올해 CES에서 Toshiba는 새로운 BG4 라인업을 발표했습니다. BG4는 회사의 2세대 BGA(Ball Grid Array) SSD 제품 라인을 나타냅니다. 이 새로운 SSD는 초소형 M.2230 2 폼 팩터로 제공되므로 울트라 모바일 PC, 1-in-128 노트북 PC, IoT/임베디드 장치, 서버 및 스토리지 어레이 부트 드라이브에 이상적입니다. 드라이브의 크기는 작지만 1GB에서 XNUMXTB에 이르는 용량을 제공합니다.
BG4 드라이브는 Toshiba의 96-Layer BiCS FLASH를 활용하여 최대 2.3GB/s 읽기 및 1.8GB/s 쓰기의 인용 속도와 390K IOPS 읽기 및 200K IOPS 쓰기의 높은 처리량을 기록합니다. SD 카드보다 약간 큰 것에 너무 초라하지 않습니다. BG4는 3.7W의 전력만 사용하면서 이러한 수치를 달성할 수 있습니다. 보안 강화를 위해 Toshiba는 TCG Opal 버전 4을 지원하는 SED 모델의 BG2.01도 제공할 예정입니다.
BG4는 M.2 1620 단일 패키지와 M.2 2230 모듈 폼 팩터로 제공됩니다. 이 리뷰에서는 1TB(1,024GB) M.2 2230-S3 모듈을 살펴볼 것입니다.
도시바 BG4 NVMe SSD 사양
| 생산 능력 | 1,024GB | 512GB | 256GB | 128GB |
| 폼 팩터 | M.2 2230-S3 | M.2 2230-S2 | ||
| 낸드 | BiCS 플래시 TLC | |||
| 인터페이스 | PCIe 기본 사양 개정 3.1a(NVMe 개정 1.3b) | |||
| 성능(최대) | ||||
| 순차적 읽기 | 2,300MB / s의 | 2,200MB / s의 | 2,200MB / s의 | 2,000MB / s의 |
| 순차적 쓰기 | 1,800MB / s의 | 1,400MB / s의 | 1,400MB / s의 | 800MB / s의 |
| 무작위 읽기 | 390K IOPS | 330K IOPS | 330K IOPS | 200K IOPS |
| 임의 쓰기 | 200K IOPS | 190K IOPS | 190K IOPS | 150K IOPS |
| 공급 전압 | 3.3V ±5% | |||
| 전력 소비 | ||||
| 최근활동 | 3.7W | 3.5W | 3.6W | 3.4W |
| L1.2 모드 | 5mW | |||
| MTTF | 1.5 백만 시간 | |||
| 물리적 | ||||
| 외형 치수 | 30mmx22mmx2.38mm | 30mmx22mmx2.23mm | ||
| 중량(평량) | 2.6g | 2.5g | ||
| 온도 | ||||
| 운영 | 0 ~ 85 ° C | |||
| 비 작동 | -40 ~ 85 ° C | |||
| 습기 | 8% ~ 90% RH | |||
| 진동 | 196 m/s^2 { 20 G } ( 피크, 10 ~ 2,000 Hz ) | |||
| 충격 | 14.7km/s^2 { 1,500G } ( 0.5ms ) | |||
Toshiba BG4 NVMe SSD 설계 및 구축
Toshiba BG4는 한 면에는 단일 NAND 팩이 있고 다른 면에는 블랭크가 있는 매우 작은 SSD입니다.
드라이브 자체는 표준 SD보다 작습니다.
도시바 BG4 NVMe SSD 성능
테스트베드
본 테스트에 사용된 테스트 플랫폼은 Dell PowerEdge R740xd 서버입니다. SATA 성능은 서버 내부에 장착된 Dell H730P RAID 카드를 통해 측정했으며, RAID 카드 캐시의 영향을 배제하기 위해 HBA 모드로만 설정했습니다. NVMe는 M.2-PCIe 어댑터 카드를 통해 네이티브 방식으로 테스트했습니다. 본 테스트 방법론은 가상화 서버 환경에서 제공되는 일관성, 확장성 및 유연성을 고려하여 최종 사용자 워크플로우를 더 잘 반영합니다. 드라이브의 전체 부하 범위에 걸쳐 드라이브 지연 시간을 측정하는 데 중점을 두었으며, 가장 작은 QD1(큐 깊이 1) 수준만 측정하지 않았습니다. 이는 일반적인 소비자용 벤치마크가 최종 사용자 워크로드 프로파일을 제대로 반영하지 못하기 때문입니다.
