Review – SSD Kingston KC3000 2TB – O irmão menor do Kingston Fury Renegade!

Hoje, testaremos um SSD NVMe da Kingston, do segmento topo de linha, modelo KC3000, o qual a Kingston nos enviou para testarmos. Obrigado Kingston 🙂 .

Ele vem no formato M.2 com barramento de 64Gbps, ou seja, 4 linhas PCIe 4.0, protocolo NVMe 1.4 e capacidades que variam desde 512GB até 4TB. Seu preço fica próximo dos R$899 à R$1.000 na unidade de 2TB, que será testada.

Especificações do KINGSTON KC3000

A seguir, informações um pouco mais detalhadas sobre o SSD que será testado (unidade de 2TB):

Softwares do SSD

A Kingston também oferece através de uma página de download em seu website, um programa chamado “Kingston SSD Manager”, que oferece diversas opções para gerenciamento e controle de seus produtos, como veremos a seguir.

Dentre estas funções, é possível atualizar o firmware, verificar a integridade e permitir a leitura do smart do SSD.

Unboxing

O produto vem em uma embalagem super simples de papel que após ser aberta não é possível lacrá-la novamente, mas o importante é o que vem dentro da caixa, o SSD. Ele também não acompanha mais nada, nem manual de instruções ou termos de garantia.

O SSD na sua parte frontal possui esse “fino dissipador”, que aparenta ser de cobre, enquanto na parte inferior, temos apenas uma etiqueta mostrando informações de modelo, número de série etc.

Esse SSD é double-sided, ou seja, possui componentes em ambos os lados do PCB, e ao removermos o dissipador e a etiqueta, vemos que no seu PCB frontal, ele acompanha 4 NAND Flashs, uma DRAM Cache, um PMIC e seu controlador, enquanto no PCB traseiro temos mais um módulo de DRAM Cache e mais 4 NAND Flashs.

Controlador

O controlador do SSD é o responsável por fazer todo o gerenciamento de dados, over provisioning e garbage collection, dentre outras funções que ocorrem em segundo plano. E, é claro, isso faz com que o SSD tenha um bom desempenho.

Este SSD usa um controlador high-end da Phison: o PS5018-E18-41, modelo ISA ARM 32-bit de “5” núcleos Cortex® R5 (Penta-core) com processo de fabricação da TSMC de 12nm. Trabalha com clock de 1 GHz em seus núcleos principais. Neste caso, este controlador é comum em outros projetos de SSDs topo de linha como Corsair MP600 HydroX, MP600 Pro, Galax Hall of Fame Extreme, os novos Aorus Xtreme dentre outros modelos como próprio Sabrent Rocket 4 Plus que testamos no passado.

Neste caso, trata-se de um controlador triple-core, ou seja, com 3 núcleos principais que fazem o gerenciamento das Nands, com suporte à tecnologia chamada “CoXprocessors” – que nada mais é que outro núcleo Dual-Core Cortex® R5 com frequência bem reduzida (geralmente 200~300 MHz) no intuito de realizar tarefas mais simples e preditivas, assim, é possível diminuir a carga dos 3 núcleos principais, além do consumo elétrico e dissipação de calor que pode gerar thermal throtling, tendo em vista que este SSD pode chegar a consumir quase 9W.  Uma destas funções, por exemplo, é cuidar de trechos repetitivos de códigos e funções de firmware que os núcleos principais não teriam necessidade de fazer, além de gerenciar o armazenamento de dados na DRAM Cache, enquanto isso, os núcleos principais são alocados para tarefas como Escrita/Leitura/Host.

Este controlador também possui suporte para até 8 canais de comunicação com barramento de até 1600 MT/s, aonde cada um desses canais possui suporte até 4 comandos Chip Enable, o que possibilita este controlador se comunicar com até 32 Dies simultaneamente utilizando a técnica de Interleaving.

DRAM Cache ou H.M.B.

