2TBのSSD・Transcend TS2TMTE220Sを買って、SLCキャッシュとか調べた

HDD
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性能十分、SLCキャッシュもOK、コスパはよい。

容量不足となったので購入した2TBのSSD:Transcend TS2TMTE220S

結論から言うと、結果的に表記の製品を購入してテストしたところ、性能は十分だった。まあ満足。
あまり注目されていない製品のようだが、もっと評価されてもよいような気がした。

メインで利用しているPCのディスク容量が不足気味で、SSDの追加を検討。
容量2TBを前提に、馬鹿高い高性能ではなくそこそこ安く、その中でより性能の良いものを探していた。
カタログスペック以外では、SLCキャッシュが枯渇した後の書き込み速度を気にしていた。

価格コム上の検索では割といい位置に出てくるのがこの製品であったものの、ネット上にはSLCキャッシュについての情報がが少なく不安があった。
この製品を購入し性能テストしたので、この機会にネット上に記すことにした。
検討している人の参考になればと思う。

Transcend PCIe M.2 SSD (2280) 2TB NVMe PCIe Gen3 x4 3D TLC採用 DRAMキャッシュ搭載 5年保証 TS2TMTE220S
Transcend PCIe M.2 SSD (2280) 2TB NVMe PCIe Gen3 x4 3D TLC採用 DRAMキャッシュ搭載 5年保証 TS2TMTE220S

最終的な対抗馬はADATAのXPG SX8200 Proだった。ADATAの私の勝手なイメージは、堅実からは程遠く、漠然といい印象がない。が、この製品はネット上の製品レビュー情報も豊富で、コストパフォーマンスは最高の部類のようだった。

注文までしたのだが、注文後に性能の個体差が激しく、酷いものではSLCキャッシュが5GBしかないと思われるものなど、その不満に対する情報を多く発見したため、さすがにそこまでのハズレのリスクは取れないと判断し、慌ててキャンセルした経緯がある。

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「ギリギリを攻めるロマン」はとてもよくわかるのだが、さすがに5GBのキャシュ切れは度を越しているし、それを掴むリスクは取れないと判断した。

TranscendのMTE220Sは、これと同じコントローラ(SM2262EN)を使用しており性能もとてもよく似ているが、速度を若干落として耐久性を上げる調整をしているようだ。ハズレがないという情報もなかったが、少なくとも悪評もなかったので思い切って購入した。
コスパは悪くないのだが、性能的に尖がっていないので目立たず、8200Proの人気の陰に隠れてしまったのかもしれない。

選定

測定値を見るために来た人は、ここは飛ばしても問題ない。
以下はすべて、2021年2月の状況。

条件は前述のとおり、容量2TB最優先、馬鹿高くない、その中でより性能の良いもの。看板倒れを掴みたくもない。先日交換したMBにM.2スロットもあるのでNVMeを対象とし、遅いSATAは除外。

NVMeでは、最安価格帯はシーケンシャルリードが2000MB/s台のものが並ぶが、その一つ上3500MB/s台と比較して価格差がそれほど大きくない(主観)ので、そのランクを狙う。これ以上のランクのものは価格差が大きくなる。

価格コムのSSDのページで以下の条件で検索。

一括絞り込み条件:2000GB、M.2(Type2280)、NVMe

価格の安い順にソートすると、上位の3,4番手に出てくる。(2021年2月時点)

2021年2月時点

それほど重視していないが、TS2TMTE220Sは4400TBWがとても目立っている。耐久性抜群です!とアピールしている。明らかに。
その割には口コミが少ない。掲載店舗数の少なさと関係あるのか。

TBWを私の使用条件に当てはめると、現在システムドライブとして使用中の1TBのSATA SSDが、4年間の総書込み量が60TBしかない程度なので、1000TBW前後もあれば釣りが来るくらい十分と思っている。だいたい、書込み量による劣化の前に運転時間による寿命が先に来るんじゃないか、くらいに考えている。

上の3つはカタログスペックの速度性能で劣っている割には、それほど価格差がなかったり、怪しいコントローラを使っていたりなどで、候補から落とした。
XPG SX8200Proを落とした理由は前述のとおり。

選んだTS2TMTE220Sの販売店は実質二択で、イートレンドとAmazon。他は価格差がありすぎる。
イートレンドが常に最低価格を提示している。だがイートレンドは初期不良対応の評判が良くなかったので、若干高いが常に価格2番手のAmazonで購入した。
Amazonの返品基準はそこと比べれば緩い。購買力の差が出るのだろうか。

