PLEXTOR PX-128M6S 耐久性テスト


プレクスター PX-128M6S 耐久性テスト

ここではPLEXTOR PX-128M6Sの耐久性テストをレポートする。現在はテストを終了しているが当初は現在進行形で記事を書き、適時、加筆しているので注意されたい。


■2014年現在のSSDの寿命

【メーカ公開の耐久性データ表】

 公開メーカ  保証書込容量(TBW) 5年換算の保障値 NANDフラッシュ書込回数
※損失含まず
crucial MX100系  73TB 1日40GB書き込み  562回(容量128GB)
286回(容量256GB)
141回(容量512GB)
 シーゲート系
600 SSDシリーズ
36.5TB(容量120GB)
72TB(容量240GB)
72TB(容量480GB)
1日20GB書き込み
1日40GB書き込み
1日40GB書き込み
 304回(容量80GB)
304回(容量120GB)
152回(容量480GB)
プレクスター M6Sシリーズ 73TB 1日40GB書き込み  562回(容量128GB)
286回(容量256GB)
141回(容量512GB)
OCZ Vertex 460シリーズ 21.9TB(3年保障値より逆算) 1日24GB書き込み
(3年で1日40GB)
182回(容量120GB)
91回(容量240GB)
45回(容量480GB)
インテルSSD 530 36.5TB(5年保障値より逆算) 1日20GB書き込み 456回(容量80GB)
304回(容量120GB)
203回(容量180GB)
101回(容量360GB)
76回(容量480GB)

SSDの磨耗状態(寿命)の誤解を避けるため、2014年8月現在、メーカの公開情報を提示しておく。メーカが品質保証しているSSDの書き込み総量は36.5~73テラが多い。現在、一流メーカが公開している動作保証はこれだと理解して欲しい。

■耐久テストの対称軸としての書き込み速度の比較

2.耐久テストの対称軸としての書き込み速度

SSDの耐久テストは可能性の一つとして速度とのバーターである可能性がある。ゆえ に書き込み速度を提示する。SSDを構成するNANDフラッシュメモリの書き込み速度はイレーズ(消去)速度と密接な関連がある可能性がある。大エネル ギーでNANDフラッシュメモリをイレーズすれば当然速度が速くなると推測でき、低エネルギーでゆっくりイレーズすれば遅くなると推測できる。
次の図は加速寿命テストプログラム「ssd_full_cmd」による速度オプション-Sを付けた計測結果だ。測定は各SSDに対して1アクセス1測定の原則に従い行った。「ssd_full_cmd」は一回に10GBのデータを書く。SSD内蔵のキャッシュメモリを瞬間的に蒸発させSSDの素顔の書き込み速度を調べる。

SSD 書き込み速度

 

■一般ユーザの1日の平均書き込み量の算出

SSDの耐久性を考えるに一日の書き込み量を理解する必要がある。これを10GB/日と計算する。この数字は「SSD寿命カウンタ」を設定しているPCにて測定した。「SSDの一日の書き込み量の調査」を根拠としている。

ssd_opthttp://ssdopt.dnki.co.jp/

OSの設定をSSD用に設定するフリーウェアを配布している。OSの設定に不安を感じる人は利用されたい。

■計測データ

PLEXTOR 128GB M6S 耐久テスト結果
331テラ書いた所で損壊状態となった。損壊状態とあえて言うのは理由がある。ssd_full_cmdによるテストはこの状態でも問題なく遂行していた。ここで私が意地悪でテストを中断。一晩電源を切ったのである。翌日ある本日、成仏していた。NANDフラッシュメモリが一晩データを保持できなかったのである。SSDの耐久テストはこれが恐いのである。詳細は後述する。

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本記事を読むにあたり、誤解なきよう次の記事を読んで欲しい。前提条件をまとめている。

