Dossier sur le SSD interne EXCERIA PLUS G3 de KIOXIA

Publié le 20 mars 2024Â

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KIOXIA est une société japonaise née en 2018 de la scission de la branche mémoire flash NAND de Toshiba.

L’EXCERIA PLUS G3 est un SSD interne au format M.2 2280 (S4-M) et proposant une interface de connexion NVMe 1.4 supportant le PCIe 4x4. Il est proposé en deux capacités : 1 To et 2 To. Le modèle présenté dans cet article a une capacité de 2 To et il est garanti trois ans. De plus, il a une endurance estimée à 1 200 To en écriture (contre 600 To pour le modèle 1 To).

KIOXIA propose plusieurs produits EXCERIA PLUS : des SSD externes, des cartes SD et microSD. La principale différence est la vitesse de fonctionnement (les PRO sont plus rapides que les PLUS et les PLUS plus rapides que ceux sans mention). Ce EXCERIA PLUS G3 offre donc des performances supérieures au EXCERIA PLUS G2 et inférieure au EXCERIA PRO.

Ce matériel est garanti cinq ans par le constructeur.

Le disque est emballé dans une boîte en carton mettant en avant le nom de la marque, le produit contenu, la capacité, la vitesse de lecture séquentielle maximale et son nom :

L’arrière de la boîte n’ajoute que quelques informations techniques, comme le format, l’interface du bus de transfert et la garantie.

La boîte s’ouvre par le côté et donne accès à une languette permettant de tirer le contenu de la boîte. Le SSD est inséré dans un emplacement formé dans le carton, il est lui-même emballé dans une pochette en plastique.

Dans le carton, qu’il est possible de déplier, on retrouve la notice en plusieurs langues et un avertissement à propos de la chauffe des composants.

Le SSD est donc un disque interne au format M.2 2280, simple face. Sur la partie arrière est collée une étiquette avec les certifications et les numéros pour l’identifier. À l’avant, les puces sont recouvertes d’une étiquette décoratrice rappelant le modèle et la marque.

Sous cette dernière, on retrouve un contrôleur Physon PS5021-E21 , soit un processeur ARM Cortex R5, gravé par TSMC en 12 nm et pouvant manipuler jusqu’à 4 To de stockage. Ce contrôleur ne dispose pas de DRAM. La documentation indique aussi les performances de celui-ci : 5 000 Mo/s en lecture séquentielle, 4 500 Mo/s en écriture séquentielle, 780 000 opérations par secondes de lectures aléatoires en 4K et 800 000 opérations par seconde en écritures aléatoires en 4K.

En comparaison, KIOXIA annonce 5 000 Mo/s en lecture séquentielle, mais 3 900 Mo/s en écriture séquentielle. Une autre différence se trouve au niveau des accès aléatoires : 680 000 en lecture 4K et 950 000 en écriture 4K.

KIOXIA annonce des performances différentes pour le EXCERIA PLUS G3 1 To : 770 000 lectures 4K aléatoires par seconde pour ce dernier.

Finalement, en mémoire, le SSD embarque quatre puces TH58LKT2Z25BA8K, NAND Flash BICS6 162 couches.

Les indicateurs S.M.A.R.T. permettent de fournir des informations quant au bon fonctionnement du disque et notamment, de donner des indications sur son état de santé.

Ces indicateurs sont lisibles avec un outil tel que CrystalDiskInfo , dont voici le rapport :

Ou avec smartctl sous Linux :

KIOXIA propose un utilitaire, appelé KIOXIA SSD Utility , permettant d’obtenir des informations sur le périphérique, de mettre à jour le micrologiciel, ou encore de protéger le contenu avec un mot de passe. Ce logiciel ne fonctionne que sur Windows.

La version testée est la 6.0.0.22.

À l’ouverture (et si un SSD de la marque est connecté), le logiciel présente des informations générales sur le SSD : capacité et espace libre, santé, température et une indication concernant l’emplacement sur lequel le SSD est connecté et si les performances seront optimales :

La section de mise à jour du micrologiciel permet de mettre à jour le logiciel embarqué sur le SSD, et ce depuis Internet ou depuis un fichier :

La section SMART présente les registres S.M.A.R.T. du SSD et permet d’avoir des détails sur les indications données par ces derniers :

Les alertes représentent des événements rencontrés par le SSD et dont l’utilisateur doit se préoccuper.

Les alertes sont produites par le logiciel SSD Utility. Celui-ci doit donc être en fonctionnement pour obtenir les alertes.