Transcend PCIe M.2 SSD (2280) 2TB NVMe PCIe Gen3 x4 3D TLC採用 DRAMキャッシュ搭載 5年保証 TS2TMTE220S
Transcend PCIe M.2 SSD (2280) 2TB NVMe PCIe Gen3 x4 3D TLC採用 DRAMキャッシュ搭載 5年保証 TS2TMTE220S

購入品に採用されていた部品等

注文の翌日、届いた。

パッケージ
S/Nは消している
シールはがしてチップの品番確認。コントローラはSM2262EN。
裏面。3D NANDはSandisk 96層。DRAMキャッシュは2GB。
  • コントローラ:SM2262EN [SM2262BA]
  • フラッシュメモリ:Sandisk 96L BiCS4 TLC 8パッケージ・32ダイ
  • DRAM:2048MB DDR4 32bit Samsung
  • ※「smi_nvme_flash_id」の出力結果から。

想定外の部品は無いが、TranscendなのでフラッシュメモリはMicronかと思ったら東芝Sandiskだった。96層3D NAND。
コントローラは8200では曰くつきのSM2262Gではなく、SM2262EN。発売初期と変わっていない。(単純にGが悪いとは思っていない)

以下、取り付け状況。

性能実測

測定数値は、同じコントローラ(SM2262)を搭載したXPG SX8200Proと、特性がとてもよく似ている。
ただし、XPG SX8200Proは持っていないので、比較はよそ様の数値と比べてほしい。
また少し乱暴だが、その他の他社製品との比較も8200Proのレビュー記事をこの製品に置き換えて読めばだいたいの傾向は掴めると思う。

で、よく見かけるCrystal Disk Markの結果などは、ネット上に溢れるほどあるものと変わりなく、期待通りなのでさらっと記した。
この点では少なくとも価格に対しての性能としては、十分すぎると思う。発熱も問題ない

今回の記録の重点としているSLCキャッシュの挙動は、結果的には許容できるレベルであった。

測定PC環境(関係しそうな分だけ)

  • CPU:Ryzen 5 3600
  • マザーボード:ASUS TUF GAMING B550-PLUS
  • メモリ:128GB DDR4
  • 既設SSD:Transcend TS960GSSD220S(1TB SATA接続)
    ※別にTranscend押しではない。たまたま。安くてもそこそこのやつが好きなだけだ。ただこれまでに一度もトラブルが起こっていないことのバイアスはあるかもしれない。

Crystal Disk Mark(お約束)

私はCDMは、一番上と一番下くらいしか見ない。「シーケンシャル」と「ランダムの4KQ1T1」。

2,3番目は測定者によって条件が違っていたりするので単純に比べられないが、1,4番目の条件が違っていることは殆どないので、数字を覚えておいて比較しやすい。

また、4番目ランダム4KQ1T1は、これ以上小さい単位の読み書きはない。最小単位だ。
日常の読み書きも「大きくてもせいぜいQ2T1くらいまで」とどこかで見かけたことがあるので、日常使いのパフォーマンスの目処としてはこの数字を覚えておけばよいと思っている。

で、今回の数字。
シーケンシャルは3493/2950で、ほぼカタログスペック通り。同等他社製品と比較しても負けていない。
ランダム4KQ1T1は、63/211で、特別いいわけではないが悪い数字でもない。高価なSSDでもこのくらいの数字のものはザラにある。
8200Proと比べると、ランダムは若干遅めのようだ。

ここでは他製品との詳しい列挙比較はしないが、アマゾンや価格コムのレビュー欄にいくらでもCDMのキャプチャが貼ってあるので、ここの数字を参照してもらったらよいと思う。

ちなみに、シーケンシャル書込み速度は、256GB~1TB品のそれと比べると、1.5倍~3倍近く速い数値になっている。
これは2TB品のNANDチップの数が多く(8パッケージ/32ダイ)、書込み処理の分散効果が出るのだそうだ。これは後述のSLCキャッシュ枯渇後も同様に効く。

NANDチップの数が多い大容量品を選べば、値段差以上の効果が得られるということだ。1TB品でも8パッケージの製品は2TB品と同等レベルの速度になっているようだ。

ATTO Disk Benchmark

これもお約束っぽいので。
細かいところ見ても私にはわからない。

HD Tune Pro(trial)

全域・Read Benchmark

HD Tune 全域・Read Benchmark

全域にわたってほぼ等速。
HDDではないので全域一様でNP。

全域・Write Benchmark

HD Tune 全域・Write Benchmark

SLCキャッシュの影響と思われる2つの書き込み速度が見える。
最初の150GBは1600MB/s。それ以降は1000MB/s弱。
ただ、後述するが単純にSLCキャッシュが150GBということではなさそうだ。

