Kioxia Exceria Pro 2TB Review

Introducción a las características del Kioxia Exceria Pro 2TB

Poner en el mercado una unidad PCI Express 4.0 no es ninguna novedad, todos los grandes fabricantes de almacenamiento, los más reconocidos, tienen unidades con este interfaz desde hace casi 3 años, cuando este interfaz se introdujo con los procesadores Ryzen 3000, allá por el verano de 2019. Para realizar esta review del Kioxia Exceria Pro de 2TB hemos tenido que esperar casi tres años. 

Algunos fabricantes de renombre nos hicieron esperar casi dos años para lanzar sus unidades PCI Express 4.0 al mercado ya que esperaron a desarrollar controladoras propias capaces de aprovechar plenamente el interfaz que ahora se ponía a disposición de cualquier usuario. Hay que recordar que las primeras unidades, por falta de potencia en las controladoras, o de densidad de las memorias no eran capaces de superar los 5GBps de velocidad de lectura, algo alejado de la verdadera capacidad del interfaz.

Esta es la razón por la que Kioxia ha querido esperar a tener las memorias y la controladora, de factura propia, adecuada para lanzar al mercado una unidad de almacenamiento digna del interfaz y que a la vez fuera capaz de ser instalada, por consumo y formato, en cualquier ordenador o dispositivo compatible. Esto nos lleva a la nueva Kioxia Exceria Pro de formato M.2 y 80mm de largo de una sola cara. 

Características técnicas del Kioxia Exceria Pro 2TB

• Interfaz: PCIe  4.0 ×4, NVMe 1.4
• Memoria NAND Flash: Kioxia BiCS Flash TLC 112 capas
• Tamaño: M.2 2280-D2
• Controladora: Kioxia sin especificar
• DRAM: Kioxia sin especificar
• Lectura secuencial (máxima, MB/s), 128 KB: 7300
• Escritura secuencial (máxima, MB/s), 128 KB: 6400
• Lectura aleatoria (máxima, IOPS), 4 KB QD32 T8: 1.300.000
• Escritura aleatoria (máxima, IOPS), 4 KB QD32 T8: 800.000
• Total de bytes escritos (TB): 800
• Tiempo medio entre fallos: 1.5 millones de horas
• Garantía limitada (años): 5 años
• Consumo de energía en funcionamiento, promedio (W):  8,9W
• Consumo de energía en reposo en PS3, media (mW): 50
• Consumo de energía en reposo en PS4, media (mW): 5
• Temperatura operativa interna (°C): De 0 a 85

Conectividad PCI Express 4.0 y NVME 1.4

El interfaz PCI Express 4.0 es de tipo 4x (cuatro líneas PCI Express con compatibilidad 4.0) capaz de desarrollar cerca de los 8GBps de ancho de banda. Justamente el doble de lo que ofrecían las unidades PCI Express 3.0 con el mismo tamaño de interfaz y el mismo formato. Al igual que ocurrió con las primeras unidades PCI Express 3.0, el bus no se ha ido aprovechando hasta que el desarrollo de la densidad de memorias y de las controladoras capaces de sacarle todo el partido.

No fue hasta entrado el 2021 cuando fabricantes como Samsung supieron cómo aprovechar plenamente este interfaz para usuarios domésticos y profesionales. A Samsung le siguieron otros integradores con soluciones tecnológicas integradas, quiero decir que no son diseñadas por ellos mismos sino simplemente integradas. Marcas reconocidas como Corsair, Gigabyte, MSI, Rocket y otras logran poner en el mercado unidades que si son capaces de lograr todo el rendimiento que ofrece el interfaz. Todas ellas, o casi todas, mediante el uso de controladoras Phison E18.

Kioxia desarrolla sus propias controladoras y memorias, como hace Samsung, y la verdad es que no ofrecen mucha información sobre su tecnología, solo sobre sus memorias, que podemos ver en las mejores unidades de los mejores fabricantes antes mencionados. En el caso de esta unidad Kioxia ha esperado a tener la tecnología suficiente para sacar el rendimiento máximo a este interfaz, mediante el uso de múltiples canales simultáneos de acceso a sus memorias de alta densidad, de las que luego hablaremos más tranquilamente.

Esta controladora, como todas las PCI Express 4.0 de última generación, aprovechan el protocolo NVMe en su versión 1.4. Este estándar, propiedad de NVMe Express inc., ofrece un ecosistema que inicialmente se diseñó para unidades SAS en sistemas de almacenamiento profesionales y que progresivamente ha ido desplazando al AHCI de las unidades SATA convencionales.

La versión 1.4 de este protocolo, presentada también en verano de 2019, ofrece múltiples mejoras sobre la versión 1.3 que se usaba en unidades PCI Express 3.0. El protocolo ahora ofrece tecnologías como el “Rebulid Assist” que simplifica la recuperación y migración de datos, el “Persistent Event Log” que profundiza en el registro de fallos de las unidades, el “NVM Sets IO Detirmisim” que mejora el rendimiento, el análisis QoS y el aislamiento de operaciones. También se introducen otras tecnologías como el “Assymetric Namespace Access” que habilita caminos redundantes más optimizados en sistemas basados en múltiples controladoras. El “Host Memory Buffer” reduce las latencias y facilita el diseño de unidades SSD de alto rendimiento.

