袖珍 SSD 單一封裝 TOSHIBA MEMORY BG4 測試 / 96 層 BiCS TLC 高速省空間

快閃記憶體領導廠商 Toshiba Memory 東芝記憶體，在客戶級 SSD 產品中，有著採用 96 層 BiCS TLC 的高效能 XG6 SSD 系列外，還有一款獨一無二的袖珍 SSD 產品「BG4」，採用精巧的單一封裝，不僅容量可達 1024GB，更支援著 NVMe 1.3b、PCIe 3.0 x4 通道，僅 M.2 2230 的尺寸，讓需要節省空間的筆電，可有著小尺寸、高效能的 SSD 選擇。

Toshiba Memory 東芝記憶體即將在今年 10 月 1 日起，正式更名為「鎧俠（KIOXIA）」，由日語的“記憶（kioku）”和希臘語的“價值（axia）”組合而成，融合記憶與價值成為公司願景的基石。

規格
容量：128GB、256GB、512GB、1024GB
尺寸：M.2 2230 Key M
介面：PCIe Gen3 x4、NVMe 1.3b
記憶體顆粒：96-layer 3D BiCS FLASH TLC
快取：主機記憶體緩衝（HMB）
MTTF：1,500,000 小時


第四代單一封裝球柵陣列（BGA）固態硬碟 BG4

Toshiba Memory 在今年 CES 消費性電子大展上，發表了第四代採用單一封裝球柵陣列（BGA）固態硬碟，產品命名為「BG4」系列。BG4 係將最新型的 96 層 BiCS TLC 快閃記憶體與 SSD 控制器一同封裝於 16mm x 20mm 的尺寸內，有著小巧、多容量與高速的出色表現。

BG4 採用 DRAM Less 的設計，藉由主機記憶體緩衝（HMB）功能，不僅可維持著高效能，更能符合成本效益，使其成為全世界最袖珍的 SSD 固態硬碟，工作時只需要 3.7W 即可運作，可做為輕薄筆電、物連網 / 嵌入式裝置或伺服器及儲存陣列的開機磁碟。


↑ BG4 採用 HMB 設計，並維持著高效能的表現。


BG4 相較於上一代 BG3 產品，主要更新 96 層 3D NAND TLC 快閃記憶體，不僅讓最大容量達到 1024GB 之外，更升級 NVMe 1.3b 支援著 HMB 功能，以及 PCIe Gen 3 x4 通道，讓性能、容量同時升級。

說到 Toshiba Memory 所研發的 BiCS FLASH，其藉由垂直堆疊的 3D 快閃記憶體，讓 BiCS FLASH 可輕易提升單位面積下的顆粒密度，並持續優化電路技術及製程，打造出 96 層堆疊的 BiCS FLASH，其單位面積儲存空間，已達到 64 層 BiCS FLASH 的 1.4 倍。


↑ Toshiba Memory BG4 SSD 正面，於顆粒上貼著產品標籤。


↑ 背面則沒有任何零件。


而 BG4 系列支援 4 種容量：128GB、256GB、512GB 與 1024GB，並都提供 BGA M.2 1620 表面黏貼設計或常見的 M.2 2230 可拆式模組；藉由下表快速比較，可見 BG4 系列比起上代 BG3 在容量、效能與功耗上有著更多優勢。

測量標準	BG3 系列	BG4 系列	BG4 優點
PCIe Gen 3 通道數	x2	x4	通道數提升，整體性能大幅成長
最高容量	512GB	1024GB	同尺寸下有著更大的儲存容量
BiCS FLASH 支援	64 層	96 層	NAND 電壓變動改善 33%
512GB BGA Z 高度	1.5mm	1.3mm	外型規格更精巧，適合行動裝置
順序讀取	高達 1,635 MB/s	高達 2,336 MB/s	速度提高 43%
循序寫入	高達 482 MB/s	高達 1,815 MB/s	速度提高 277%
隨機讀取	高達 174,000 IOPS	高達 349,000 IOPS	速度提高 100%
隨機寫入	高達 31,000 IOPS	高達 56,000 IOPS	速度提高 80%
效能/耗電量比	高達 0.97mW/MB/s	高達 0.78mW/MB/s	耗電量少 20%

