『M.2NVMeSSDへの連続書込みでの強烈な速度低下について』のクチコミ掲示板

[イライアス]

余っているこのマザーA320M-Kで以下の組み合わせで組み上げましたが、M.2NVMeSSDの連続書き込みでかなり速度低下してしまいます。

スペック
MB:A320M-K
CPU:Ryzen5-5600G
MEM:DDR4-8G*2
SSD:Crucial CT500P2SSD8JP(NVMe)システムドライブ(空き容量200GB以上)
電源:Thermaltake Smart 500W


症状は、M.2スロットにつけたSSDにUSB3.0接続のSSDから数十GBほどのデータを連続書き込みさせると、サーマルスロットリングが働いたかのような速度低下があります。最初の１分ぐらいはUSB3.0の限界値付近の300MB/s〜400MB/s出ていますが、徐々に下がっていき20秒近く完全に転送が停止します。その後また徐々に300MB/sまで復活しますが10秒程度ですぐに転送が20秒停止、10秒転送とこんな感じを繰り返しコピーにものすごく時間がかかります。このときのSSDのチップ温度は手で触れるぐらいなので50℃ぐらいまでかと思います。停止しているときのタスクマネージャーはM.2のSSDが100%になっています。転送停止中もマウスは動作しWindowsメニューは出せる状態ですがブラウザを起動したりはできません。


試したことは
１・BIOSを最新の2023/10/31バージョン6210にしても同じ
２・USBを使わず、症状のあるM.2のSSDにコピーしたデータを同じドライブにコピーしても同じなので書き込み時で間違いない
３・SSDを同メーカー別型番のP3にしても同じ
４・LPM」（Link Power Management）機能を無効化しても、SysMain（Superfetch）を無効化しても同じ
５・MBをAsRock A520M-PRO4にしても同じ
６・問題のM.2SSDをUSBケースに入れてUSBのSSD同士でコピーすると速度低下なくコピー可能
７・SATAケーブル接続のSSDにコピーすると速度低下なくコピー可能(システムドライブ、データドライブどちらでも)
８・M.2スロットにNVMeではなくSATA接続のSSDをつけても完全停止はしないが同じように速度低下を繰り返し1桁MB/sまで落ち込む

とこのような感じなのでA320やA520のチップセットマザー自体に問題があるような気がしていますがどうでしょうか？
あと試すことは別メーカーのSSDにすることですが現在届くのを待っている状態です。以前の書き込みでA型番のチップで何かあるようにかかれていた方がいましたが、ご存じの方いましたらお教え願えますでしょうか？

書込番号：25666315

[lulululu34]

ご使用のＳＳＤはどちらもQLCでDRAMレスです。　大きな書き込み時はすぐに最高速の状態から、一気に速度低下します。
たとえDRAMありのいSSDを買われても、大量のデータコピーで、最後まで高速状態を継続できるものは少ないですよ。
ただ、その継続時間の差は様々にあるみたいです。

書込番号：25666327

[KAZU0002]

>比較的値段の安いPCIE3.0のNVMeタイプのSSD4種類の速度を比較検証してみた。
https://www.youtube.com/watch?v=LfZC28j_BCM
大量コピー中に速度が落ちる製品は、がっつり落ちますね。

個人的には、WDのBLueが最低ラインです。

書込番号：25666337

[きとうくん]

＞Micron 3D QLC NANDフラッシュを採用
https://www.ask-corp.jp/products/crucial/m2-ssd/p2.html
だそうです

諦めましょう。元々が速度犠牲にして容量確保、耐久性は低いです。QLCですから・・・
（・・・値段見たけど、高いですね）

P2シリーズ共通なので、もし他のSSDをお探しの際はキャッシュ有のTLC以上をどうぞ
速度を求めるならMLC

書込番号：25666340

[lulululu34]

寧ろ、昔のMLC　SATA SSDだと、いつまでも550MB/ｓの速度を保ってましたよ。
というか、あくまでもテストですが、そこまで大量データコピーを重要とされるなら、ＳＳＤ仕様をよく見直されたほうがよいかと。

書込番号：25666343

[イライアス]

皆さん、お返事ありがとうございます。

速度低下ぐらいならいいのですが、ガッツリ転送が20秒近く停止してしまいます。
0MB/sの状態が19秒程度続き、その間エクスプローラーすら開けない状態です。その後徐々に速度回復し300MB/sに達したあとすぐに下り初め19秒停止という感じです。これが10秒ごとに起きるためデータコピーが実用できるレベルにありません。数百MBのアプリのインストール時でも停止している時間があるくらいです。

QLCとはいえこれははたして正常な状態なのでしょうか？
このQLCのM.2SSDをUSBケースにいれると数十MB/sに落ちるときもありますが、およそ100〜300MB/s台を保ったまま一度も停止することなく100GB程度のデータでも最後まで書き込みが完了します。MBに搭載すると断続的に書き込みが完全停止してしまうのは何かおかしいのではと思ってしまいます。

書込番号：25666364

[lulululu34]

