SK hynix est l’un des principaux fabricants de mémoires flash DRAM et NAND, mais depuis des années, il est peu ou pas présent sur le marché des SSD grand public et se concentre principalement sur le marché OEM. Cela a commencé à changer l’année dernière lorsqu’ils ont lancé leurs disques SSD SATA Gold S31, mais cela ne suffisait pas vraiment pour faire de SK hynix une marque importante pour les disques SSD grand public. Au CES en janvier, ils ont présenté en avant-première les SSD NVMe: le Gold P31 et le Platinum P31.

Lorsque SK hynix PR a contacté plus tôt ce mois-ci pour offrir un échantillon d’examen du Gold P31 à bref délai avant le lancement de la semaine dernière, je m’attendais à un examen assez simple. Les périodes d’embargo sur les révisions précipitées sont souvent un signe que le fournisseur ne veut pas que vous passiez trop de temps à creuser les détails du produit, donc je ne m’attendais pas à ce que le Gold P31 se démarque de quelque manière que ce soit de la foule des autres PCIe. SSD NVMe Gen3 déjà sur le marché. Je m’attendais à ce que la facette la plus intéressante du Gold P31 soit le fait que SK hynix a réussi à être le premier sur le marché avec 128L NAND, après des années à essayer de devancer la concurrence en termes de nombre de couches 3D NAND mais avec peu succès à suivre en temps opportun.

La NAND 128L 3D est une réalisation importante, mais elle s’avère avoir de grandes conséquences pour plus que le simple coût. Le Gold P31 a produit l’ensemble de résultats de référence le plus surprenant que j’ai vu, avec des scores d’efficacité énergétique qui semblaient presque trop beaux pour être vrais (nous en parlerons plus tard). SK hynix ne partagera pas autant d’informations techniques sur ces disques que nous le souhaiterions, mais ils en ont suffisamment partagé pour confirmer que le Gold P31 ne correspond pas au moule d’un SSD NVMe grand public haut de gamme typique.

Le Gold P31 offre des performances qui sont compétitives avec la plupart des autres SSD grand public haut de gamme, mais il atteint ces performances avec une stratégie très différente. Pendant des années, la formule standard pour ce segment de produit a été l’utilisation de TLC NAND avec mise en cache SLC, un contrôleur à quatre voies de PCIe 3.0 (et commençant à évoluer vers PCIe 4.0), DRAM dans un rapport de 1 Go pour 1 To de flash et une interface à huit canaux entre le contrôleur SSD et le flash NAND lui-même. C’est ce dernier morceau que le Gold P31 change, en utilisant seulement quatre canaux.

L’interface NAND accélère à nouveau la matière

Le SK hynix Gold P31 atteint les objectifs de performances haut de gamme avec la moitié des canaux en utilisant une vitesse d’E / S beaucoup plus élevée pour ces canaux que celle à laquelle nous sommes habitués. Cette vitesse d’interface NAND n’a pas été un facteur important ces dernières années car un SSD 8 canaux peut saturer une connexion hôte PCIe 3 x4 avec des vitesses d’interface NAND assez piétonnes comme 533MT / s. Ainsi, même si les fabricants NAND et les contrôleurs SSD ont évolué vers des vitesses d’interface plus élevées, cela n’a guère d’importance et a été beaucoup moins intéressant que de parler d’améliorations de la latence, de la puissance et de la densité.

Pour la génération NAND 3D 64 couches, les vitesses d’interface NAND étaient généralement comprises entre 533 et 667 MT / s. Le contrôleur Phison E12 extrêmement populaire prend en charge jusqu’à 667MT / s, mais les SSD utilisant Toshiba (maintenant Kioxia) 64L BiCS3 TLC à 533MT / s n’ont eu aucun problème à offrir de bonnes performances – généralement à peine plus lents que le SM2262 (EN) de Silicon Motion qui prend en charge jusqu’à 800MT / s. Maintenant que le marché NAND est passé à 96 couches et au-delà, la plupart des fabricants NAND peuvent prendre en charge des vitesses de 1,2 GT / s (1 200 MT / s) ou plus, mais ces vitesses ne sont pas données. Tout comme la DRAM, les puces NAND peuvent avoir différentes qualités de vitesse, et tous les contrôleurs SSD ne peuvent pas encore gérer ces vitesses. SK hynix conçoit ses propres contrôleurs SSD, et ils ont mis à jour la conception de leur contrôleur pour correspondre aux capacités de leur NAND 128L, fonctionnant à 1,2 GT / s. Cela offre beaucoup de marge pour un SSD 4 canaux pour saturer une liaison PCIe 3.0 x4.