L’onglet « Détails du SSD » est un récapitulatif des informations sur le SSD :

L’onglet « Format NVMe » permet de reformater le SSD ou d’effectuer un effacement sécurisé :

Finalement, les catégories « System », « Réglages » et « Aide » proposent, respectivement :

Le logiciel SSD Utility de KIOXIA possède la fonctionnalité de protéger le SSD avec un mot de passe (comme vu dans le test du SSD externe EXCERIA PLUS ). Pour cela, le logiciel inclut l’utilitaire sedutil . Le contrôleur est annoncé compatible TCG OPAL 2.0, toutefois, le logiciel de KIOXIA ne donne pas l’accès à la fonctionnalité pour le EXCERIA PLUS G3. L’utilitaire sedutil indique que ce SSD n’est pas compatible OPAL.

Le constructeur annonce 5 000 Mo/s en lecture et 3 900 Mo/s en écriture.

Sur le site officiel , KIOXIA mentionne l’utilisation de CrystalDiskMark en version 8.0.4.

Il est possible de confirmer ses performances, sous Windows avec CrystalDiskMark 8.0.4Â :

Par contre, dans ce test, il est remarquable que les E/S par secondes (IOPS) sont inférieures à celles annoncées par le constructeur. En effet, ici, nous avons 251 068 IOPS en lecture et 168 147 en écriture. Un aspect intéressant est donc d’observer la variation des performances IOPS par rapport à la taille du fichier de test :

Le nombre d’opérations par seconde en écriture varie suivant la taille du fichier de test et reste majoritairement stable pour les opérations en lecture. Grâce à une telle observation, il est possible de faire l’hypothèse que le constructeur utilise un fichier de test d’un gigaoctet.

Physon, le constructeur du contrôleur indique bien la taille du fichier de test (1 Go) dans sa documentation , contrairement à KIOXIA.

Sous Linux, l’outil KDiskMark (version 3.1.4 et reposant sur fio 3.36) donne des résultats légèrement en deçà de ceux attendus :

Toutefois, les performances optimales peuvent être obtenues avec un fichier de test de 32 Go :

Tous les logiciels ne profitent pas des performances maximales comme rapportées par les benchmarks. Un cas courant est l’utilisation d’une queue d’entrée/sortie de 1 (l’utilitaire sous Linux dd en est un exemple). Dans un tel cas, les débits sont inférieurs :

CrystalDiskMark (Windows)

Une différence non négligeable est visible entre les performances sous Windows et sous Linux.

Une question souvent rencontrée concerne la taille de bloc à utiliser avec l’utilitaire dd (option bs ) afin d’obtenir les meilleures performances. Pour ce test, un fichier d’une taille de 64 Go est utilisé avec dd :

Ces résultats permettent de déterminer qu’en écriture, une taille de 256 Ko est optimale, alors qu’une taille de 32 Mo le sera pour une opération de lecture avec dd .

Le logiciel ATTO Disk Benchmark permet d’effectuer un test similaire sous Windows. En plus de varier la taille des blocs, il est aussi possible de varier la queue des opérations d’entrées/sorties.

Un autre test intéressant est celui d’un transfert continu, semblable à la copie d’un immense fichier. Le test suivant lit et écrit un fichier de 1.8 To, en d’autres termes, il remplit l’intégralité du stockage disponible.

Le test est effectué sous Linux avec dd . En lecture, les performances obtenues sont :

Les performances sont stables autour de 3.4 Go/s, comme attendu sous Linux Utilitaire dd . Par contre, une baisse de performance est visible à la fin du test.

Le même test en écriture montre des caractéristiques particulières :

En effet, une première baisse de performance se fait ressentir autour des 450 Go. Une seconde baisse de performance est visible après 1,1 To de données copiées. Cela ramène à un débit moyen de 425 Mo/s et un remplissage du SSD s’étalant sur 1 heure 20.

Le fait d’effectuer une lecture simultanément à une écriture sur le SSD EXCERIA PLUS G3 de KIOXIA est aussi un scénario envisageable. Dans un tel cas, les performances sont partagées inéquitablement entre l’opération de lecture et celle d’écriture. En effet, l’écriture sera fortement ralentie (un tiers du débit total, soit 1 Go/s sous Linux) si une lecture est aussi en cours. La lecture est évidemment aussi ralentie (~ 2 Go/s) :

Rapidement, les performances diminuent fortement, aussi bien en lecture, qu’en écriture.

Les performances annoncées par le constructeur peuvent être retrouvées. De plus, le SSD ne chauffe pas au point de ralentir son efficacité. Finalement, la copie continue est certes ralentie, à deux reprises, mais le premier ralentissement est après 400 Go de données transférés, ce qui est finalement un cas rare.

Developpez.com tient à remercier KIOXIA de nous avoir fourni le SSD NVMe EXCERIA PLUS G3. Vous pouvez retrouver le KIOXIA EXCERIA PLUS G3 sur la page officielle de KIOXIA. Pour la France, ce SSD est proposé dans les boutiques LDLC et TopAchat .

Merci à chrtophe et Franck Talbart pour leurs suggestions. Merci également à escartefigue pour sa relecture orthographique.

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