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Revisión de SSD NVMe SK hynix Gold P31 M.2: alto rendimiento, eficiencia sin precedentes (actualizado)

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Actualización 2 – 26 de septiembre de 2021: Esta revisión se ha actualizado con nuevas pruebas para el NVMe 2TB SK hynix Gold P31 M.2 en la página 4.

Actualización 1 – 3 de octubre de 2020: Hemos actualizado este artículo con nuevas pruebas para el NVMe SK hynix Gold P31 M.2 de 500 GB en la página 2.

Reseña original publicada el 4 de septiembre de 2020:

El Gold P31 de SK hynix es el primer SSD NVMe M.2 minorista de la compañía, así como el primer producto que llega al mercado aprovechando la memoria flash TLC NAND de 128 capas ‘4D’ de sexta generación de la compañía. Como el SSD SATA S31 dorado, el SSD Gold P31 M.2 NVMe nos deja con una primera impresión bastante positiva, promocionando un rendimiento excelente con los mejores puntajes de eficiencia que hemos visto hasta ahora. Compite con el mejores SSD, y a precios de solo $ 0.13-0.15 por GB, grita valor. Pero dado que es la primera vez, hay problemas iniciales, como una PCB verde antiestética.

El Gold P31 de SK hynix está equipado con el flash 4D NAND de la compañía, que si bien puede parecer un nuevo tipo de memoria, es en realidad un poco menos complejo que eso. Es la charla de marketing de SK hynix sobre cómo la compañía organiza los circuitos de control de memoria, conocidos como circuitos periféricos, en relación con los arreglos de celdas NAND en este flash TLC 128L 4D.

Tradicionalmente, la lógica de los circuitos periféricos se encuentra en el borde de la matriz de celdas NAND, ocupando potencialmente hasta el 40% del espacio de la matriz y, por lo tanto, limitando la escalabilidad. Al mover la lógica debajo de la matriz, los fabricantes pueden lograr diseños de capas superiores al tiempo que mantienen una alta eficiencia de la matriz. El concepto de colocar los circuitos periféricos debajo de las celdas de memoria (PuC) no es nuevo. De hecho, esta tecnología se implementa actualmente en la memoria flash NAND de Intel y Micron en forma de CMOS bajo tecnología Array (CuA).

SK hynix 4D NAND Samsung V5 V-NAND Kioxia BiCS4 Micrón
Número de bits por celda 3 bits / TLC 3 bits / TLC 3 bits / TLC 3 bits / TLC
Recuento de la capa de datos 128 92 96 96
Recuento total de capas 147 100 109 106
Eficiencia de la matriz de celdas 87,10% 92,00% 88,10% 90,60%
Die densidad (Gb) 512 512 512 512
Área de matriz (mm ^ 2) 63,2 ? 86,0 81,8
Densidad de bits (Gb / mm ^ 2) 8.1 ? 6.0 6.3

Al combinar CuA con un diseño de celda de puerta flotante, el flash de Micron logró una de las densidades de bits más altas, 6.25 Gb / mm ^ 2 en 512Gb 96L TLC, es decir, antes de que cayera el último NAND 128L 4D de SK hynix. Lo que distingue a 4D NAND de SK hynix es que, en cambio, la compañía combinó la tecnología PuC con un diseño de celda de flash de trampa de carga 3D (CTF) para lograr un tamaño de matriz muy pequeño y una densidad de matriz alta de 8.1 Gb / mm ^ 2. Las celdas CTF tienden a ser más pequeñas en comparación con las celdas de puerta flotante y el diseño general ofrece una mejor capacidad de escalado a medida que aumenta el número de capas.

Especificaciones del SK hynix Gold P31

Producto 500 GB 1 TB 2 TB
Precios 74,99 USD 134,99 USD $ 279.99
Capacidad (usuario / sin procesar) 500 GB / 512 GB 1000 GB / 1024 GB 1000 GB / 1024 GB
Factor de forma M.2 2280 S3 M.2 2280 S3 M.2 2280 S3
Interfaz / Protocolo PCIe 3.0 x4 / NVMe 1.3 PCIe 3.0 x4 / NVMe 1.3 PCIe 3.0 x4 / NVMe 1.3
Controlador SK hynix Cepheus SK hynix Cepheus SK hynix Cepheus
DRACMA LPDDR4 LPDDR4 LPDDR4
Memoria SK hynix 128L TLC SK hynix 128L TLC SK hynix 128L TLC
Lectura secuencial 3500 MBps 3500 MBps 3500 MBps
Escritura secuencial 3,100 MBps 3200 MBps 3200 MBps
Lectura aleatoria 570.000 IOPS 570.000 IOPS 570.000 IOPS
Escritura aleatoria 600.000 IOPS 600.000 IOPS 600.000 IOPS
Seguridad Cifrado AES de 256 bits Cifrado AES de 256 bits Cifrado AES de 256 bits
Resistencia (TBW) 500 TB 750 TB 1200 TB
Número de pieza SHGP31-500GM-2 SHGP31-1000GM-2 SHGP31-2000GM-2
Garantía 5 años 5 años 5 años