  1. SSDの寿命の考え方と加速寿命テスト
  2. 120GB級SSD耐久性テストガイドライン
  3. SSD加速寿命テスト「ssd_full_cmd」

■データ集計・・・

PLEXTOR PX-128M6Sの磨耗(寿命)カウンタ

うっかりしていた。というよりテスト使用したPCはWindowsサーバーを利用したためCrystalDiskInfoのグラフ集計機能を利用できなかった。上の図はCrystalDiskInfoを使い採取した。【B8】となっている箇所、これがS.M.A.R.T.と呼称するディスク情報のうち本SSDの消耗(寿命)情報を表すものと判断する。

CrystalDiskInfoのテキストベースのログに【B8】が40の時の物があった。

—ログから部分抜粋—–
Host Writes : 127091 GB
B8 _40 _40 __0 000000780078 ベンダ固有
————————

PLEXTOR PX-128M6Sにおいては【B8】がSSDの設計上の使用範囲と比定する。【B8】は初期値が100で使っているうちに一つづつ減り、最後は1になって減産をが止まる。

【B8】が1になってからでは書いても書いても変化しないのでオーバーランしただけ誤差が出るのだが、今回は1になった時から逆算する。

  • ∴目盛り一つは約1.47テラバイト = 146999 / 99
  • 設計上の管理できる最大書き込み量は147テラバイト

以上よりこのように分析できる。

【B8】が1になってから書ける分量は設計上の余裕だから筆者は有効使用範囲に入れるべきではないと判断する。

次に安全率だが、通常は次のガイドラインに従う。

  • 設計上の計数範囲の50%を安全係数とする。つまり100~50までが推奨使用範囲であり、49~1まではマージンと考える。
  • 壊れるまで書き込めたデータ量の1/3

プレクスターの設計者が【B8】を設計上の保証範囲として100~1を設定しているのか、安全率も含めて50以上は保証範囲、未満は保証外という風に設計したかはもう少し様子を見るべきだろう。

ただ、符丁として本SSDの公開保証値TBWの73テラバイトの時【B8】は50であり、1の時に約その2倍であると指摘できる。

■NANDフラッシュメモリ
プレクスター フラッシュメモリ

念のため分解し、内蔵フラッシュメモリの型式をチェックする。東芝製TH58TEG7という型式は判る。

http://pctuning.tyden.cz/hardware/disky-cd-dvd-br/27932-asus-raidr-express-ohromujici-ssd-na-pci-e-karte?start=2

こちらの記事より同じくTH58TEG7を採用しており、19nmプロセスのフラッシュメモリと判明する。

CFD販売東芝製HG6QではTH58TEG8という型式を備え、公式アナウンスでは19nmプロセスとのこと。

HG6Qのフラッシュメモリ

CFD販売東芝製HG6Qが耐久テストで338テラバイトで最大書き込み量であったことから本SSDも338テラバイトが最大書き込み量ではないかと推定する。

■312テラバイト目、 8.24情報

ssd_full_cmdの書き込みは本日、現在312テラバイト目となっている。CrystalDiskInfo上では305テラで微妙に誤差がある。さて、ここに来てS.M.A.R.T.のB3がここに来て、ゼロであったものが4になっている。

S.M.A.R.T. B3情報

およびこちらが本命だろう。E8が100から98に減っている。これは寿命を終えたフラッシュメモリをパージし、予備に置き換えるものだ。つまり事前に用意した予備の2%がここに来て消耗した事を意味する。

S.M.A.R.T. E8情報

予備領域が128GBの10%あるとして、現在の312テラバイトの10%を余分に書き込めるとしてもう30テラバイト、合計343テラバイトが最終書き込み量と予測できる。完全燃焼に秒読み状態である。

■331テラバイト目、 8.25情報【終了】

冒頭で述べたとおり、8.25日にテスト機の電源を切る。理由はSSDを構成するNANDフラッシュメモリのデータ保持能力はすでに数分~数時間まで落ちており、実際には寿命を終えているのではという疑惑がわいたからだ。理由はS.M.A.R.T.のE8(利用可能な予備領域)が98から変化していないことによる。

