Kioxia Exceria Plus G4 2TB Review

Introducción a las características del Kioxia Exceria Plus G4 2TB

Esta gama no deja de ser la gama de entrada de Kioxia, pero también es cierto que es la primera unidad de la marca que incorpora una controladora con velocidades de acceso PCI Express, así que a falta de una nueva unidad Exceria Pro, esta es la más rápida que tienen en su catálogo. Kioxia es un referente en el mercado flash, donde sus soluciones "domésticas" son solo la punta del iceberg de un catálogo que cuenta con algunas de las soluciones profesionales más capaces del mercado.

En sus soluciones domésticas, es raro que veamos opciones que no puedan ser adaptadas de forma masiva, así que su primera unidad PCI Express 5.0 quizás no es la más rápida del mercado, pero está dentro de esas unidades de precio más accesible y consumos moderados que podríamos montar en nuestro MiniPC, portátil u ordenador convencional, con consumos por debajo de los 6W, algo que algunos fabricantes no logran desde sus unidades de generación PCI Express 3.0.

Otro de los elementos característicos de esta marca es que sus unidades están completamente diseñadas y fabricadas internamente. Los fabricantes que hacen esto se pueden contar con los dedos de una mano: Kioxia, Samsung y Micron (Crucial). El resto, ya sea las memorias o las controladoras, son de terceros, o todo, lo cual no es necesariamente malo, pero sin duda es diferente.

Características técnicas del Kioxia Exceria Plus G4 2TB

• Factor de Forma: M.2 2280
• Interfaz: NVMe PCIe 5.0 x4
• Controlador: Phison PS5031-E31T
• NAND: 3D TLC 
• Tamaño de Caché DRAM: - (HMB)
• Tamaño de Caché NAND: SLC Dinámico
• Encriptación: No soportada
• Soporte Trim: Soportado
• Soporte S.M.A.R.T: Soportado
• Recolección de Basura: Soportado
• Valoración TBW: 1200
• MTBF: 1,500,000 horas
• Consumo en Suspensión: < 3.5 mW
• Consumo Activo Promedio en Lectura: 5.3 W
• Consumo Activo Promedio en Escritura: 5.3 W
• Temperatura de Operación: 0° C a 70° C
• Temperatura de Almacenamiento: -40° C a 85° C
• Humedad de Operación: 90% RH (a 40° C)
• Humedad de Almacenamiento: 93% RH (a 40° C)
• Resistencia a Impacto: 1500 G
• Vibración:
  • 20Hz-80Hz/1.52mm
  • 80Hz-2000Hz/20G
• Dimensiones:
  • 22mm x 80mm x 2mm
• Lectura Secuencial (CDM): Hasta 10,000 MB/s
• Escritura Secuencial (CDM): Hasta 8,200 MB/s
• Lectura Aleatoria 4KB: Hasta 1.3M IOPS
• Escritura Aleatoria 4KB: Hasta 1.4M IOPS

Características principales del Kioxia Exceria Plus G4 2TB

Vamos a poner en contexto esta unidad teniendo en cuenta la Kioxia Exceria Plus G3, su antecesora. La Kioxia Exceria Plus G3 es una unidad muy capaz pero basada en interfaz PCI Express 4.0 con un máximo de 8GBps. El PCI Express 5.0, en una configuración 4x que tienen estas unidades M.2 2280, desarrolla el doble de ancho de banda, un total de 16GBps aunque esta controladora no es capaz de acercarse a ese rendimiento máximo, que en la vida real se sitúa sobre los 14500MBps de ancho de banda.

Si comparamos las prestaciones de la generación anterior con esta, comenzamos a ver diferencias notables; dobla el ancho de banda en lectura y escritura secuencial, pero también es hasta un 50% más potente en el proceso de datos. Pero hay más diferencias, como el uso de nuevos protocolos y estándares. Entre las novedades está que pasamos de NVMe 1.4 a 2.0c, algo común en unidades PCI Express 5.0, sobre todo modernas como esta, basadas en las controladoras Phison más recientes.

Las especificaciones NVMe 2.0 se fundamentan para facilitar el desarrollo más rápido de soluciones NVMe y adaptarse a la diversidad de dispositivos. Las principales mejoras incluyen Zoned Namespaces (ZNS) que mejora la comunicación entre la unidad de almacenamiento y el dispositivo que la aloja, el uso del conjunto de comandos Key Value que permite acceder a datos con claves en lugar de direcciones de bloques, y el soporte para discos duros tradicionales (mecánicos). También introducen la Gestión de Grupos de Resistencia para un mejor control del acceso al SSD.

