どのNANDが速いのか
皆さんはNANDの違いによって、OSの起動時間に差があるか考えたことは無いでしょうか。たまにお客様からも「どのNANDが速いのか」と速度を問われることがございます。
速度を最高速に振っている製品もあれば、特定の動作に対しチューニングされている製品もなどもあるかと思います。弊社の製品は最高速よりも平均速を重視しています。
この原稿を書いている業務用PCのSSDは3D-NAND（TLC）ですが、組み込み用途や信頼性が求められる現場などで使用されるSSDは、まだまだ2D-NAND（SLC）が使用されていたりします。
PCの起動時間は使用されているNANDの他に、I/FやOS、BIOSの仕様など速度に関わる要素がありますが、I/FやOS、BIOSを同じにした場合、どのNANDを使用したSSDが速いと思いますか？
某AIに尋ねてみました
OSをSSDにインストールした場合、SLC、MLC、TLCなど、どのNANDを使用したSSDが起動時間が速いですか？
一般的に、SLC（Single-Level Cell）NANDを使用したSSDが起動時間が速いと言われています。SLC NANDは、1つのセルに1ビットのデータを格納するため、高速で信頼性が高いという特徴があります。そのため、データの読み書き速度が速く、OSの起動時間を短縮することができます。
ただし、SLC NANDは他のNANDタイプ（MLCやTLC）と比較してコストが高いです。そのため、一般的な消費者向けSSDでは、MLC（Multi-Level Cell）やTLC（Triple-Level Cell）NANDがより一般的に使用されます。これらのNANDタイプは、SLC NANDに比べてデータ密度が高く、コストが低い特徴がありますが、書き込み速度や耐久性は若干劣る場合があります。
現代のMLCやTLCベースのSSDは、高性能なコントローラーやキャッシュ、最適化されたファームウェアなどを備えており、一般的な使用においても十分なパフォーマンスを提供します。そのため、OSの起動時間に大きな違いは感じられない場合もあります。
総合的に言えば、起動時間の速さだけを重視するのであれば、SLC NANDを使用したSSDが最も優れています。しかし、コストや容量の観点から考えると、MLCやTLC NANDを使用したSSDでも十分なパフォーマンスを得ることができるでしょう。
→ 某AIによると、SLCを使用したNANDが一番速いそうです。
測定してみました
OSの起動時間は、OS自体で確認するのが一番です。
Windows10には、イベントビューアー内に起動時間を記録したログが残されています。
起動時間の確認箇所
イベントビューアー → アプリケーションとサービスログ → Microsoft → Windows → Diagnostics-Performance → Operational → イベントID：100 の「ブート所要時間」を参考しました。
測定にあたり、使用するNANDは弊社SATA I/FのSSDで採用している物になります。
全12種類で実施致しました。
2D-NAND
①SLC：60GB
②MLC：60GB
③Q-MLC（疑似SLC）：60GB
3D-NAND
④TLC（BiCS3、SLC Cache OFF）：120GB
⑤TLC（BiCS4、SLC Cache OFF）：120GB
⑥TLC（BiCS3、SLC mode）：80GB
⑦TLC（BiCS3、SLC Cache ON）：60GB
⑧TLC（BiCS3、SLC Cache ON）：120GB
⑨TLC（BiCS5、SLC Cache ON）：120GB
⑩TLC（BiCS5、SLC mode）：80GB
⑪TLC（B27C、SLC Cache ON）：120GB
⑫TLC（B27C、SLC mode）：80GB
OSは60GBのSSD（MLC）にインストール。これをマスターディスクとし、デュプリケーターでコピーを行っています。容量が60GB以上のSSDの場合、何も設定せず未割り当てのままにしています。
ホスト構成
今回ホストとしては、現在弊社で開発中の第11世代のIntel CPUを採用したボードを使用しました。
Core i5-1145G7Eです。 製品詳細はこちらをご確認ください。
OSはWindows10 IoT Enterprise LSTC 2021になります。
検証結果
某AIの予想を覆し、一番起動が速い値を叩き出したのは、⑫B27C SLC modeでした。
次いで速いのは⑩BiCS5 SLC mode、⑥BiCS3 SLC modeと、3D-NANDのSLC modeになります。
皆さんの予想はいかがでしたでしょうか。
起動時間とテストベンチの関係
これらの製品に対し、テストベンチを実施してOSと同じ結果になるか試してみたいと思います。
＜次回：NAND別テストベンチ結果＞
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