NANDフラッシュメモリの寿命の分布

SSDには沢山のMLC型のNANDフラッシュメモリが入っている。これが全部、同一の耐久性を持つわけではない。通常は正規分布と言って上の図のようにばらつきがある。

8.24日にS.M.A.R.T.のE8が100から98に減少していた。正規分布に従うならば、図中左側が最初に壊れ始め中央に寄っていくはずである。従い、E8の値は急激に増大するはずである。しかし実際には98で止揚した。これが何を意味するか・・・この時点で実は予備領域は尽きていたのではないか?・・・E8(利用可能な予備領域)というのはもともとハードディスクの考え方である。SSDには適合しない考え方である。初期のSSDでハードディスクを模倣して取り込んだ機能と思う。しかし、ウェアレベリング(NANDフラッシュを満遍なく均等に利用する機能)に主役は移り今では補助的な機能になっていると思われる。

NANDフラッシュメモリの寿命の特性

一晩電源を切ったら、どうなるであろうか?・・・NANDフラッシュメモリとは穴の開いたバケツと同じモデルである。寿命のあるうちは穴が小さくデータを10年とか5年とか、、、TBWに従えば1年以上保持できる状態を言う。

案の定、一晩経由したら認識しなくなった。本SSDを接続していたWindowsサーバーは接続していると起動しなくなった。外すと起動する。またUSBで起動しているWindowsに接続すると最初は認識しなかったが時間が経過して認識したのだが「このディスクは修復が必要です」という修復を選び事ができたが修復の嵐でありマウントは不可と判断する。

PLEXTOR M6S 耐久テスト 障害 復旧

PLEXTOR M6S 耐久テスト 障害 復旧

PLEXTOR M6S 耐久テスト 障害 復旧

この後、CrystalDiskInfoをもしやと思い起動する。嫌な予感どおり、CrystalDiskInfoは起動しない。本SSDの認識が思わしくなく立ち上がらない。

ただし、しばらくしてCrystalDiskInfoが起動していた。エラーリトライを何度もかけて起動に成功したのだろう。スクリーンショットを紹介する。

PLEXTOR M6S 耐久データ

B3の情報が4から40に増えている。おそらく内部のダメージを昇順に現しているのだと思う。S.M.A.R.T.は降順に表すのが慣例なのだが奇妙だ。BB、BCも影響を受け小さくなっている。E8は80に減少している。当初、98で使い切ったかと思ったがそうではないようである。ただし、E8が減少しはじめるタイミングはすでにSSDの寿命が尽きた後であり、観測には適さないとようだ。

■結論

  • 本SSDはS.M.A.R.T.のE8が100~2の間で使うように設計していると判断する。E8が50近傍にて公開TBWの73テラバイトと一致することより100~51が推奨使用範囲と判断する。50~2はマージン。1は事実上のゼロを意味する。
  • S.M.A.R.T.が使えない時は総書き込み量が128GB級SSDでは73テラ以内で使うのがJESD218準拠の厳しめの推奨値と判断する。

本SSDは19nmプロセスのNANDフラッシュメモリを装備した一般的な寿命を持つと判断する。JESD218の厳しさより耐久性は低めの数字だが19~20nmプロセスのNANDフラッシュメモリを搭載したSSDの一般的な寿命であると強調しておく。

■SSD寿命カウンタへのフィードバック

本記事は、「SSD寿命カウンター」、延命高速化ソフト「プチフリバスター」、NTFSのSSD最適化ソフト「SSDブースター」の検証資料の作成も兼ねている。さっそく本SSDの情報は「SSD寿命カウンター」に実装した。

plxt

本記事の情報はSSDの寿命測定ソフト「SSDカウンタ」20140818版にフィードバックしている。この版は現在最新版に反映され、アップデータとして配布している。

SSD寿命測定

SSDのユーザはこれでこれで寿命の問題から開放可能だ。。

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