BiCS Flash TLC 112-Layer y formato

Kioxia es un fabricante de memoria NAND Flash y aprovecha sus desarrollos más punteros para dar vida a algunas de sus mejores unidades de almacenamiento de consumo doméstico. Muchas unidades del mercado, basadas en interfaces PCI Express 4.0 utilizan sus memorias BICS X3 de 96 capas en una configuración TLC. Para este modelo Kioxia va un paso más allá aprovechando sus últimos desarrollos en memorias NAND de alta densidad con hasta 112 capas en configuración TLC (de tres niveles).

Son sus memorias BiCS FLASH de quinta generación, presentadas a principios de 2020, las que encontramos en estas unidades. Esta configuración de 112 capas le permite mejorar la densidad por chip hasta en un 20% mejorando la velocidad de interfaz en un 50% reduciendo, a su vez, las latencias de lectura.

La memoria BiCS Flash de Kioxia esta creada mediante el apilamiento vertical lo que reduce de forma sustancial los costes de fabricación, aumenta la densidad, mejora la programabilidad de las celdas y reduce los consumos puesto que la programación se puede hacer en una configuración de matriz tridimensional. Actualmente esta tecnología es la más avanzada que Kioxia ha puesto en el mercado, su quinta generación, y la podemos ver en sus unidades profesionales más potentes como las recientes Kioxia CD8 con interfaz PCI Express 5.0 para entornos profesionales con capacidades desde las 800GB hasta las 12.8TB por unidad con un interfaz de hasta 32GT/s.

La Kioxia Exceria Pro no llega a estos números, lógicamente, pero si cuenta con las mismas memorias que estas unidades profesionales lo que le permite ofrece vidas útiles de hasta 800TBW en el modelo de 2TB y hasta 300TBW en el modelo de 1TB, ambos con una vida útil aproximada de 1.5 millones de horas.

Ambas versiones están configuradas en una sola cara con cuatro chips de almacenamiento de 512Gbit y configuraciones de 16 NAND para el modelo de 1TB y 32 NAND para el de 2TB. Eso significa que ambas unidades son de una sola cara, con cuatro chips de almacenamiento, el chip de cache de escritura y la controladora de diseño propio en la misma cara de la unidad. Esto las hace muy compatibles para todo tipo de entornos y más fáciles de disipar en cualquier entorno.  

Este modelo es estándar de 80mm de largo con los 22mm de ancho habituales del formato M.2. Este largo es el estándar de facto tanto para ordenadores sobremesa como para la mayoría de los ordenadores portátiles del mercado. Su configuración de una cara lo hace aún más compatible y su configuración sin disipador nos permite acceder a todas las soluciones específicas que hay en el mercado para este tipo de unidades incluidos los disipadores propios de placas base modernas o soluciones de contacto para sistemas más compactos. Tampoco requiere de disipador para su perfecto funcionamiento, sin ningún tipo de throttling.

Especificaciones técnicas del Kioxia Exceria Pro 2TB

Kioxia no ofrece datos concretos sobre sus controladoras, pero si datos técnicos muy específicos sobre sus unidades de almacenamiento domésticas. Como ocurre en todas las unidades de almacenamiento modernas, debido sobre todo al acceso paralelo que realizan las controladoras, dependiendo de la capacidad de la unidad tendremos unas especificaciones u otras.

De momento esta generación de Kioxia contará con capacidades de 1 y 2TB y no creo que veamos en el futuro, al menos en esta serie, capacidades inferiores o superiores porque el objetivo de Kioxia es tanto mantener el rendimiento como la configuración de una sola cara de esta generación.

La velocidad máxima secuencia del Kioxia Exceria Pro es de 7300MBps en velocidad de lectura y 6400MBps de velocidad de escritura. Esto es así para ambos modelos y depende más del interfaz PCI Express 4.0 4x (64GT/s de interfaz total), con un máximo de 7800MBps de ancho de banda, que de la propia controladora del disco.

Las velocidades de acceso aleatorio si tienen diferencias dependiendo de la configuración de almacenamiento. La versión de 1TB de capacidad alcanza el millón de IOPs en lectura y hasta 1.1 millones de IOPs en escritura. Curiosamente la unidad de 2TB pierde algo de velocidad de lectura, con 800.000 IOPs, pero mejora la velocidad de escritura con 1.3 millones de IOPs. Tiene la ventaja, también, de que aumenta, como es lógico, la capacidad de escritura segura diaria con hasta 800TBW frente a los 400TBW de la versión de 1TB.

Ambas unidades tienen un rango de temperaturas en uso de 0 a 85 grados, cosa que luego comprobaremos en nuestras pruebas, tienen una resistencia de impacto de 1000G, y un consumo en carga de 8.9w que es normal en unidades de alto rendimiento. Los consumos de ahorro de energía, en estados de reposo PS3 es de 50mW medio y PS4 de tan solo 5mW. La garantía es de 5 años soportada directamente por el fabricante.