Todo SSD topo de linha que visa oferecer um alto desempenho consistente necessita de um buffer para poder armazenar suas tabelas de mapeamento (Flash Translation Layer ou Look-up table). Com isso, ele consegue ter desempenho aleatório melhor e ser mais responsivo.

Notamos que este SSD utiliza 2 módulos de DRAM Cache remarcados como Kingston, modelos D5116AN9CXGRK que são módulos DDR4 de 8Gb (1GB) que trabalham em frequências de até 2666 MT/s CL-19. Ao todo temos uma capadidade de 2GB DDR4.

NAND Flash

Com relação a seus circuitos integrados de armazenamento, o SSD de 2TB possui 8 chips Nand flash “FB25608UCM1-9E” que foram remarcadas pela Kingston. Tratam-se de Nands da fabricante norte-americana Micron, modelo B47R, sendo neste caso dies de 512Gb (64GiB) contendo 176-Layers de dados e um total de 195 gates, gerando uma array efficiency de 90,2%.

Neste SSD, cada NAND Flash possui 4 dies com 512Gb de densidade, totalizando 256GB por NAND, que ao todo se gera 2TB. Elas se comunicam com o controlador com seu barramento máximo de 1600 MT/s para melhor desempenho.

Este dies possuem uma nova topologia da Micron conhecida como Replacement Gate (R.G.) que basicamente combina a arquitetura de Charge trap com a tecnologia de CuA (CMOS-under-Array) o que faz desta forma com que o Peripheral Circuitry não ocupe um espaço desnecessário no die, permitindo desta forma termos dies de tamanhos de até 30% menores.

Outra inovação que eles fizeram foi que eles conseguiram diminuir bem a complexidade nos processos de “programming” e até mesmo o Overhead graças a troca dos Silicon Gates que costumavam usar Polysilicon, agora usam apenas metal, junto disto estão usando outra técnica de “Etching“ que seria a furação que eles utilizam para colocar os circuitos e strings, diminuindo a resistência.

PMIC (Power Delivery)

Assim como qualquer componente eletrônico que exerce algum trabalho, SSDs também possuem um nível de consumo de energia que pode variar desde poucos miliwatts  até próximo de 10 watts, beirando o limite de alguns conectores ou slots. O circuito responsável por todo gerenciamento de energia é o PMIC, que significa “Power Management IC“, um chip responsável por prover alimentação para demais componentes. 

Neste SSD, ele utiliza o famoso PMIC que a Phison utiliza há muito tempo, o PS6108-22.

SSD Power States

Como sempre mencionamos em análises sobre consumo de energia, neste trecho veremos mais sobre os estados de alimentação deste SSD.

Podemos observar que tanto este SSD quanto o Fury Renegade possuem os mesmos parâmetros de power states, com mesmo valores de consumo e suas devidas latências. e até mesmo suas temperaturas de cautela e proteção. O SSD começa a sofrer thermal throttling a partir de 84ºC, que foi o ponto na qual o fabricante configurou.

CURIOSIDADES SOBRE O SSD KC3000

Da mesma forma que circuitos integrados de memória RAM em um pente de memória sofrem variação, o mesmo ocorre com SSDs, nos quais há casos de mudanças de componentes como controlador e NAND flashs.

Até o momento desta análise não foi possível encontrar outras variantes deste mesmo SSD. Mas neste trecho gostaria de abordar a “real” diferença do KC3000 para o Fury Renegade, que na verdade não é algo tão grande.

Se repararmos, o KC3000 vem em capacidades de 512GB, 1024GB, 2048GB e 4096GB, enquanto o fury vem em 500GB, 1000GB, 2000GB e 4000GB. O que simboliza que o Fury Renegade tem um alocamento de over-provisioning um pouco maior, o que acaba contribuindo, diminuindo o write-amplification, o que por sua vez ajuda aumentando sua durabilidade, e por isso vemos que o TBW do Fury Renegade é um pouco maior, mesmo que ambos os SSDs tenham a mesma configuração em termos de hardware.