Características del SK hynix Gold P31

El Gold P31 de SK hynix viene en capacidades de 500GB, 1TB y 2TB y tiene precios muy bajos, con precios tan bajos como $ 75, $ 135 y $ 280, respectivamente. El Gold P31 ofrece una velocidad de lectura / escritura de hasta 3.5 / 3.2 GBps a 1TB y 2TB, aunque el modelo de 500GB sufre una velocidad de escritura 100MBps menor. El rendimiento de lectura y escritura aleatoria del SSD también es similar en todas las capacidades, con hasta 570.000 / 600.000 IOPS de lectura / escritura aleatoria.

Si bien lograr un rendimiento de lectura rápido es bastante fácil para flash, un alto rendimiento de escritura requiere algunos trucos. El Gold P31 de SK hynix utiliza un caché SLC híbrido, similar al TurboWrite de Samsung. Cuenta con un caché SLC de recuperación rápida junto con un caché SLC dinámico de recuperación más lenta. La capacidad de caché total de 500GB mide 46GB, el modelo de 1TB viene con aproximadamente 92GB y el modelo de 2TB tiene 184GB.

La unidad de 500GB puede soportar hasta 500TB de escrituras, la unidad de 1TB hasta 750TB de escrituras y el modelo de 2TB puede absorber hasta 1200TB de escrituras dentro de su garantía de cinco años.

Con la ayuda del ECC de verificación de paridad de baja densidad (LDPC), el Gold P31 de SK hynix viene respaldado con números de resistencia respetables que superan el 970 EVO Plus de Samsung, el Black SN750 de WD y el P5 de Crucial. Sin embargo, si bien estas cifras parecen impresionantes, no pueden compararse con las excepcionales calificaciones de resistencia proporcionadas por los SSD con tecnología Phison como el Seagate FireCuda 510 o Equipo Grupo Cardea Zero Z340 que tienen más del doble de resistencia en el punto de capacidad de 1 TB.

El Gold P31 de SK hynix presenta informes de datos INTELIGENTES, capacidad de borrado seguro, compatibilidad con Trim, puede caer en múltiples estados de bajo consumo e incluso viene con soporte para cifrado de hardware AES de 256 bits. Sin embargo, no es una queja de OPAL, lo que significa que no hay soporte para BitLocker.

Software y accesorios de SK hynix Gold P31

(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

SK hynix es compatible con Gold P31 con una caja de herramientas SSD básica y un software de clonación. El SK hynix Drive Manager le permite ver los datos SMART del P31 y actualizar el firmware si es necesario. Diseñada en asociación con Macrium, la utilidad de migración del sistema SSD de SK hynix le permite clonar sus datos de su unidad anterior a su nueva SSD SK hynix.

(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

Una mirada más cercana a SK hynix Gold P31

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SK Hynix Gold P31

(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)
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SK Hynix Gold P31

(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

El Gold P31 de SK hynix viene en un factor de forma M.2 2280 de una sola cara, por lo que es compatible incluso con los Ultrabooks más delgados. La limpia etiqueta negra y dorada del Gold P31 aparece cuando la miras. Sin embargo, tan pronto como llama su atención, el PCB verde comienza a convertirse en una distracción poco atractiva. Mientras que el Gold P31 gana puntos de estilo por las marcas de SKU ocultas y otras marcas de cumplimiento, pierde algunos por el PCB verde.