Temperatura en reposo, sin disipador

Temperatura en carga, sin disipador

Temperatura en reposo, con disipador

Temperatura en carga, con disipador

Rendimiento de última generación

Esta unidad de Kioxia no tiene mucho que envidiar a las mejores unidades del mercado, en esta variante de 2TB, cercana a los 400 euros, obtendremos una gran capacidad de almacenamiento con un rendimiento sostenido en el tiempo muy notable. Las pruebas nos indican no solo que su rendimiento está a la altura de las mejores unidades del mercado, como el apreciado Samsung 980 Pro, sino que además es capaz de mantener esos niveles de rendimiento grabando grandes cantidades de datos.

Por otro lado, hemos podido comprobar que esta unidad tiende a mantener una temperatura de trabajo de 75 grados, 10 menos de su temperatura de funcionamiento máximo, lo que, en algunos casos, sino en todos, nos exigirá el uso de un disipador pasivo de contacto que nos permita mantener la temperatura de la controladora dentro de las especificaciones. Si no lo hacemos nos encontraremos con un indeseado efecto de “throttling” que puede cortar el rendimiento, sobre todo en escritura, hasta en un 50% del rendimiento original. A nosotros nos ha pasado en nuestro equipo de pruebas así que si montamos esta unidad mejor tener algún tipo de disipador en placa o alguna solución de contacto en caso de que sea un ordenador portátil. Esto es habitual en unidades de alto rendimiento y podemos ver esta dependencia en muchas unidades, muchas de las cuales incluyen un disipador.

Máquina de pruebas:

• Placa base: Gigabyte Aorus Master X570
• Procesador: AMD Ryzen 3950X
• Memoria: 16GB DDR4 3600
• Fuente: Seasonic Connect 750w
• Disco duro: Varios

Atto Lectura Secuencial

Atto Escritura Secuencial

AS-SSD Lectura secuencial

AS-SSD Escritura secuencial

Crystal DM Lectura secuencial

Crystal DM Escritura secuencial

IOMeter QD32 Lectura (KIOPs)

IOMeter QD32 Escritura (KIOPs)

Anvil Storage Pro 1.0 lectura x10

Anvil Storage Pro 1.0 Escritura x10

SSD Utility

Esta utilidad nos permite mantener nuestra unidad al día, si hubiera actualizaciones de firmware, monitorizar su rendimiento y estado y también realizar diferentes tareas de gestión que incluye el borrado seguro de la unidad.  Viene a ser un centro integral de gestión de unidades Kioxia y es completamente compatible con esta nueva generación de unidades de alto rendimiento.

Entre los datos más interesantes podemos ver cómo está conectada la unidad al sistema, como la parametriza Windows, que capacidad de espacio libre nos queda, temperatura de la unidad y vida útil restante. Toda esta información, además de una lectura SMART completa, puede servirnos para recibir alertas sobre la unidad. De este modo estaremos prevenidos sobre cualquier problema. 

Se un añadido importante para la gestión de las unidades que no interferirá con el sistema, podemos instalarla solo si así lo queremos, y nos da un punto de seguridad en la unidad y también mucha facilidad en la gestión. Es completamente gratuita y nos facilita el acceso al soporte global de Kioxia incluso generando un informe completo del sistema que podemos compartir con el equipo de soporte para acelerar el proceso de diagnóstico. 

Última generación a un precio adecuado

Una de las virtudes de las unidades Kioxia, como las de otros fabricantes principales de memoria NAND Flash, es que desarrollan sus productos de principio a fin. Tanto las memorias, como las controladoras instaladas en sus unidades son de diseño y producción propia y eso se ve a la larga con un rendimiento constante y un funcionamiento sin fisuras.

Kioxia ha tardado un tiempo en poner en el mercado unidades PCI Express 4.0 de alto rendimiento, pero sin duda la espera ha merecido la pena visto el rendimiento y desempeño de las nuevas Kioxia Exceria Pro. Una unidad que ahora mismo solo podremos encontrar en configuraciones de 1 o 2 terabytes de capacidad formada por memorias de última generación en formato TLC y con una densidad tal que permite a Kioxia configurar esta gama en una configuración de una sola cara que las hace más compatibles con todo tipo de sistemas además de facilitar su refrigeración.

Su único pero, como en todas estas unidades de alto rendimiento, es que los consumos y temperaturas de trabajo son elevadas así que nos exigirá un disipador pasivo para que sea capaz de mantener su rendimiento dentro de las especificaciones marcadas por el fabricante. Esto es bastante habitual en este tipo de unidades así que hay que convivir con ello al igual que buscamos también la refrigeración adecuada para nuestro procesador, tarjeta gráfica o memoria.

Ha demostrado en nuestras pruebas que no sólo puede plantar cara a las mejores unidades que han pasado por nuestro laboratorio sino que además es capaz de vencer en casi todas nuestras pruebas a una de las referencias del mercado, el poderoso Samsung 980 Pro. 

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