BANCADA DE TESTES
– Sistema Operacional: Windows 11 Pro 64-bit (Build: 22H2)
– Processador: Intel Core i7 13700K (5.7GHz all core) (E-cores e Hyper-threading desabilitados)
– Memória RAM: 2 × 16 GB DDR4-3200MHz CL-16 Netac (c/ XMP)
– Placa-mãe: MSI Z790-P PRO WIFI D4 (Bios Ver.: 7E06v18)
– Placa de Vídeo: RTX 4060 Galax 1-Click OC (Drivers: 537.xx)
– Armazenamento (OS): SSD Solidigm P44 Pro 2TB (Firmware: 001C)
– SSD testado: SSD Kingston KC3000 2TB (Firmware: EIFK31.6)
– Versão drive Chipset Intel Z790: 10.1.19376.8374.
– Windows: Indexação desabilitada para não afetar resultados dos testes.
– Windows: Atualizações do Windows updates desabilitados para não afetar resultados dos testes.
– Windows: A maioria dos aplicativos do Windows desabilitados de rodar em segundo plano.
– Teste Boot Windows: Imagem limpa com apenas drivers e todos os updates.
– Teste de pSLC Cache: O SSD é arrefecido por fans para não gerar thermal throtling, interferindo no resultado.
– Windows: Anti-Vírus desabilitado para diminuir variação de cada Rodada.
– SSDs Testados: Utilizado como disco secundário, com 0% de espaço sendo utilizado e outros testes com 50% de espaço utilizado para representar um cenário realista.
– Quarch PPM QTL1999 – Teste de consumo elétrico: realizo com 3 parâmetros, em idle aonde o disco é deixado como secundário e após um tempo em idle é realizado a gravação por 1 hora e tirado a média.

ONDE COMPRAR

Este SSD pode ser encontrado na Amazon e estarei deixando links na descrição:

SSDs Kingston Amazon (BR)

SSD Kingston KC3000 512GB – Amazon – R$489

SSD Kingston KC3000 1TB – Amazon – R$589

SSD Kingston KC3000 2TB – Amazon – R$1.097

CRYSTALDISKMARK
Realizamos testes sintéticos sequenciais e aleatórios com as seguintes configurações:

Sequencial: 2x 1 GiB (Blocos 1 MiB) 8 Queues 1 Thread

Aleatórios: 2x 1 GiB (Blocos 4 KiB) 1 Queue 1/2/4/8/16 Threads

Ao testarmos suas velocidades sequenciais, ambos os KC3000 e o Renegade em sua leitura tem velocidades idênticas. Apenas em sua escrita que o Renegade ficou 800 MB/s a menos, mas isso ocorre devido ser o SSD de 1TB, o de 2TB tem um desempenho semelhante ou até maior que o KC3000 em escrita sequencial.

Já em suas latências, novamente ambos tem o mesmo desempenho com uma pequena diferença de variação de rodada, e ambos se saíram muito bem.

Ao testarmos suas velocidades aleatória em ‘Queue depth’ de 4, ambos os SSDs Kingston em sua escrita ultrapassam a marca de 1GB/s o que foi interessante, tendo uma diferença pequena entre eles, tanto na leitura quanto na escrita.

Ao alocarmos apenas 1 thread para melhor representar uma carga de trabalho típica do dia a dia, observamos o mesmo resultado, ambos se saíram bem como os demais SSDs, ambos atingindo mais de 90 MB/s em leitura o que é bem legal de se ver e em sua escrita ficando acima dos 350 MB/s

ATTO Disk Benchmark QD1 e QD4

Realizamos um teste utilizando o ATTO para observar a velocidade dos SSDs em determinados tamanhos de blocos diferentes. Neste benchmark, foi configurado da seguinte forma:

Blocos: de 512 Bytes até 8 MiB

Tamanho do arquivo: 256MB

Queue Depth: 1 e 4.