コピー転送してるファイルの仕様を述べないとシーケンシャル速度が有意な動画などのファイルなのか、
各種ソフト・プログラムの混ざるOSなどのファイルなのかで、急激な速度低下や暫くの停止もあり得たりしますよ。


なんでもかんでも安泰にコピー速度保てるなどないですよ。

書込番号：25666417

[きとうくん]

＞MBに搭載すると断続的に書き込みが完全停止してしまうのは何かおかしいのではと思ってしまいます。

SSDの排熱処理は？
それとも何もなしですか？

熱が冷めるまで動かない現象だと思われるのであれば、冷却方法を考えるしかないです
放熱板に冷却シートとか

書込番号：25666450

[揚げないかつパン]

なんかHDDのセクターが壊れているときの動作に似てると思う。

別のSSDを頼んでるみたいなので、そちらを試してみてもいいかと思う。

PCi-Eでつなぐと、コントローラを介さないから、問題が顕著に出ると思う。DMA転送はあまりやらないだろうし。。。

AチップセットかはNVMeに関してはPCHを介して転送してるわけではないので、Aだからというのは個人的には考えにくいけど

書込番号：25666573

[19ちゃん]

＞イライアスさん
自分もQLCのSSDは持ってましたが、キャッシュ切れたらもうものすごく遅いですね、ストップすることも結構ありましたし、
P2だと、ゲームしててもプチフリ起こしてました、
以来、QLCは買っていません。
速度低下した時と、止まった時の画像を置いておきます。

書込番号：25666580

[イライアス]

皆さま、追加コメントありがとうございます。

揚げないかつパンさんの

＞PCi-Eでつなぐと、コントローラを介さない
＞AチップセットかはNVMeに関してはPCHを介して転送してるわけではない

のヒントでもう少し頑張ってテストしてみました。データの種類は動画でも細かなファイル群でも関係なく起こるので種類は関係なさそうです。


原因を少しでも切り分けるため、MLCのSATA-SSDをシステムドライブにした環境で、昨日はM.2SSDに色々データを上書きしていたので、M.2のP3をクイックフォーマットしてからコピー開始。

するとキャッシュが切れたあとは30〜150MB/s付近を行ったり来たりで、たまに1MB/s以下に遅くなり数秒プチプリーズするぐらいで100GB程のコピーが最後まで大きくフリーズすることなく完了しました。昨日は10秒ごとに20秒近くフリーズしてたのでこれぐらいならギリギリ我慢できるレベルです。HDD並の速度ですが・・

これぐらいならと、またM.2システムに戻してみるとやはり10秒ごとに20秒近くフリーズします。どうもシステムドライブのように読み書きが同時に行われるものにQLCを使うと、キャッシュが切れだ状態では書き込みのみで使うより劇的に遅くというか、頻繁にフリーズして使い物にならないほど遅くなるようです。また書き込んでいる容量が多いほど顕著な感じです。これはSSDの特性だと思いますが。


皆さんの意見とテスト結果からシステムドライブに使うには最低でもTLCが必要なんだと思いました。一応、発注済みのM.2は本当にたまたまですがTLCでDRAMキャッシュが乗ったもの(EXCERIA G2 SSD-CK500N3G2)だったので、これならなんとか大丈夫そうです。また届いたら結果を報告しますね。

でも流石にQLCがここまでひどいものだとは思ってなかったので、今回はかなり勉強になりました。これだとシステムドライブや動画編集にも厳しそうですし読み込み用の倉庫にしか使えないような気がします。P2とP3はQLCなんて存在すら知らないときに安くて衝動買いしたものですが、安物買いの〜って感じですね汗
皆さんおっしゃるようにチップセットは関係なさそうなのでそれだけでも聞いて良かったです。

書込番号：25667592

[魔境天使_Lucifer]

FYI


> SSD:Crucial CT500P2SSD8JP(NVMe)システムドライブ(空き容量200GB以上)

一応メーカー提供のツールで状態をチェック

Crucial Storage Executive
https://www.crucial.jp/support/storage-executive

Crucial® Storage Executiveの概要
https://www.crucial.jp/support/articles-faq-ssd/overview-crucial-storage-executive


DRAMレスのSSDは買う価値があるのか？
https://jp.minitool.com/partition-disk/dramless-ssd.html

SSDのDRAMキャッシュは何の為？トランセンドジャパン公式
https://jp.transcend-info.com/Embedded/About/press/11903

DRAMレスSSDと上手につきあう4つの方法
https://qiita.com/ken-yossy/items/77d0203aacd9cef0590b

HMB(Host Memory Buffer)技術開発とDRAMレスSSDの実現
https://www.kioxia.com/ja-jp/rd/technology/topics/topics-14.html

HMBはNVMe SSD低価格化の切り札!?東芝メモリ「BG4」で実力検証
https://weekly.ascii.jp/elem/000/001/829/1829152/