SLCキャッシュ枯渇後の書き込み速度は1000MB/s程度出ている。これなら私的にはOK。
他製品では低いものでは100〜500MB/sなど、場合によってはHDDより遅いようなものまであるようで、心配していたが安心できた。
今まで使っていたSATAのSSDは、500MB/sだった。

全域・Random Read

HD Tune 全域・Random Read

全域・Random Write

HD Tune 全域・Random Write

温度

HDTuneのFileBenchmarkの前に、温度を先に。
温度センサーを認識しないツールが多く、時系列データが取れなかった。ポイント的にとったCDIの数値を示す。測定前と高負荷で最高温度となった時点の2つ。

最高温度は53℃。2TB弱の連続書き込み中にこの温度で頭打ちとなった。
前述のとおり、ヒートシンクはMB付属のもの。

SLCキャッシュ挙動の調査

HD Tune FileBenchmark (以下、FB)

ここからは主に、SLCキャッシュの量、挙動を知るためのテストで、数が多い。ネット上の情報も少ない。(そもそもTranscend製品を買う人はこんなことまでしないのだろう)
SM2262を使った製品は、SSDの空き容量に応じてSLCキャッシュの量を動的に変更するものが多く、他サイトでレビューされていた512GB品は実際そうだったので、SSDの空き容量を変えて測定した。

FB 200GB SSD使用率0%(空っぽのとき)
HDTune FileBench 200GB SSD使用率0%

200GBファイルの読み書きテスト。読み込みは2600MB/s付近で清一色。
肝心の書込みは、25GB付近で2400MB/s→1000MB/sキャッシュ枯渇と思われる段落ち。
じゃあ、SLCキャッシュは25GBか?
実用上はそれほど問題にならない程度だが思ったより少ない。

FB 200GB SSD使用率50%(半分埋まってるとき)
HD Tune FileBench 200GB SSD使用率50%

SSD使用率50%(空き容量半減)させて測定。SLCキャッシュの減少がみられるか。
書込み、25GB付近でキャッシュ切れのような段落ち。段落ち後は上下動。中央値は1000MB/sあたりか。
速度低下のタイミングがSSD使用率0%と同じ。SLCキャッシュが減った様子がみられない。

FB 30GB SSD使用率90%(きつきつのとき)
HD Tune FileBench 200GB SSD使用率90%

SSD使用率90%でも、キャッシュ枯渇と思われる速度低下は25GBのタイミング。
SLCキャッシュがSSDの空き容量に応じて動的に変化する様子が、まったく観測されない。
グラフは割愛するが、40GB~200GBの間、複数のFileBenchを行ったが、すべて25GBで段落ちを示すグラフだった。
25GB固定容量SLCキャッシュと考えざるを得ない

FB 6GB SSD使用率99.7%(限界ギリギリいっぱいのとき)
HD Tune FileBench 6GB SSD使用率99.7%

オマケ。空き容量6GBと極限にまで減らし、設定可能な最大容量の6GBのFBを行った。
キャッシュ容量と思われる25GBを下回るファイルサイズで、最後までキャッシュ切れは起こらなかった。
立ち上がりの遅さは理由不明。

FB 1840GB SSD使用率0%
HD Tune FileBench 1840GB SSD使用率0%

SSD使用率を0%に戻し、設定可能な最大サイズの1840GBで読み書きテスト。これ以上のサイズは「I/O Error」で設定できなかった。

読込みは変わらず。
書込みは200GB付近で段落ち。・・・よくわからない。キャッシュが増えた?
DataPatternをRandomにしている。グラフは割愛するが、ZeroとRandomで挙動は変わらなかった。

他のサイトでは現れていた、SLCキャッシュ枯渇後の2段階目の速度低下も現れなかった。

Randomパフォーマンス測定、Blocksize別測定時は動作が不安定になり、正しく測定ができなかった。なので上グラフ以外の数値は正しくない。

また、HD Tuneの挙動も少し怪しい。指定したサイズのファイルを実際に作成しながら測定するものと思ってドライブの空き容量が減っていく様子を監視しようとしたが、測定の最中空き容量が大きく減っていく様子が見られなかった。せいぜい10%程度空き容量が減っただけ。
いったい、どういう挙動をしているのか。マニュアルにも詳細は記載がない。