(Note latérale: la Sony PS5 utilisera un contrôleur à 12 canaux, ce qui signifie qu’elle devrait être en mesure d’atteindre ses objectifs de performances avec une vitesse d’interface NAND de 533MT / s. La Xbox Series X utilise probablement un contrôleur à 4 canaux, donc elle va probablement besoin d’utiliser une vitesse d’interface NAND plus rapide malgré le SSD dans son ensemble offrant moins de la moitié du débit.)

Nous sommes habitués à voir les SSD NVMe 4 canaux comme des produits d’entrée de gamme. Celles-ci utilisaient principalement des vitesses d’interface NAND plus lentes et offraient un débit maximal de l’ordre de 2 à 2,5 Go / s, et le nombre de canaux inférieur a principalement été une mesure de réduction des coûts (souvent associée à une élimination de la mémoire tampon DRAM pour réduire les coûts). Le contrôleur SK hynix utilisé dans le Gold P31 peut être moins cher et plus petit que le contrôleur NVMe PCIe gen3 à 8 canaux typique, mais il est conçu pour rivaliser directement avec eux. SK hynix ne dira pas si le contrôleur est construit sur le processus 28 nm utilisé pour la plupart des contrôleurs PCIe Gen3 NVMe ou s’ils sont passés à un nœud plus petit basé sur FinFET, comme nous le voyons pour presque toutes les conceptions de contrôleur PCIE Gen4. Dans tous les cas, leur contrôleur commence avec un avantage de puissance significatif par rapport aux contrôleurs à 8 canaux plus grands.

Spécifications du SSD SK Hynix Gold P31
Capacité 500 Go 1 To
Facteur de forme M.2 2280 simple face
Interface PCIe 3 x4 NVMe
Manette SK Hynix en interne
DRACHME SK Hynix LPDDR4-4266
Flash NAND SK Hynix 128L 3D TLC
Lecture séquentielle (128 Ko) 3500 Mo / s
Écriture séquentielle
(128 Ko)
SLC 3100 Mo / s 3200 Mo / s
TLC 950 Mo / s 1700 Mo / s
Lecture aléatoire (4 Ko) SLC 570 000
TLC 500 000
Écriture aléatoire (4 ko) SLC 600 000
TLC 220 000 370 000
Puissance actif 6,3 W
Tourner au ralenti <50 mW
L1.2 Inactif <5 mW
garantie 5 années
Écrire Endurance 500 To
0,5 DWPD
750 To
0,4 DWPD
PDSF 74,99 $
(15 ¢ / Go)
134,99 $
(13 ¢ / Go)

La gamme de produits SK hynix Gold P31 se compose de seulement deux capacités: 500 Go et 1 To, avec seulement ce dernier échantillonné pour cet examen. Le Platinum P31 qui a été annoncé au CES sera un modèle de 2 To et nous nous attendons à ce qu’il soit par ailleurs identique au Gold P31, mais aucune autre information sur le Platinum P31 ou sa date de sortie n’est disponible pour le moment. SK hynix fournit des spécifications de performances assez détaillées pour le Gold P31: nous n’obtenons pas les évaluations de faible profondeur de file d’attente qui comptent le plus, mais les spécifications de profondeur de file d’attente élevée sont ventilées pour afficher à la fois les performances du cache SLC et du TLC post-cache. Le modèle de 500 Go est conçu pour des vitesses d’écriture TLC beaucoup plus faibles que le modèle 1 To, mais sinon, leurs performances sont similaires et typiques d’un lecteur PCIe gen3 haut de gamme.