Otras cosas que no cambian es el formato, de tipo M.2 Socket3 con unas dimensiones de 22mm de ancho y 80mm de largo (M.2 2280), que es el tamaño más estandarizado del mercado, presente en ordenadores de sobremesa, portátiles, etc. Esta unidad también se comercializará en solo dos tamaños: 1 y 2 terabytes de capacidad antes de partición, y su configuración de memoria es siempre de una sola cara, lo que las hace tremendamente compatibles, incluso para dispositivos muy compactos.

Esta unidad de Kioxia se comercializa en un formato sin disipador, solo una pegatina con características avanzadas de transferencia de calor en controladora y memorias, y ahora se reduce el impacto del embalaje eliminando el plástico del mismo.

Memorias Kioxia 218-Layer 3D TLC

Esta unidad de Kioxia es muy parecida a una de las unidades más interesantes, basadas en PCI Express 5.0, que hemos probado en las últimas semanas. De hecho, usa las mismas memorias y la misma controladora. En este caso, hablamos de memorias de última generación, de tecnología TLC (3-Bit por celda), fabricadas por la propia Kioxia en Japón.

Lanzadas en 2024, estas memorias de Kioxia son de lo más avanzado en memorias TLC de última generación. La unidad utiliza solo dos "chips" de 1TB cada uno, logrando una unidad de alta densidad en una sola cara, ideal para montajes en sistemas muy compactos como ordenadores portátiles u otros formatos de factor de forma reducida.

Esta octava generación de memorias 3D de Kioxia ofrece numerosas mejoras sobre las anteriores de 162 capas. Por ejemplo, presentan un mayor ancho de banda, alcanzando hasta 3.6Gbps por canal, mejoran la velocidad de escritura en un 20%, reducen las latencias de lectura en un 10%, aumentan la densidad en un 50% y optimizan el consumo de energía en un 30%.

La naturaleza TLC de estas memorias, que almacena 3 bits por celda, proporciona un buen equilibrio entre durabilidad y reducción de costes, logrando unidades muy duraderas pero a la vez suficientemente económicas para que sean soluciones comerciales viables.

Estas unidades proporcionan una mayor eficiencia energética en combinación con una nueva controladora, que ahora sí permite que tengamos unidades PCI Express 5.0 con consumos controlados. Son menos de 6 vatios en carga, significativamente más eficientes que los 15 vatios observados en algunas unidades de alto rendimiento que utilizan el mismo interfaz.

Controladora Phison PS5031-E31T

La Phison E31 es una solución eficiente y potente para impulsar nuevas unidades PCI Express 5.0 que son más eficientes en términos energéticos y más económicas, ya que no requieren caché de escritura con DRAM. Está fabricada con un proceso de 7 nanómetros de TSMC, por lo que se trata de una controladora avanzada que ha salido al mercado muy recientemente.

Su rendimiento es más modesto debido a su configuración con solo 4 canales. En comparación, la Phison E26 (capaz de desarrollar velocidades de más de 14000MBps) ofrece hasta 8 canales y el Chip Enable se reduce a la mitad, con un total de 16. No hay restricciones en la capacidad, permitiendo la fabricación de unidades de hasta 8TB con esta controladora, y es compatible con memorias TLC y QLC, sin necesidad de caché DRAM dedicada (usa parte de la unidad en formato SLC como caché de escritura).

Basada en una arquitectura ARM Cortex R5, la Phison E31 soporta tecnologías como RAID ECC y Phison 7Gen LDPC, además de ofrecer encriptación por hardware para estándares como AES256, TCG Opal y Pyrite. Está disponible exclusivamente en unidades con factor de forma M.2 Socket3 2280.

En cuanto a su rendimiento, esta controladora soporta instrucciones NVME 2.0, ofreciendo velocidades de lectura y escritura secuenciales de hasta 10800MBps y capacidades de procesamiento de hasta 1500K IOPs tanto en lectura como en escritura.

Al no utilizar caché en forma de memoria DRAM dedicada, reserva memoria y accede a ella en formato SLC, con un bit por celda, para la escritura temporal antes de almacenar en las celdas definitivas ya en formato TLC. Este enfoque permite lograr velocidades de escritura muy rápidas y sostenidas a lo largo del tiempo (un 10% de la unidad se puede dedicar a eso, 200GB). Todo esto se consigue con un consumo energético muy bajo, inferior a los 3W en uso.

