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RECENSIONE Kingston KC 2500 1 TB

Liupen

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Buongiorno a tutti i nostri lettori.

Alice Z. dell’ufficio stampa di Kingston Italia ci ha contattati a inizio anno per proporci di testare il Kingston KC 2500, un SSD di tipo NVMe dalle alte prestazioni.

Come sapete con l’incendio di OVHcloud del 10 marzo scorso, siamo stati vittime della perdita di tutti i dati del nostro forum, compresa questa recensione.
Ma, nonostante il ritardo, ecco che ora presentiamo la nostra review sul:

Kingston KC 2500 1 TB


Noi

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Liupen: appassionato di storage ed in particolare di SSD. Nella mia indole c’è che: “bisogna smontare le cose per capirle e poterne poi parlare”; anche se poi la frase che segue è: “è avanzata questa vite, ma …funziona lo stesso!”.

Luigidavino: appassionato di tecnologia e molto altro, guru delle reti e infrastrutture. Avete presente quando in un gruppo c’è quello che sa sempre tutto? Ecco, Luigi è il nostro Leonardo! Ehm… col carattere del poliziotto. O meglio, del Robo-poliziotto.

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Perché una recensione a 4 mani, vi chiederete?

L'idea nasce da esperienze diverse nell’uso degli SSD NVMe, notando comportamenti a volte molto differenti se utilizzati su computer INTEL piuttosto che AMD. L’ottimizzazione dei driver sembra favorire ancora INTEL ma il miglior airflow, dovuto al più felice posizionamento dello slot M.2 e anche ad un case diverso, possono dare risultati prestazionali discordi per questi dispositivi, il cui controller tende a scaldare parecchio e, in talune situazioni, ad auto-ridurre le prestazioni (comportamento ascrivibile a quello che viene definito “thermal throttling”).

Abbiamo dunque utilizzato due PC. Un INTEL di scorsa generazione ed un nuovissimo AMD con scheda madre e case progettati per garantire anche una migliore ventilazione a questi piccoli dispositivi di memoria. Vedrete le specifiche in seguito.

Sono PC di uso e intrattenimento (in particolare il sistema AMD è una Workstation dedicata all'editing foto-video). Quindi non banchetti di prova costruiti appositamente. Per questo ci aspettiamo prestazioni reali, pregi e difetti, che anche voi potreste ottenere con i vostri PC di lavoro o da gaming.



Quattro chiacchiere su…

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Kingston Corporation è un produttore statunitense di schede di memoria. La sua sede è a Fountain Valley in California.
L'azienda fu fondata nel 1987 da John Tu e David Sun.
La testa rossa di Kingston, “Rex” per gli amici, ovunque nel mondo è l'icona che viene identificata come il simbolo di questa azienda leader mondiale nella fornitura di tecnologie di memoria, sia nel mercato consumer ma soprattutto nel OEM.
Kingston Corporation ha oltre 3.000 dipendenti e conta 4 stabilimenti produttivi sparsi nel mondo (uno negli Stati Uniti, Taiwan, ed infine due in Cina).
https://www.kingston.com/italy/it
Vediamo cosa dice Kingston a proposito degli SSD di tipo NVMe:

"Questo nuovo standard è stato sviluppato per sfruttare appieno il potenziale della tecnologia flash", spiega Adrien Viaud, Senior Technology Engineer di Kingston.
Rispetto a SATA e SAS, l'interfaccia NVMe offre vantaggi molto evidenti. "Gli SSD di tipo SATA hanno una velocità in sequenza (lettura/scrittura) di 500 MB/s. I moderni drive SSD NVMe Gen 3 di tipo PCI (Peripheral Component Interconnect) raggiungono invece prestazioni di 3000 MB/s, il che si traduce in una velocità sei volte superiore", spiega Viaud.

"Lo standard NVMe è perfetto per i sistemi che devono rendere disponibili i dati all'istante e per quelle organizzazioni che considerano vitale ogni microsecondo. Tutto ruota intorno alla velocità e per chi è nel mondo della finanza o del cloud - dove i tempi sono un aspetto vitale - i vantaggi dell'NVMe si rivelano enormi: pensiamo all'IA (Intelligenza artificiale) o ai Big Data" ci spiega Ferdi van der Zwaag, Business Development Manager.


L’SSD NVMe modello KC 2500 viene presentato ad Aprile 2020 dalla Kingston Digital, Inc., società affiliata di memorie Flash di Kingston Technology Company, Inc.
Si tratta dell’SSD NVMe di tipo PCIe 3.0 x4 di punta della produzione Kingston, e, come afferma l’azienda: “con velocità in lettura fino a 3.500MB/s e velocità in scrittura fino a 2.900MB/s, l’unità KC 2500 offre una straordinaria robustezza e migliora la fluidità operativa su computer desktop, workstation e sistemi destinati ad applicazioni ad alte prestazioni. KC 2500 è disponibile in capacità fino a 2 TB in un formato compatto M.2 2880 che offre maggiore flessibilità, accrescendo lo storage e risparmiando al contempo spazio fisico. Il drive è inoltre dotato di funzioni di crittografia automatica”.
https://www.kingston.com/italy/it/ssd/kc2500-NVMe-PCIe-SSD
Come detto, se anche questo è il migliore prodotto Kingston tra gli SSD consumer PCIe 3.0, non è attualmente il più veloce.