Le Gold P31 est livré avec des cotes d’endurance en écriture supérieures à la moyenne: 500 TBW pour le modèle 500 Go et 750 TBW pour le modèle 1 To, ce qui les place tous deux au-dessus du DWPD standard de 0,3. Les prix de lancement sont assez compétitifs à 75 $ et 135 $.

SK hynix ne confirmera pas les détails sur la NAND autres que le nombre de couches et la vitesse d’E / S de 1,2 GT / s, mais sur la base de leurs annonces précédentes concernant leur NAND 3D 128L, nous pensons qu’il s’agit de matrices 1Tbit, chacune divisée en quatre plans afin qu’ils puissent offrent un parallélisme comparable aux matrices 512 Gbit qui ne sont divisées qu’en deux plans. Avec leur génération 96L éphémère, SK hynix a adopté ce qu’ils appellent un PuC: périphérie sous cellule. C’est fondamentalement la même idée que la conception NAND 3D Intel / Micron «CMOS sous le tableau», qui déplace la plupart des circuits logiques périphériques sous la matrice de cellules de mémoire, plutôt qu’à côté. Cette conception a permis à Intel / Micron 3D NAND d’obtenir les plus petites tailles de matrice pour un nombre de couches et une capacité de matrice donnés. Maintenant que SK hynix a adopté cela et a fourni un nombre de couches de premier plan, ils devraient avoir l’une des pièces TLC les plus rentables du marché (à condition d’obtenir de bons rendements). Les autres grands fabricants de flash NAND ont une technique similaire sur leurs feuilles de route.

La compétition

Pour cet examen, nous comparons principalement le SK hynix Gold P31 à d’autres lecteurs NVMe haut de gamme basés sur TLC. Certains d’entre eux sont des disques utilisant 64L NAND plutôt que 96L NAND parce que nous n’avons pas pu obtenir d’échantillons des disques plus récents, ou nous n’avons pas réussi à les tester. Les lecteurs TLC haut de gamme inclus dans cette revue sont:

  • Samsung 970 EVO Plus: 92L TLC, même contrôleur que les 970 d’origine
  • Kingston KC2000: SM2262EN + 96L TLC, maintenant remplacé par KC2500 avec des vitesses d’horloge plus élevées
  • Seagate FireCuda 510: Phison E12 + 64L TLC (la nouvelle version de la chaîne d’approvisionnement utilise désormais 96L) et FireCuda 520: Phison E16 + 96L TLC, mais limité à PCIe gen3 sur ce banc d’essai
  • WD Black SN750: disque NVMe haut de gamme avec 64L TLC. Jusqu’à présent, notre référence pour les disques NVMe haut de gamme les plus efficaces
  • Toshiba (maintenant Kioxia) XG6 – Le premier SSD grand public de 96 L (OEM uniquement)

Nous avons également inclus les résultats de quelques disques NVMe d’entrée de gamme:

  • Toshiba (maintenant Kioxia) BG4 – NVMe sans DRAM à faible consommation, 96 L TLC
  • Intel 660p – Contrôleur SM2263 à 4 canaux avec DRAM, 64L QLC (maintenant remplacé par 665p avec 96L QLC)

Les disques SK hynix Gold S31 et Samsung 860 EVO SATA sont également inclus pour le contexte.

Banc d’essai SSD grand public AnandTech 2018
CPU Intel Xeon E3 1240 v5
Carte mère ASRock Fatal1ty E3V5 Performance Gaming / OC
Chipset Intel C232
Mémoire 4x 8 Go G.SKILL Ripjaws DDR4-2400 CL15
Graphique AMD Radeon HD 5450, 1920 x 1200 à 60 Hz
Logiciel Windows 10 x64, version 1709
Noyau Linux version 4.14, fio version 3.6
Microcode Spectre / Meltdown et correctifs du système d’exploitation à jour en mai 2018