SideFX의 후디니
Houdini 테스트는 CGI 렌더링과 관련된 스토리지 성능을 평가하기 위해 특별히 설계되었습니다. 이 애플리케이션의 테스트 환경은 저희 연구실에서 사용하는 Dell PowerEdge R740xd 서버의 변형 모델로, 듀얼 Intel 6130 CPU와 64GB DRAM을 탑재했습니다. 이 환경에서는 베어메탈로 Ubuntu Desktop(ubuntu-16.04.3-desktop-amd64)을 설치했습니다. 벤치마크 결과는 완료 시간(초)으로 측정되며, 초가 짧을수록 성능이 우수합니다.
Maelstrom 데모는 스왑 파일을 확장 메모리의 한 형태로 효과적으로 사용하는 기능을 보여줌으로써 스토리지의 성능 기능을 강조하는 렌더링 파이프라인의 섹션을 나타냅니다. 테스트는 기본 스토리지 구성 요소에 대한 대기 시간 영향의 벽 시간 효과를 격리하기 위해 결과 데이터를 작성하거나 포인트를 처리하지 않습니다. 테스트 자체는 XNUMX단계로 구성되며 그 중 XNUMX개는 벤치마크의 일부로 실행되며 다음과 같습니다.
- 디스크에서 압축된 포인트를 로드합니다. 이것은 디스크에서 읽을 시간입니다. 이는 단일 스레드이므로 전체 처리량이 제한될 수 있습니다.
- 처리할 수 있도록 포인트를 단일 플랫 배열로 압축 해제합니다. 포인트가 다른 포인트에 종속되지 않는 경우 작업 세트가 코어에 유지되도록 조정할 수 있습니다. 이 단계는 다중 스레드입니다.
- (실행 안 함) 포인트를 처리합니다.
- 디스크에 다시 저장하기에 적합한 버킷 블록으로 다시 압축합니다. 이 단계는 다중 스레드입니다.
- (실행 안 함) 버킷 블록을 다시 디스크에 씁니다.
Toshiba BG4는 Houdini 테스트에서 2,624초의 점수로 비 Optane 드라이브에서 거의 최고 점수를 기록했습니다.
SQL 서버 성능
가벼운 가상화 SQL Server 인스턴스를 사용하여 응용 프로그램 개발자가 로컬 워크스테이션에서 사용하는 것을 적절하게 나타냅니다. 이 테스트는 스토리지 어레이 및 엔터프라이즈 드라이브에서 실행하는 것과 유사하지만 최종 사용자가 사용하는 동작에 대한 더 나은 근사치로 축소되었습니다. 워크로드는 복잡한 애플리케이션 환경에서 발견되는 활동을 시뮬레이션하는 온라인 트랜잭션 처리 벤치마크인 트랜잭션 처리 성능 위원회의 벤치마크 C(TPC-C)의 현재 초안을 사용합니다.
경량 SQL Server VM은 부팅용 100GB 볼륨, 데이터베이스 및 로그 파일용 350GB 볼륨, 각 실행 후 복구하는 데이터베이스 백업에 사용되는 150GB 볼륨의 세 가지 vDisk로 구성됩니다. 시스템 리소스 관점에서 각 VM을 vCPU 16개, DRAM 32GB로 구성하고 LSI Logic SAS SCSI 컨트롤러를 활용합니다. 이 테스트는 Windows Server 2014 R2012 게스트 VM에서 실행되는 SQL Server 2를 사용하며 Dell의 Benchmark Factory for Databases에서 강조합니다.
SQL Server 테스트 구성(VM당)
- 윈도우 서버 2012 R2
- 스토리지 공간: 600GB 할당, 500GB 사용
- SQL 서버 2014
- 데이터베이스 크기: 1,500 규모
- 가상 클라이언트 로드: 15,000
- RAM 버퍼: 24GB
- 시험 시간: 3시간
- 2.5시간 전처리
- 30분 샘플 기간
SQL Server 출력을 보면 Toshiba BG4가 2,568.4 TPS로 팩에서 XNUMX위를 차지했습니다.