Especificaciones técnicas del Kioxia Exceria Plus G4 2TB

La antigua generación usaba una controladora más tradicional, fabricada por la propia Kioxia, con 2GB de DRAM dedicada a la caché de escritura y creedme que en esta unidad no se echa de menos esa característica de hardware. Ya hemos mencionado que se puede comprar en configuraciones de uno o dos terabytes de capacidad, ambas configuradas en una sola cara con uno o dos chips con una capacidad de 1TB cada uno. El formato también es normal, M.2 2280, sin disipadores u otros añadidos.

Las velocidades de ambas variantes son similares: 10000MBps de velocidad de lectura y alrededor de 8000MBps de velocidad de escritura. Concretamente 7900 para el modelo de 1TB y 8200 para el de 2TB. Las potencias de proceso de datos también son similares, con 1300 KIOPS para la de 1TB y 1400 KIOPS para la de 2TB. Ambas tienen un interfaz PCI Express 5.0 de 128Gbps de ancho de banda y son compatibles con enlaces más lentos pero con la consecuente pérdida de velocidad.

En cuanto a especificaciones de durabilidad ambas ofrecen hasta 1.5 millones de horas de uso medio antes de fallo, pero como es lógico la de 2TB tiene mejor dato TBW (Terabytes Written). La de 1TB alcanza los 600TB de capacidad de escritura media y la de 2TB, por razones obvias de tener el doble de capacidad, ofrece hasta 1200 TBW.

Los consumos son iguales, con modos de reposo profundo PS3 de 50 mW y PS4 de 5 mW. En uso, ambas tienen consumos muy controlados de 5.3W, lo que las hace de las unidades más eficientes con tecnología PCI Express 5.0. La garantía es de 5 años, soportada directamente por el fabricante.

Rendimiento actualizado con PCI Express 5.0 de bajo consumo

Como es lógico, los resultados de rendimiento son casi idénticos a la unidad Corsair MP700 Elite 2TB que equipa sus mismas memorias y controladora. Ambas son unidades de gran calidad que equilibran con maestría un buen rendimiento, con escritura sostenida muy elevada, con consumos muy controlados que las convierte en unidades PCI Express 5.0 realmente versátiles.

Es de lejos la mejor unidad que ha pasado de esta marca por nuestro laboratorio a la espera, quizás, de un futuro modelo Exceria Pro basado también en este interfaz de la que deberiamos esperar algo más de rendimiento aunque, sin duda, también seguramente algo más de consumo. 

Máquina de pruebas:

• Procesador: AMD Ryzen 7 9700X
• Placa base: MSI MPG X870E CARBON WIFI
• RAM: G.Skill Trident Z5 Royal DDR5 48GB-8000MHz CL40
• Fuente: Seasonic Primer TX 1600
• Refrigeración: VALKYRIE SYN 360

Temperatura en reposo, con disipador

Temperatura en carga, con disipador

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

3DMark Storage Benchmark

PCMark 10 Drive Performance Consistency Test

SSD Utility

Kioxia ofrece un software de gestión universal para todas sus unidades de almacenamiento, un desarrollo que proviene de la adquisición de la división de almacenamiento de OCZ, una marca conocida por ser una de las más destacadas en el mercado de almacenamiento y memorias, compitiendo directamente con otros fabricantes importantes como Corsair.

El SSD Utility es una aplicación diseñada para la gestión y monitorización de unidades de almacenamiento. Esta herramienta permite verificar y realizar actualizaciones de firmware de manera sencilla y segura. Además, ofrece funcionalidades como el borrado seguro de datos, monitorización del estado de la unidad, pruebas de rendimiento, y una visualización completa de los datos SMART.

Análisis y conclusión

El Kioxia Exceria Plus G4 2TB es una de esas unidades PCI Express 5.0 que tanto esperábamos. Velocidades superiores a la generación anterior pero sin dejar de lado la eficiencia y los consumos que esperamos de una unidad en este formato. Si bien hay unidades más rápidas, también suelen consumir mucha más energía, requiriendo también de mayor refrigeración, algunas por encima de los 15W y con disipadores armados con sus propios ventiladores.

Es una imagen alejada de lo que solemos buscar en una unidad SSD que para mí debe ser más polivalente, pero sin olvidarnos, claro está, de la búsqueda de nuevos niveles de rendimiento, que es lo que todos queremos encontrar a poder ser a precios económicos, que es otra de las ventajas de estas nuevas unidades con controladoras más eficientes y basadas en cachés que no requieren elementos adicionales como memoria SDRAM de alta velocidad. En general, es una gran unidad de almacenamiento, con unas prestaciones excelentes y firmada por uno de los fabricantes con más prestigio.

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