La compañía no reveló el nodo de proceso utilizado, el recuento de núcleos o los detalles de frecuencia en el controlador, pero nos detalló que el Gold P31 de SK hynix está integrado verticalmente y que todos sus componentes principales están construidos por SK hynix. El Gold P31 funciona con el multinúcleo de 4 canales basado en Arm de la empresa.Cefeo‘Controlador PCIe 3.0 x4 NVMe 1.3. Mide 14 x 14 mm y cuenta con una arquitectura basada en DRAM.

los Cefeo El controlador SSD interactúa con DRAM para almacenar en caché la información de la tabla de mapeo FTL, lo que garantiza un rendimiento constante y receptivo. La compañía incluyó un chip DRAM LPDDR4 de 2,133 MHz que mide 4 Gb (512 MB) de densidad en el modelo de 500 GB y 8 Gb (1 GB) de densidad en nuestro modelo de 1 TB.

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SK Hynix Gold P31

(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)
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SK Hynix Gold P31

(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

A primera vista, el hecho de que el controlador tenga solo la mitad de la cantidad de canales de la mayoría de los SSD NVMe de gama alta hace que parezca que podría tener muy poca potencia para un SSD que se supone que compite con lo mejor de WD, Samsung y Crucial, así como SSDs basados ​​en controladores Silicon Motion y Phison. Eso es si no fuera por la alta tasa de IO a la que opera el flash 128L TLC NAND de SK hynix.

El Gold P31 de SK hynix interactúa con el flash die a través de esos cuatro canales a velocidades de E / S Toggle DDR4.0 de 1200 MTps mientras consume solo 1.2V. Este es un aspecto importante a tener en cuenta porque es aproximadamente el doble de lo que ejecuta la mayoría de NAND de generación actual, y en conjunto con el controlador de 4 canales, ambos ayudan al Gold P31 a ofrecer una increíble eficiencia energética. Por lo general, los SSD basados ​​en 96L de Kioxia o 96L de Micron funcionan a velocidades de E / S mucho más lentas de 533-800 MTps, siendo Samsung la excepción. El último flash V-NAND de Samsung funciona a hasta 1400 MTps, aunque es muy probable que los controladores flash de la compañía se conecten a solo 1000 a 1200 MTps en los productos actuales.

(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

Desde el Cefeo controlador en el P31 interactúa con la NAND a esta tasa de MTps operativa más alta, de alguna manera ayuda a compensar algo de rendimiento para el recuento de canales más bajo. Además, al igual que con Micron y el flash de Intel, el diseño de 4 planos de SK hynix también ayuda bastante con el entrelazado, porque eso significa que el controlador tiene cuatro secciones independientes de acceso a la matriz NAND para un mayor rendimiento. El 96L BiCS4 de Kioxia y el flash V-NAND 92L de Samsung son solo diseños de 2 planos, aunque este último cuenta con subplanos para ayudar a compensarlo.

(Crédito de la imagen: publicación de la solicitud de patente)

Tradicionalmente, el flash de SK hynix ha utilizado una arquitectura P-BiCS (BiCS en forma de tubería), que es una forma evolucionada de la arquitectura CTF BiCS (Bit Cost Scalable) de Kioxia (anteriormente Toshiba Memory). Su diseño utiliza una cadena NAND vertical en forma de U con la ubicación de la línea de origen en la parte superior de la pila en lugar de en la parte inferior. Estos ajustes, entre otros, ayudan a mejorar la retención de datos y la confiabilidad de la celda, pero también mejoran las características de corte y proporcionan un mejor rendimiento de detección de carga de la celda.

Además, al igual que el BiCS de Kioxia, el 128L 4D NAND de SK hynix logra un recuento de capas tan alto con múltiples pilas de cadenas (o cubiertas) donde los grupos de líneas de palabras de datos se apilan una encima de la otra y comúnmente con líneas de palabras ficticias para evitar interrupciones en el programa. El problema con este proceso es que la alineación puede ser complicada y las desalineaciones de las pilas podrían reducir el rendimiento de producción, razón por la cual Samsung está tratando de evitar esta tecnología durante el mayor tiempo posible. Para superar este problema, SK hynix se basa en una tecnología de grabado vertical ultra homogénea junto con una tecnología de formación de células de película fina multicapa de alta confiabilidad.

(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

Un adelanto de Tech Insights revela que el NAND en el Gold P31 tiene una densidad de 512 Gb (64 GB por dado) y tiene hasta 147 capas reales, algunas de las cuales actúan como capas ficticias o puertas de selección para lograr las 128 líneas de palabras de datos. Creemos que este flash de 128L podría presentar un diseño de dos o tres pisos, pero tendremos que esperar el análisis final de Tech Insight. Hay cuatro matrices por paquete en el modelo de 500GB, ocho en total, así como 8 matrices por paquete en el modelo de 1TB, para un total de 16.

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