HD Tuneの挙動がわからないので何とも言えないが、キャッシュが増えて見えるのは、コントローラのベンチマーク対策に嵌っているからかもしれない。

FB 900GB SSD使用率50%
HD Tune FileBench 900GB SSD使用率50%

SSD使用率50%での900GBのFileBench。今度は速度低下は270GB付近。
もはや何が起こっているのかわからない。

FB 測定結果について

結論を先に。

この製品はSLCキャッシュは25GB固定(全容量の約1%)、と思われる。
SLCキャッシュ枯渇後のシーケンシャル書き込み速度は1000MB/s程度。

測定結果は以下3点を示した。

  1. 書込みファイルの大きさが200GB以下なら、SLCキャッシュ量は空き容量と関係なく一定
  2. 書込みファイルサイズが900GB以上では、SLCキャッシュが増えたり減ったりして見える
  3. SLCキャッシュ枯渇後の2段階目の速度低下は観測されなかった

1.は、200GBのFileBenchの結果だが、SLCキャッシュが25GB(約1%)程度で固定で設定されていることを示唆している。25GBは全容量の約1%。
思ったより少なかったものの、私の日常の利用で25GB以上の連続書き込みをするケースはとても稀であることと、速度低下後も1000MB/s程度を終始保っているので、まあ許容できる。
これが許容できるかどうかは、人によって、使い方によって違ってくるかもしれない。参考程度に。

HD Tuneの挙動の怪しさがあったので、txbenchでも30GBファイルのシーケンシャルライトテストを行い、同様に25GBでの速度低下を確認している。(グラフ表示がいまいちだったので、キャプチャを残していない。)

2.は、書き込むファイルの大きさによってSLCキャッシュ量が変わる(増える)ことは考えづらく、なんらかのベンチ対策効果が効いているようにも見える。HD Tuneの挙動の怪しさもあることから、これについては保留する。
また、200GB〜900GBの範囲の調査も、SSDの損耗を考慮し、今回はやらないこととした。最小でも25GBのキャッシュはあるようなので、知りたいことはこれで十分だ。

3.は、SLCキャッシュ枯渇後、1000MB/sまで速度低下するが、それ以上下がることはなかった。
ずっと1000MB/sより下がらないならば、それはそれでよい情報だ。
ただ、HD Tuneの挙動に怪しさがあるので、条件が変われば現れるのかもしれない。

※グラフからの読み取りが精密でないので、%は「だいたい」。

ただ、別の情報によるとこの製品の低容量品は「SSD空き容量の半分を動的にSLCキャッシュに充てる」(TLCなのでキャッシュの正味はその1/3→空き容量の約17%)とあり、それでいけば最大300GB程度の動的SLCキャッシュを期待できた。それがその1/10以下となってしまっており、少し残念だった。

1%少量固定のSLCキャッシュについて

SLCキャッシュ5GBの例は少量固定キャッシュのせい?

ところで、少量固定SLCキャッシュ1%を、小容量品の512GB製品に当てはめると、SLCキャッシュは5GBとなる。
これでは日常利用でもキャッシュ切れとなるケースはかなり増えるだろう。

前述の通り私はXPG SX8200Proを一度は注文したもののキャンセルしたが、理由はSLCキャッシュ5GBという粗悪品の例があったからだ。(これを理由に返品が受け付けられたというレビューをどこかで見かけた。)
この例の測定データと今回のデータはグラフの形がとてもよく似ている。

この粗悪品の例は、2TB品では実用的な1%の少量固定SLCキャッシュを、512GB品に適用してしまった例なのではないかと思った。

SLCキャッシュを少量固定にするメーカーのメリット(?)

過去のレポートを見る限り、TranscendもADATAも、以前は明らかに空き容量連動の動的キャッシュを設定していたのに、今は少量固定キャッシュ品を混ぜているようだ。
少量固定キャッシュ1%は、2TB品なら25GBとなりそこそこ実用的となるので、少量固定キャッシュが全否定されるものではないだろう。512GB品で固定キャッシュ1%の5GBは酷いと思うが。

これは、ADATAなどで「御神籤」と揶揄される要因の一つともなっており、メーカーからするとユーザーの批判のリスクがある。
メーカーが敢えてリスクを取って、SLCキャッシュを少量固定に変更したとするなら、そのメリットは何か。

少量固定キャッシュのメーカーとしてのメリットは、製品寿命の延長だろうか
キャッシュが溢れた時に、キャシュをバイパスして直接TLCに書き込む挙動をするとするなら、小さいキャッシュは全体として損耗を減らして寿命を延ばすことに貢献しそうだ。
(ただ、全部のデータを敢えてバケツリレーするならこれは当たらないが、当方もSSD素人でそこまではよくわからない。)

