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最新パーツ性能チェック ― 第259回

Intel SSD 660pやOptane Memory単体版との性能差は?

Optane Memory H10を使い倒してわかった利用制限と性能

2019年05月23日 10時00分更新

文● 北川達也 編集●ジサトライッペイ

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SLCキャッシュ枯渇後の書き込み挙動が異なる

 続いて、TxBENCHで容量全域にシーケンシャルライト(128KB、QD32)を実行したときの速度推移を見ていこう。しかし、このテストは結果を見る前に前置きが必要だろう。ポイントは「SLCキャッシュ」と呼ばれる、QLC NANDの一部のメモリーセルアレイを疑似的にSLCとして運用して、高速化する技術だ。

 SLCはひとつのメモリーセルに1bitで記録する方式のため、4bitで記憶するQLCと比べて記録に必要なメモリーセルが4倍必要になる。仮に512GBのQLC NAND SSDの全領域をSLCキャッシュとして運用できる設定になっていれば、SLCキャッシュは最大で128GBとなる。この128GBに収まる範囲内でのデータ転送なら、QLC NANDでもSLC NANDのように高速運用できるわけだが、問題は収まらなかった場合だ。

 SLCキャッシュにデータが収まらないと(つまり、SLCキャッシュが枯渇すると)、極端に速度が遅くなるのだ。この原因は後述するが、SLCキャッシュを最大容量ギリギリまで設けているSSDほどペナルティーが大きくなり、下手をするとHDDよりも遅くなるケースすらある。そのため、SLCキャッシュの設定容量はメーカーや製品ごとに変わってくる。そのさじ加減を全域シーケンシャルライトテストで見ようというわけだ。

 さて、前置きが長くなったがグラフからわかる通り、H10のSSD部とSSD 660pはほぼ同じ地点で途中から一気に書き込み速度が低下している。これはSLCキャッシュが枯渇したことを意味し、ここからはQLC NANDの空き領域で作業しているので遅くなっているのだ。遅くなった地点は約74GBぶん書いたところ。つまり、いずれのSSDもSLCキャッシュは74GBとなり、QLC NAND計算だと4倍の296GBとなる。おそらく全容量(512GB)の内、約60%(約300GB)程度がSLCキャッシュに設定されていると推測できる。

 そして、ここまでの挙動は両者共通だが、SLCキャッシュが枯渇した後の書き込み速度とその推移の仕方は異なっている点が非常に興味深い。

グラフは縦軸が速度(MB/s)で横軸が書き込んだ総容量となる。約74GBぶんのデータを書き込んだところで、H10のSSD部もSSD 660pも速度が低下しており、ここでSLCキャッシュが枯渇しているのがわかる。
時折、どちらも速度が200MB/s以上まで復活しているが、すぐにまた低速化している。

 SLCキャッシュ枯渇後の平均書き込み速度はH10のSSD部が47.05MB/sで、SSD 660pは平均61.23MB/sと若干ながら速かった。これは、SSD 660pがずっと60MB/s前後の速度で安定しているのに対し、H10のSSD部は定期的に20MB/s前後まで速度が低下し、しばらくすると60MB/s前後に戻るという挙動を繰り返していたからだ。

 なぜ、H10のSSD部がこのような挙動になるのかは不明だが、少なくとも今回テストを行なったモジュールでは、現状SSD 660pとは異なる調整が行なわれていることは間違いない。なお、このような挙動はコントローラーの抱える問題でなければ、通常ファームウェアで修正できるため、将来的に挙動が変わる可能性がある。

 実際にSSD 660pもリリース当初のファームウェアでは、現在のH10のSSD部並みか、それ以下の速度しか出ていなかったと筆者は記憶している。ゆえに、H10のSSD部も将来的にファームウェア更新によって、挙動が変更されたとしても不思議ではない。

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