TOSHIBA MEMORY BG4 NVMe 1TB SSD 效能測試

測試的 Toshiba Memory BG4 SSD 有著 1024 GB 容量，通過 CrystalDiskInfo 檢視，採用 PCIe 3.0 x4 介面與 NVMe 1.3b 標準，支持 S.M.A.R.T. 指令。而 1024 GB 容量做為資料碟，實際可用容量為 953 GB。


↑ CrystalDiskInfo。


↑ Toshiba Memory BG4 SSD 1024 GB 實際可用容量。


BG4 SSD 效能透過 CrystalDiskMark 進行測試，於預設隨機資料模式下測試，BG4 SSD 循序讀取 2325 MB/s、寫入 1835 MB/s，而 4K 隨機 Q8T8 測試讀寫也有著 1632 MB/s、833 MB/s 之高效能。


↑ CrystalDiskMark。


ATTO Disk Benchmark 使用不同區塊大小來測試裝置最大性能，在 Overlapped I/O 佇列 8 層測試，讀寫最大值可達到 2331 MB/s、1840 MB/s 之速度。


↑ ATTO Disk Benchmark。


Anvils Storage Utilities 測試，循序 4MB 讀取 1723 MB/s、寫入 1129 MB/s，而在 4K QD16 隨機獨寫下，有著讀取 197738 IOPS、寫入184757 IOPS，整體性能相當出色。


↑ Anvils Storage Utilities。


PCMark 8 Storage 測試，採用遊戲、Adobe、Office 等符合電腦使用情境的軟體進行測試，計算 SSD 的總頻寬與性能表現，BG4 SSD 在這測試下，獲得 5077 分、總頻寬達 610.7 MB/s。


↑ PCMark 8 Storage。


PCMark 10 Express 測試，做為系統碟的 BG4 SSD，搭配 i9-9900K 處理器，在 Essentials 測試中，各種程式的冷啟動 Cold start 或熱啟動 Warm start 都只需極短的時間即可啟動，更在 Essentials 測試獲得 10,412 分的高成績。


↑ PCMark 10 Express。

測試平台
處理器：Intel Core i9-9900K
主機板：GIGABYTE Z390 DESIGNARE
記憶體：G.SKILL Trident Z RGB DDR4 8GB*4-3200
顯示卡：NVIDIA GeForce GTX 1080 FE
系統碟：Samsung NVMe SSD 960 PRO M.2
電源供應器：Antec TruePower 750W
作業系統：Windows 10 Pro 64bit


總結

Toshiba Memory BG4 SSD 在這單一封裝、M.2 2230 的尺寸下，可有著最大 1024 GB 的容量，並達到 PCIe Gen 3 x4 的高頻寬，讓循序讀寫可達 2325 MB/s、1835 MB/s 的高效能。BG4 SSD 非常適合做為各種輕薄筆電、小尺寸電腦裝置的開機磁碟，或者做為高速 SSD 隨身碟也相當適合，

新一代 BG4 更新 96 層 3D NAND TLC 快閃記憶體，不僅容量提升到 1024 GB，更升級 PCIe 3.0 x4 介面，整體效能比起上一代 BG3 更直接翻倍，並藉由 HMB 設計，讓 BG4 在 DRAM Less 下，有著出色的效能，更符合成本效益，使其成為全世界最袖珍的 SSD 固態硬碟。


↑ BG4 與 M.2 USB 3.2 Gen 2 外接盒。


台灣東芝記憶體：https://business.toshiba-memory.com/zh-tw/top.html
參考連接：https://business.toshiba-memory.com/zh-tw/company/news/news-topics/2019/07/corporate-20190718-1.html