NVMe HMB機能を使ってみた
https://proc-cpuinfo.fixstars.com/2018/06/nvme-hmb/

DRAMレスとHMB採用でコスト競争力を高めたNVMe SSD「Samsung SSD 980」を試す
https://www.itmedia.co.jp/pcuser/articles/2103/11/news068.html

[SSD] HMB(Host Memory Buffer)の容量確認方法 [最小容量,推奨容量]
https://shattered-blog.com/archives/45056

新生“東芝ブランド”のSSD戦略を開発陣に聞く
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1140201.html
> 　「NANDメモリのみのSSDを作ると、10μから50μのアクセス時間になってしまいます。DRAMは、その1,000倍ぐらい速いアクセス速度がありますので、SSDにDRAMを搭載すると、キャッシュアクセスとしても速いですし、論理アドレスと物理アドレスを変換するテーブルを置くことができて、ランダムアクセス性能を向上させることができます。
>
> 　しかし、DRAMを外してしまうと、このメリットを享受することができません。そこで、SSDの中にあるDRAMを外す代わりに、CPUが使っているメモリをちょっと分けてもらうというアイディアを考えました。これが、HMB機能です。HMBでは、PCI Expressのインターフェースを通してDRAMアクセスをするので、コントローラに直接接続されたDRAMよりもレイテンシは大きくなりますが、ソコソコの性能が出ます」(藤澤氏)。
>
> 　では、HMB機能は、どのぐらい効果があるのだろうか? それに対して藤澤氏は次のように説明する。
>
> 　「HMBは、シーケンシャル性能に対してはほとんど効きません。シーケンシャルの場合は、ときどき、テーブル解決の必要があるのですが、コマンド1つ1つに対して解決する必要はないので、テーブルがキャッシュされていることに対する効果はあまりないのです。一方でランダムアクセスの場合は、各アドレスがあっちに行ったりこっちに行ったりします。そういったケースでは、解決できるテーブルがキャッシュされていることでアドレス変換が高速になり、ランダムアクセスの読み出しが高速化されます」(藤澤氏)。


Advancements in DRAM-less SSDs
https://documents.westerndigital.com/content/dam/doc-library/ja_jp/assets/public/western-digital/collateral/tech-brief/tech-brief-advancements-in-dram-less-ssds.pdf

> ホストメモリバッファ（HMB） - 知っておくべきこと
> NVMe 1.2仕様から使用できるようになったHMBにより、SSDをサポートするためにDRAMを使用するのではなく、PCIe接続を介してホストまたは中央処理装置（CPU）に接続されたDRAMの一部を利用できるようになりました。ホストDRAMの最大の利点は、マッピング情報をキャッシュすることで、これは、多くの場合数十MBのバッファサイズしか必要としません。HMBはローカルファイル（Wordドキュメント、Excelファイル）での作業やビデオファイルや写真のレンダリングなど、ほとんどのコンシューマー向けアプリケーションには十分ですが、さまざまなハイエンドアプリケーションやゲーム環境では実用的ではない場合があります。DRAMはハイエンドビデオゲームのダウンロード/プレイ、ストリーミングゲームをプレイ、複数のタスクの同時実行（プログラムのダウンロード、大サイズのファイルの操作、コンピューターの更新の実行）など、データのランダムな読み取り/書き込み負荷の高いワークロードに適しています。

書込番号：25668095

[魔境天使_Lucifer]

追加

SSDの「オーバープロビジョニング」とは？　仕組みとメリットを解説
https://techtarget.itmedia.co.jp/tt/news/1807/12/news04.html

SSD オーバープロビジョニング (OP) を理解する
https://www.kingston.com/jp/blog/pc-performance/overprovisioning

オーバープロビジョニング（Over-Provisioning）とは?
https://jp.transcend-info.com/Embedded/Essay-39

書込番号：25668114

[イライアス]

EXCERIA G2 SSD-CK500N3G2が届いたので換装してみましたが結果はバッチリでした。

クローンしてシステムディスクにしたうえでコピー開始。USB3.0のSSDから100GBちょっとのデータが6〜7分でコピー完了しました。流石に小さいファイルが多いところは速度は落ち込みますが、全体を通してほぼ200〜400MB/sで最後までコピーでき、マザボのA320M-Kは無実でした。お騒がせしました。

しかし、Crucialの3D NANDの表記は困りますね。一般人だとわからないと思います。数十秒以内のコピーなら問題ないのですが、遅いデバイスから長時間の書き込みが続いたときに読み書きが同時に行われると頻繁にフリーズし使い物になりません。完全にデータドライブにしても100GBのコピーでも30分近くかかるので大容量データの書き込みには全く不向きな気がします。

最近はほとんど自作しないので浦島太郎状態ですが、486やPentiumからやってたのでマイクロンには絶大な信頼を置いていたのですが、使用チップを伏せられるともうついていけませんね。考えを改めたいと思います。

皆様、本当にありがとうございました。

書込番号：25668766

[イライアス]

皆さん参考になったのですが、Goodアンサーが３件までなので、すみませんが初めに回答頂いた御三方にさせていただきました。皆様、大変お世話になりました。

書込番号：25668777