ThunderboltとNVMe SSDを使ったポータブルSSD

Macでの動画編集用にThunderbolt 3で接続するポータブルSSDを自作しました。

Sandisk Extreme Pro 500GB

使用したSSDはウェスタンデジタルの Sandisk Extreme PRO 500GBでPCIe 3.0 x4に対応するものです。購入価格は11880円。求める性能でこれが一番安かったのでこれにしました(もっと安いのがあったけど、3D QLCだったのでやめた)。

もちろんそのSSDの性能を発揮させるにはM.2スロットに直付けするかThunderbolt 3対応のケースに取り付けて使う必要があります。

※解説
Thunderboltとは、アップルとIntelが共同で開発したデータ転送技術。使用するケーブルは普通の銅線タイプと光ファイバーを使ったものがある。光ファイバータイプの説明は割愛しますが、銅線タイプは例えるならUSBのようなもので周辺機器と接続できる。USBと比べて採用例は少ないがUSBと比べて高速転送が可能で最新規格、Thunderbolt 3は上下片方向の通信に40Gbpsという超高速通信が可能。
そのため、外付けグラフィックボード(eGPU)などの採用例がある。これらの超高速通信はPCI Expressで接続する(もちろんUSBとも互換性がある)。なお、これらの特許についてはすでに無償で使用することができ、USB 3(最大転送速度:5 – 20 Gbps)の後継規格(USB4)にもこの技術が使われており(もちろんThunderbolt 3とUSB4は互換性あり)、将来幅広い機器で搭載されると思われる。

当然、MacBook ProにはそんなM.2接続するスロットはないので、Thunderbolt 3対応のケースが必要になります。

Thunderbolt対応のSSDケースに取り付け

別途取り寄せた、Thunderbolt 3接続のSSDケース(12,999円)を買って先ほどのSSDを取り付けます。NVMe SSDは消費電力が大きいため(これの場合は最大3.3V 2.8A。単体で消費電力9W消費。)、Thunderboltの方が都合が良かったりします。もちろんUSB 3.2 gen2でUSB Type-C対応のSSDケースでも構わないのですがそちらは10Gbpsに制限されますし、Thunderboltと違い、直接PCIExpressでの接続にはならないため、どうしても通信速度が遅くなります。Thunderbolt 3に対応した機種で使用するならそちらの方が無難かと思います。

取り付けし、本体に冷却用のシリコンシートを貼り付けてネジでケース本体の蓋を固定させると同時にシリコンシートを密着させます。

Macに接続してみます。

Macに接続

左上のをクリックして、optionキー(⌥)を押しながら、「システム情報」をクリックします。

アップルのメニューからシステム情報をクリック

接続したNVMeSSDが認識される

ハードウェア→NVMExpressと行くとこのようにSSD認識していればOK。基本的にPCI Expressと直結しているので、無駄なプロトコル変換がないまま転送されますし、もしも寿命が来たりした時は知らせてくれます。

SSDの温度を見てみる

その他のユーティリティーにも表示され、この場合温度センサーの表示がされるようになっています。

さて、気になる転送速度ですが…

こちらはAmorphousDiskMarkという、macOS版 CrystalDiskMarkと言えるソフトウェアで計測してみました。

シーケンシャル 読み出し 2879MB/s 書き出し1797MB/s

テストデータは8GiBにしています。

方法 読み出し 書き出し
シーケンシャル 128KB QD32 2879 MB/s 1797 MB/s
ランダムアクセス 4KB
QD32
729 MB/s (178K IOPS) 229 MB/s (56K IOPS)
シーケンシャル 1MB
QD1
1975 MB/s 1652 MB/s
ランダムアクセス 4K
QD1
45.2 MB/s (11K IOPS) 235 MB/s (57K IOPS)

NVMe SSDかなり速い転送速度となっていますが、ランダムアクセスには若干弱い感じもします(メーカー公称値が300K IOPS)。まあでも、暗号化済みAPFSでやっているので、おそらくそれが原因かと思う(暗号化すると暗号化がボトルネックになりますので)。

とは言え、通常でもかなり高速なので、これはいろんな分野で使えるかと思います。ただ、Thunderbolt 3対応のSSDケースがまだ高価なので、それに見合った性能が必要かどうかはわかりませんがNVMe SSD自体もそんなに高価なものではないため、手軽にストレージが追加できると思えばなお良いと思う。