SQL Server 평균 대기 시간의 경우 BG4는 다시 1,099ms로 두 번째로 마지막에 배치되었습니다.
VDBench 워크로드 분석
Toshiba BG4의 최대 4K 읽기 성능은 전체적으로 밀리초 미만의 대기 시간을 보였지만 드라이브는 약 158μs의 대기 시간에서 약 820K IOPS의 최대 성능으로 마지막에 배치되었습니다.
4K 쓰기 성능의 경우 BG4가 이번에도 훨씬 더 큰 차이로 마지막에 올랐습니다. 드라이브는 16,463ms의 대기 시간과 함께 7.77 IOPS로 정점을 찍었습니다. 비교 대상은 350밀리초 미만의 대기 시간 성능으로 XNUMXK IOPS를 훨씬 넘는 최고 성능이었습니다.
순차 워크로드로 전환하면 64K 읽기 벤치마크에서 BG4가 16,376μs의 대기 시간에서 1.02 IOPS 또는 977GB/s의 최고 성능으로 대략 중간에 있는 성능이 향상되는 것을 볼 수 있습니다.
64K 쓰기에서 드라이브는 1,565ms의 대기 시간에서 최고 점수 97 IOPS 또는 10.2MB/s로 팩의 맨 아래로 떨어졌습니다.
다음으로 드라이브에 더 많은 부담을 주도록 설계된 VDI 벤치마크를 살펴보았습니다. 이러한 테스트에는 부팅, 초기 로그인 및 월요일 로그인이 포함됩니다. 부팅 테스트를 보면 BG4가 시작되어 최고 성능 39,869 IOPS와 대기 시간 851μs로 팩의 최하위를 유지했습니다.
VDI 초기 로그인의 경우 BG4는 4,200ms의 대기 시간에서 약 6.9 IOPS의 최고 성능으로 뒤에 머물렀습니다.
VDI Monday Login은 또한 4,621 IOPS의 최고 성능과 3.45ms의 대기 시간으로 후면 드라이브를 확인했습니다.
맺음말
Toshiba BG4는 Toshiba의 볼 그리드 어레이 SSD 라인의 2세대 제품입니다. BGA 제품은 초소형 폼 팩터(이 경우 M.1620 2 또는 M.2230 2)로 제공되어 울트라 모바일 PC, 1-in-4 노트북 PC, IoT/임베디드 장치에 적합하며 다음과 같이 사용할 수도 있습니다. 스토리지 어레이 부팅 드라이브. BG1의 흥미로운 측면은 다른 임베디드 장치처럼 여전히 작지만 최대 2.01TB의 용량을 제공한다는 것입니다. 이 드라이브는 TCG Opal 버전 XNUMX을 지원하는 SED 모델로도 제공됩니다.
성능을 위해서는 약간의 관점이 필요합니다. BG4는 우리가 테스트한 여러 소비자 SSD의 용량을 가지고 있지만 사용 사례에서 훨씬 더 구체적입니다. Houdini(BG4가 2,624초로 거의 4위를 기록함)를 제외하고 BG4는 상대적으로 저조한 성능을 보였습니다. 그러나 임베디드 장치에는 고성능입니다. BG2,568.4는 평균 대기 시간이 1,099ms인 4 TPS의 SQL Server 성능을 가졌습니다. VDBench의 경우 BG158는 4K IOPS 16K 임의 읽기, 4K IOPS 1.02K 임의 쓰기, 64K에서 97GB/s 읽기 및 64K에서 40MB/s 쓰기와 같은 점수를 기록했습니다. VDI 벤치마크에서는 부팅 시 4,200K IOPS, 초기 로그인 시 4,621 IOPS, 월요일 로그인 시 XNUMX IOPS를 기록했습니다.
이렇게 작은 폼 팩터를 가진 임베디드 장치의 경우 Toshiba에서 이러한 고용량을 보게 되어 기쁩니다. 성능은 우리가 비교한 다른 SSD보다 낮았지만 내장형 장치 및 향후 사용 사례에 대해서는 상당히 강력했습니다. 물론 Toshiba 브랜드 캐시는 빌드 품질 및 지원에 대한 우려를 완화하는 데 도움이 될 것입니다. 이것은 시장의 이 부분에서 종종 의심됩니다.
아마존