O ATTO Disk Benchmark é um software que faz um teste de velocidade sequencial com arquivos comprimidos, ou seja, para uma simulação em uma carga de transferência de dados como no Windows, geralmente vemos algo em torno dos blocos de 128KB à 1 MiB, agora, na leitura vemos outro empate entre o KC3000 e o Fury Renegade que também tiveram desempenho semelhante aos demais SSDs com Phison E18 como os Sabrent.

Já na sua escrita a diferença foi um pouco menor mas isso ocorre devido estarmos comparando o KC3000 de 2TB x o Fury de 1TB.

Novamente observamos o mesmo comportamento destes 2 SSDs, porém, na sua, escrita a diferença foi quase imperceptível durante quase todo o benchmark.

3DMark – Storage Benchmark

Neste benchmark, são realizados diversos testes voltados a armazenamento, incluindo testes de carregamento de games como Call of Duty Black Ops 4, Overwatch, gravação e streaming com o O.B.S. de uma gameplay à 1080p 60 FPS, instalação de alguns jogos e transferências de arquivos de pastas de games.

Já neste benchmark com foco maior em ambientes casuais, como simulação e transmissão de games dentre de outras simulações, podemos observar que ambos os SSDs Kingston tiveram um bom resultado, porém, o Fury renegade de 1TB ficou muito próximo do KC3000 de 2TB, o que pode significar que o Fury de 2TB talvez supere o KC3000.

PCMARK 10 – FULL SYSTEM DRIVE BENCHMARK

Neste teste, foi utilizada a ferramenta Storage Test e o teste “Full System Drive Benchmark”, que faz testes leves e pesados no SSD.

Dentre estes traces podemos observar testes como:
– Boot Windows 10
– Adobe After Effects: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Illustrator: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Premiere Pro: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Lightroom: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Adobe Photoshop: Iniciar a aplicação até estar pronto para uso
– Battlefield V: Tempo de carregamento até o menu iniciar
– Call of Duty Black Ops 4: Tempo de carregamento até o menu iniciar
– Overwatch: Tempo de carregamento até o menu iniciar
– Usando Adobe After Effects
– Usando Microsoft Excel
– Usado Adobe Illustrator
– Usando Adobe InDesign
– Usando Microsoft PowerPoint
– Usando Adobe Photoshop (Uso intenso)
– Usando Adobe Photoshop (Uso mais leve)
– Copiando 4 arquivos ISOs, 20GB ao total de um disco secundário (Teste de Escrita)
– Realizando a cópia do arquivo ISO (Teste de leitura-escrita)
– Copiando o arquivo ISO para um disco secundário (Leitura)
– Copiando 339 arquivos JPEG (Fotos) para o disco sendo testado (Escrita)
– Criando cópias destes arquivos JPEG (Leitura-Escrita)
– Copiando 339 arquivos JPEG (Fotos) para outro disco (Leitura)

Neste cenário, que é um benchmark prático com foco um pouco maior em escrita do que o 3DMark, vemos novamente que o KC3000 se sai a frente, mas isso ocorre devido sua capacidade ser maior possibilitando um maior paralelismo.

TESTE DE PROJETO – Adobe Premiere Pro 2021

A seguir, utilizamos o Adobe Premiere para medir o tempo médio de abertura de um projeto de cerca de 16.5GB com resolução 4K, 120Mbps de bitrate, cheio de efeitos até que estivesse pronto para edição. Ressaltando apenas que o SSD testado é sempre como drive secundário sem o sistema operacional instalado, pois isso poderia afetar o resultado, gerando inconsistências.

Ao utilizarmos o Premiere para carregarmos um projeto de mais de 16GB, vemos que a diferença de um SSD para o outro foi de pouco mais de 1 segundo, o que não é muito. Apenas em cenários que estejam sendo utilizados projetos dezenas de vezes maior que podemos conseguir sentir uma maior diferença.