NVMe SSD買ってみました

WD Black SN750 500GB

連休が一段落した後、制作物の作業用として、ウエスタンデジタルのNVMe SSDを購入しました。3年前に自作したPCには将来の拡張性を重視してM.2の端子が付いたものにしたので、そこに取り付けてみました。

本体画像

実は今回、初めてM.2 SSDを生で見ました。小さいですね。

そこそこの耐久性の3D TLC-NANDのものです。SSDは容量が大きいほど書き換え耐性が高いのでバランス的に500GBにしました。

ラベルにたっぷりのグリスとヒートシンクを圧着させて何重に重ねた輪ゴムで固定させました。

 

最近になって3D-NANDではあるものの、QLCが増えてきてますます耐久性の問題とか大丈夫なんかな?と思う。それはTLCでも言われていたことだが近年は3D-NANDで微細化しなくても容量を増やすことが出来る分、耐久性はQLC-NANDの3倍から5倍くらいはある。特にランダムアクセス性能については巨大なファイルを扱うときには遅くなってしまう(DRAMやSLCキャッシュ機能である程度は速度低下は起きないが)。

ゲームモードにして読み書き速度を測ってみると

OS Windows 10 Pro Version 1809 64bit
CPU Intel Core i7 6700K (4.4GHz OC)
Memory 32GB (DDR4-2400 8GBx4)
接続方法 NVMe m.2 (PCIe 3.0×4)
ソフトウェア CrystalDiskMark 6.0.2 x64

NVMeSSD-WD-Black-SN750-500GB-Benchmark

16GiB(16GBではない)の読みこみも約3.3GB/秒と一昔のDDR2-400メモリに匹敵する読み書き速度となっている。実際そんなサイズを読み書きするのはそんなにないので、フルHD動画約1時間相当(9Mbps・約4GiB)でやってみると…

NVMeSSD-WD-Black-SN750-500GB-Benchmark_4GiB

キャッシュが効いてるからか書込み速度が上がっていることがわかる。1時間相当の動画をたった2秒弱で書込みができる時代が進んだなー

とはいえ、SATAの限界で長年頭打ちになっていたから、仕方ないかも。

それと、だいぶ前、安物のSSDにリマーク品という有名メーカー製のメモリチップに偽装したものが組み込まれているものが出回っているみたいですね。某パーツ店のSSDが大手メーカー製のものにリマークしたメモリチップを使っていた疑惑やらで炎上してましたよね。或いは回収したメモリチップ(廃棄チップ)を使って組み込んだSSDやらが出回っているため、注意しないといけませんよね。少なくともウエスタンデジタルとか東芝などが出してるものは大丈夫だろう。偽造パッケージじゃない限りは。

とはいえ、リマーク品についてはメモリチップの製造業者により格付けで粗悪なチップと認定されたものが使われるなど品質に問題がある可能性もあるため、法的な問題の有無に関係なく、やはり避けた方がいいかと思われる。

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SSDを使い始めて6年目を迎え、今月にSSDを買い換えました。

今まで使ってたのはこの東芝の容量128GBのSSD。3年前に購入しましたが、パッケージを見ての通り、すでにこの時点で読み出し速度がSATA3の帯域いっぱい使っていることが分かります。このドライブは特に不調も無く、また容量不足でもなく(50%程度)、普通に使えており買い換えはまだ必要ないですが、今回、買い換えました(厳密にいうと買い増し)。理由はSSDの大容量化と引き換えにMLCチップ(1セルに2ビット格納させるタイプ)を搭載したSSDが少なくなってることです。

今流通している一般的なSSDの殆どがTLC-NANDという1セルに3ビット格納させるタイプのものが使われており、書き換え回数が同じ製造プロセスで製造されたMLC-NANDと比べ、大きく下回ってしまう(MLCが3,000回程度ならTLCは1,000回程度)。本当はSLC-NANDという1セル1ビットのみ格納させるタイプの方がMLCと比べ、耐久性が高かったり書き換え回数もMLCの約3倍書き換え可能なのでそちらが一番いいのですが、製造コストがかかるため、すでにSLCを搭載したSSDは一般向けでは製造されておらず、枯れた技術として、工業用のみに留まる。