もしそうなら、TBWが価格コムの比較欄にもデフォルトで入っているように、製品寿命を気にする消費者動向をメーカーが意識すれば、「過剰な」キャッシュを減らして寿命を延ばすことを考えるだろう。

ADATAは調子に乗って512GB品まで「過剰に」キャッシュを削減してしまったというのが、SLCキャッシュ5GB品の実態なのではないだろうか。

2TB品では問題になりにくい少量固定キャッシュであるが、私としてはそこまでの莫大なTBWは不要なので、2TB品でもキャッシュを増やして高速化してほしかった。(笑)

以上。

Transcend PCIe M.2 SSD (2280) 2TB NVMe PCIe Gen3 x4 3D TLC採用 DRAMキャッシュ搭載 5年保証 TS2TMTE220S
Transcend PCIe M.2 SSD (2280) 2TB NVMe PCIe Gen3 x4 3D TLC採用 DRAMキャッシュ搭載 5年保証 TS2TMTE220S

参考にしたページ

Ilya Gavrichenkov氏の秀逸なレポート2本

MTE220S NVMe SSDレビュー:安いからといって悪いわけではない

NVMeドライブADATAXPG SX8200 Proのレビュー:害はありません

2019年の記事。とても参考になった。とても詳細なレポート。
動的SLCキャッシュのロジックなどはこのレポートに記してあった。(どこで知ったのだろう)
これを読むと、TranscendとXPG(ADATA)の2製品がそっくりであることがわかる。

ロシア語はgoogle翻訳で十分読めた。意味が分からない場合は、一度英語に翻訳したものを、日本語化するとわかる場合もある。

ただ、今回測定した2TB品のSLCキャッシュの挙動はこのレポートとは違っていた。

以下、一部抜粋:SLCキャッシュの挙動について

トランセンド MTE220S SLCキャッシングはSM2262ENコントローラを搭載した他のドライブと同じように動作します。

キャッシュは、メインアレイからのTLCメモリの一部が加速1ビットモードに転送されると、ダイナミックスキームを使用します。

キャッシュサイズは、空きフラッシュメモリの約半分がSLCモードで動作するように選択されています。したがって、高速では、MTE220Sは、SSD上の空き容量の約6分の1のデータ量を書き込むことができますが、その後、速度が大幅に低下します。

今回の2TB品では、SLCキャッシュが固定容量に見えたので、違うロジックになっているようだ。

275 MB /秒。この値には、空きのフラッシュメモリが残っていない場合、シーケンシャル書き込み性能が低下し、それにいくつかの追加データを置くために、コントローラは最初に通常のTLC -モードにSLCキャッシュに使用されるセルを転送する必要があります。

今回の2TB品ではこの転送速度も観測されなかった。

そこからのデータは、すぐに通常のメモリに転送されるのではなく、4分の3以上の容量が満たされたときにのみ転送される。これにより、書き込んだばかりのファイルにアクセスする際の読み込み速度の向上を実現している。この機能は、実際にSSDを使用しているときにはほとんど意味がありませんが、「書き込み・読み取り」のシナリオを練習するだけの合成ベンチマークでは、ドライブを大いに助けてくれます。

これは、SLCキャッシュが大きく見えることの要因になっているかもしれない。

他、ADATA XPG SX8200 Pro検討で参考にしたページ

ADATAは敬遠気味だったが、これを読んで一度は買おうと思った。とても勉強になるサイト。感謝。

512GB品をテストしたら、SLCキャッシュが5GBしかなかったとするサイト。衝撃的だった。
大容量品と同じように、全容量の1%固定でキャッシュを設定したものを掴んでしまった、ということかもしれない。

タイトル邦訳「ADATAがSX8200Proの低速コントローラー、NANDに切り替えてる」

ADATAに対する疑念を提起した記事。

タイトル邦訳「ADATAは、SM2262ENをSM2262Gに置き換えてSX8200Proに秘密の改訂を加えました。」

英語も苦手なのでgoogle翻訳で読んだ。
記事の主旨は、「ADATAは各種レビューで高評価を得た後、製品名を変えることなく使っている部品をダウングレードして性能を落として販売した」というもの。
メーカーが悪意でやっているとは考えづらいのだが、消費者としてはこういう可能性も頭においておいた方がよい、という話で。

とりあえず、人気もあれば、悪評もそれなりに多いADATA。(笑)

Transcendは注目度が低いせいか、そもそも情報が少ないのではあるが。

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