TESTE DE TEMPO DE CARREGAMENTO DE GAMES E WINDOWS

Fizemos uma comparação entre múltiplos SSDs e um HD, utilizando uma instalação limpa do Windows 10 Build 21H1 junto do benchmark do Final Fantasy XIV abrindo o modo campanha. O teste consiste no melhor resultado após três boots seguidos do sistema, considerando o tempo total até finalizar na área de trabalho com o score informado pelo aplicativo, por isso, é mais lento do que o boot até mostrar a tela da área de trabalho. 

Já aqui, curiosamente, o KC3000 teve o tempo mais lento para carregar o game, enquanto o Renegade foi 1.6 segundos mais rápido, embora novamente seja uma diferença insignificante.

Neste programa, consta deste o tempo de boot até o carregamento dos últimos drivers do OS, o que neste caso, é feito uma instalação limpa com apenas drivers de sistema operacional, como de Rede, Wireless + Bluetooth, Áudio, Drivers Nvidia, PCH dentre outros, então, ficamos felizes de ver que ele teve o menor tempo de carregamento até agora, ficando em 15 segundos.

TESTE DE VELOCIDADE SUSTENTADA | SLC CACHING

Boa parte de SSDs no mercado atualmente utiliza como base a tecnologia de SLC Caching, em que certo percentual de sua capacidade de armazenamento, seja ele MLC (2 bits p/ célula), TLC (3 bits p/ célula) ou QLC (4 bits p/ célula), é usado para armazenar apenas 1 bit por célula. No caso, é usada como um buffer de escrita e leitura, em que o controlador inicia a gravação e quando o Buffer se esgota ele escreve nas NAND Flash nativas (MLC / TLC / QLC).

Através do IOmeter, podemos ter uma ideia do volume de SLC cache deste SSD, já que o fabricante muita vezes não informa este valor. Pelos testes que realizamos, foi possível constatar que ele possui um volume de pSLC Cache que aparenta ser dinâmico, imenso, de cerca de 731GB, ele conseguiu manter velocidade média de ~ 6766MB/s até o fim do buffer, o que foi uma velocidade boa considerando que essa é uma unidade SSD PCIe 4.0 de 2TB com 32 dies.

Após ter gravado 731GB, ele já começa a entrar no processo de folding, pois ele alocou toda sua capacidade para trabalhar como pSLC. Portanto vemos aqui o cenário de pior estado do SSD, aonde ele ficou de 732GB até 2TB gravando a uma media de 1038 MB/s.

Realizamos também um teste para ver quanto tempo o SSD levaria para recuperar parte de seu Buffer e no decorrer da nossa bateria de testes, que dura de 30 segundos até 2 horas em idle, utilizando o TRIM e gargabe collection vs TRIM/GC não utilizados. Ao testarmos sem usar o TRIM/GC podemos observar que ele não recupera nenhum GB sem utilizar o TRIM, porém, vemos que ele grava todo esse tempo à sua velocidade nativa de mais de 3600 MB/s.

Mas ao testarmos com TRIM/GC ativados, ele já consegue recuperar seu volume completo em poucos segundos.

TESTE DE CÓPIA DE ARQUIVOS

Neste teste, foi feita a cópia dos arquivos ISOs e do CSGO de uma RAM Disk para o SSD para ver como ele se sai. Foram utilizadas a ISO do Windows 10 21H1 de 6.25GB (1 arquivo) juntos da Pasta de instalação do CSGO de 25.2GB. 

Ao utilizarmos a imagem .ISO do Windows 10, vemos que boa parte dos SSDs Gen4 tem uma diferença pequena, e o mesmo pode-se dizer do KC3000 para o Fury Renegade.

Já ao realizarmos este mesmo teste com uma pasta muito maior, de um game, vemos um resultado semelhante, isso ocorre devido seu imenso volume de SLC Cache que nivela muito o desempenho desses SSDs Gen4.