1TBクラスのSSDともなればMLC-NANDを使用するSSDは数えるほどしかなく、殆どがTLC-NANDを採用している。

ちなみに、3D-NAND技術によってTLC-NANDでも製造プロセスの微細化する必要なく大容量化できるので、通常のTLC-NANDと比べ、大容量化かつ耐久性が向上している。しかし、最新の技術なのでどれくらいなのかはまだまだ未知数でしょう。

いずれ近いうちに低容量のSSDもいずれTLC-NANDになるのではないかと思い。

サンディスクさんのエクストリームプロ 480GBを購入しました。

Amazon.co.jpで購入しました。価格は2万5千円と同社のTLC-NAND採用のSSDの約1.5倍の値段でした。

このSSDはMLC-NANDを採用しているということが最大の特徴で10年保証がついている。MLC-NANDという枯れた技術だからこそ、長期保証が可能なんだろう。

なお、先月をもって生産を終了しており、買うなら今のうちがいいかもしれません。

今までMLC-NAND搭載SSDにこだわってきましたが、今回購入したSSDが最後になるかもしれません。。。

取り付け中…

SSD購入したので、PCに入れてみた

今までHDDを使っていたけど、起動高速化のためSSDに交換してみました。
楽天市場のジョーシンでIntel-Solid-State Drive 330 Series 60GBを楽天スーパーポイント全額で購入しました。330 Seriesは4月発売なので、そんな古い製品ではない。Intel Solid-State Drive 330 60GB
しかし、パッケージに製造日が表示されているのだが、そこには04APR2012(2012年4月4日)と表示されている。まさか・・・

本体はSATA3に対応し、読み込み500MB、書き込み400MBとかなり速いが、マザーボードがSATA3に対応していないためSATA2で動作する。そのため、本来のスピードが発揮できない。
これは仕方がないことだ。

SSDを取り付け
3.5インチ変換アダプタが付属していたし、SATAケーブルや4ピン電源からSATA電源に変換するコードも付いてた。何気に親切な感じもする。まあ、リテール品だから付属品が多いよな。
バルクなら付いていないだろう。

速度計測したら、SATA2でも十分すぎるスピードだった。

データ読み書き速度(ランダム) シーケンシャル:読み223.6MB 書き79.78MB 512KBランダム:読み217.7MB 書き81.04MB 4KBランダム:読み21.92MB(QD32の場合23.05MB) 書き66.88MB(QD32の場合77.87MB)
ランダムモード
ランダムモードでも十分すぎる。

0Fill(「0」だけのバイナリデータ) シーケンシャル:読み227.9MB 書き238.5MB ランダム512KB:読み226.4MB 書き240.9MB ランダム4KB:読み25.5MB(QD32の場合24.58MB)書き74.3MB(QD32の場合105.4MB)
0Fillモード
書き込み速すぎクソワロタwww
まあ、テストファイルのバイナリには「0」しか入っていないから、コントローラーに負荷はかからず、スピードが出やすい。逆にランダムモードだと「0」や「1」が混ざっているから遅くなる。
まあ、0Fillはタイムアタックだな。

ハードディスクドライブでの計測 シーケンシャル:読み85.58MB 書き74.64MB 512KBランダム:読み33.68MB 書き43.94MB 4KBランダム:読み437KB 書き951KB

ちなみにハードディスクドライブの計測結果
HDDも十分速いですが、SSDと比べたら遅いな。
まあ、3年前のHDDだしw

起動時間も20秒くらいと速かった。

おやすみ~

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メインPC使用開始4年目の大改造

ちょこちょことやっています。
現在使用しているPCは3年前に自宅で作ったものです。

当時のスペック

  • CPU Core2Duo E8400@3GHz
  • メモリ DDR2-800 1GB×2
  • グラフィック Geforce9500GT
  • HDD 500GB 7200rpm
  • DVDスーパーマルチドライブ
  • USB2.0 ×6

現在

  • CPU Core2Duo E8400@3GHz
  • メモリ DDR2-800 2GB×2
  • グラフィック Geforce9500GT
  • HDD 500GB+320GB+500GB いずれも7200rpm
  • ブルーレイドライブ
  • USB2.0 ×6 USB3.0 ×2

いろいろ追加しています。
ただ、HDDが多過ぎて消費電力がやばいので、320GBを外している。
使用するときだけ使用するようにしている。

今回はSSDを取り付けたいと思っています。
この前楽天ポイントが7000まで貯まったので、それで購入したいと思っています。
メーカーはIntelかサムスンになりそうだ。どっちにしようか・・・

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