらしく、firmwareは「AGTA0104」でCrystalDiskInfoの表示でもTRIM非対応である。
一方、2009年10月下旬よりI-O DATAから発売されているSSDの最新firmwareは「AGYA0201」でTRIMにも対応しており、2chで書込みされるベンチマークは旧ファームと新ファームでやや違いがあるように思えた。
旧ファーム
新ファーム
C そこで、2009年11月7日、I-O DATAから発売されている Toshiba SSD 64GB (SSDN-ST64B)を用いて、ベンチマーク測定を行ってみた。
NTFSとFAT32で大きな差がないので、NTFSのみで100MBと1000MBでベンチ計測を行った。
Ca 100MB NTFS
Cb 1000MB NTFS
C I-O DATAから発売されているSSDの新firmware「AGYA0201」では、Random Write 4KB の転送速度が大きく向上していた。ブラウザーでのweb閲覧や日常業務の100MB以下の作業ではベンチ的にもIntel SSDと同等の速度がある。
結論： Sequential WriteはNAND素子が根本的に高性能でないと速くならないが、SWのベンチから東芝のSSDは高品質NANDを搭載していることがわかる。RW4KBはToshiba SSDではfirmwareの設定によって自由に速度調節できるようでこれも高速化されており、新firmware「AGYA0201」のToshiba SSD HG2 Series は、Sequential も Random も両者共高速であることがわかった。
また、Toshiba SSD HG2 Series は 「実際に書き込める容量がドライブ公表値を下回る寸前になった場合には、リードオンリーモードに移行し、最悪の場合でもユーザーはそこまでのデータを失うことがない。」との開発者のコメントがあり、データを全喪失するリスクが低く安心安全である。