TESTE DE TEMPERATURA

Neste trecho da análise, observaremos a temperatura do SSD durante um teste de stress, onde o SSD recebe arquivos de forma contínua, para podermos saber se houve algum thermal throtling com seus componentes internos que pudessem gerar algum gargalo ou perda de performance.

Como visto acima, este SSD por padrão possui um limite de limitação térmica de 84 à 89?°C, que é um valor OK, entretanto, embora o sensor esteja marcando 71ºC foi possível notar com um sensor térmico que o SSD batia mais que 80ºC e sofreu thermal throttling.

CONSUMO ELÉTRICO E EFICIÊNCIA

SSDs da mesma forma que diversos outros componentes do nosso sistema tem um determinado consumo elétrico. Os mais eficientes conseguem realizar tarefas que foram requisitadas de forma rápida e com um consumo relativamente baixo, para que assim consiga transitar novamente para seus power states em idle aonde tende a ter um consumo menor.

Neste trecho da análise utilizaremos o Quarch Programmable Power Module que a Quarch Solutions nos enviou (foto acima) para realizar estes testes e verificar o quão eficiente o SSD é. Nesta metodologia serão realizados 3 testes: O consumo máximo que o SSD possui, uma média em cenários práticos e casuais e em idle.

Este conjunto de teste, especialmente o de eficiência e em idle são importantes principalmente para usuários que pretendem utilizar drives em laptops, pois SSDs ficam a esmagadora maioria do tempo em power states de baixo consumo (Idle), portanto, isso ajuda e muito a economizar bateria.

O SSD teve uma eficiência “OK”, não chegou a ser a maior do comparativo, pois embora a sua largura de banda tenha sido bem elevada, seu consumo também foi, o que acaba diminuindo um pouco sua pontuação final.

Com relação a seu consumo máximo,ele quase alcançou o recorde do SSD Gen4 com maior consumo do comparativo, o que é obviamente um ponto negativo.

No seu consumo média, boa parte desses SSDs com Phison E18 tem um consumo aproximado de mais de 4.5W, o que é bem elevado e acaba derrubando a eficiência final do SSD.

Por último e mais importante, teste em Idle, sendo o cenário em que a esmagadora maioria dos SSDs se encontram no uso do dia a dia ou cotidiano, e curiosamente notamos que ele teve um consumo maior do que o esperado, aonde em Idle ele ficou quase em 1.2W enquanto o Fury Renegade teve um consumo quase que metade do KC3000.

Conclusão

Levando tudo isso em conta, realmente será que vale a pena investir neste SSD?

Sem dúvidas vale, pois além de oferecer um bom preço, bom desempenho, ainda se trata de um SSD vendido oficialmente por aqui e com suporte a garantia direto no Brasil.

Mas se formos escolher entre o KC3000 e o Fury Renegade, qual deles valeria mais apenas? Neste cenário, pegue o que for mais barato, pois como foi possível observar, ambos os SSDs tiveram um desempenho muito semelhante. Obviamente um tem uma vantagem ou desvantagem que o outro não tem, porém, cabe ao usuário final se basear nestes fatores para realizar a compra.

VANTAGENS

• Velocidades Sequenciais excepcionais
• Ótimas Velocidades aleatórias
• Bons resultados de latência
• Ótimo desempenho prático para cenários casuais e até ambientes profissionais como edição de vídeo etc.
• Não possui variantes com componentes diferentes
• Excelente construção interna, controlador e NAND Flashs de ótima qualidade
• Volume de pSLC Cache imenso
• Velocidade pós SLC Cache legal
• Volume de pSLC Cache se recupera incrivelmente rápida
• Possui um software de gerenciamento embora bem básico
• Durabilidade na média dos demais SSDs
• Garantia de 5 anos no Brasil
• Preço agressivo

DESVANTAGENS

• Sofre thermal throttling
• SLC Cache demora para recuperar (sem usar o TRIM, cujo é um cenário mais irrealista)
• Consumo elétrico em Idle muito elevado
• Consumo elétrico geral bem elevado
• Não tem criptografia