Da poco si è concluso infatti il CES 2021 (purtroppo la manifestazione si è potuta svolgere solo sul web causa pandemia)

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Proprio a Las Vegas, Kingston ha presentato la nuova linea di SSD NVMe. Per i più appassionati, lasciamo il link di approfondimento, ma possiamo anticipare che anche per Kingston è arrivato il momento di offrire agli utenti un modello NVMe PCIe 4.0 con una ragguardevole velocità di lettura fino a 7000 MB/s.
https://www.kingston.com/italy/it/c...nta la nuova linea di SSD NVMe - (11 gennaio)




Confezione e descrizione del prodotto

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Potremmo definirla “minimalista e sincera”, la confezione che racchiude questo SSD NVMe di Kingston.
Un tipo di packaging “in stile Kingston” come è solita offrire gli SSD: in plastica trasparente e cartonato.

Se però questo tipo di imballaggio può andare bene per gli SSD SATA, che sono provvisti della scocca in plastica o metallo, per un SSD in formato NGFF, fragile e minuto, ci fa sorgere il dubbio che non sia abbastanza protettivo, specie a fronte di una vendita al dettaglio ove la movimentazione e lo stoccaggio dei prodotti può avvenire non senza cadute a terra, schiacciamenti o urti accidentali.

Qualche rivista di settore descrive questo Kingston KC 2500 visivamente poco attraente, ed è in parte un’opinione condivisibile.

La schedina hardware, anche se presenta un PCB nero (e quindi apprezzabile), ha un’etichetta esteticamente poco aggraziata. Magari una grafica “cool” avrebbe suscitato maggiormente l’interesse del pubblico di gamer appassionati e cultori del PC Master Race.

In tal senso c’è però un’ottica diversa, cui bisogna vedere questo aspetto “estetico”, ed è Kingston stessa che ci invita a coglierla: la casa costruttrice descrive, infatti, il modello KC 2500 come un componente per “computer desktop, workstation e sistemi destinati ad applicazioni di elaborazione ad alte prestazioni (HPC)”. L’etichetta del prodotto è quanto di più professionale possa dimostrare di essere un SSD, mettendo in evidenza tutte le sigle di certificazione e omologazione, in un tripudio di competenza hardware.


Vediamo allora ciò che l’etichetta mette in evidenza.

Produttore e modello di SSD sono riportati in un lato dell’etichetta. In grande c’è anche l’avvertenza circa la decadenza della garanzia qualora l’etichetta stessa venga rimossa. Su di essa trova posto infatti il seriale del dispositivo (univoco) e il PSID, ovvero il numero di 16 cifre necessario al ripristino via software del firmware, qualora se ne rendesse necessario in caso problemi ostativi come bug al firmware o inaccessibilità ai dati per smarrimento della chiave di criptazione.

Come si può poi leggere, l’SSD è fabbricato nel sito produttivo Kingston situato presso la città di Hsin-Chu, a Taiwan.



Vediamo di seguito quelle che sono le componenti di questo modello di SSD, soffermandoci principalmente su controller, DRAM e memoria NAND Flash.

Esteriormente. l’SSD si presenta a doppia faccia (ha componenti elettroniche su entrambe i lati), con n. 1 controller e n. 4 chip NAND Flash su un lato, e n. 2 memorie RAM e n. 4 chip NAND Flash sul lato opposto:

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Abbiamo utilizzato un software (il “flashid”) capace di interrogare il firmware del controller, al fine di restituirci le specifiche “hardware” delle componenti:

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Si può constatare che il nostro SSD Kingston KC 2500 da 1 TB è conforme alle specifiche pubblicate, circa le parti che lo costituiscono.

Il controller è un SM2262EN [SM2262BA] di Silicon Motion.
In particolare, si tratta della versione B del già noto – per Kingston – SN2262EN, perché utilizzato ad esempio nel modello A 2000/ KC 2000.
Nei modelli citati si hanno prestazioni, specie in scrittura, al di sotto dei valori considerati “di riferimento” per queste tipologie di SSD.
Ebbene, la versione migliorata del controller a 4 CPU ARM anziché 2, oltre come vedremo, a NAND Flash sostanzialmente più veloci, consentono a questo SSD NVMe di competere con i modelli top.
Le specifiche di questo controller (SM2262EN) vedono trasferimenti secondo lo standard PCIe Gen3 x4, 8 canali, gestione di una memoria DRAM, funzioni ECC avanzate e di sicurezza implementate.

Senza scendere eccessivamente nell’aspetto tecnico, ci soffermiamo su 3 aspetti che vale la pena sottolineare. Ognuno degli 8 canali (che gestiscono i diversi chip NAND Flash) ha 4 CE (Channel Enable), quindi il controller è capace di gestire complessivamente 32 linee, una potenzialità che lascia ben sperare per prestazioni buone ad alto numero di richieste (coda di comandi). Molte caratteristiche prestazionali dell’SSD sono comunque dipendenti dalle funzioni e algoritmi del firmware stesso.

Altra specifica da evidenziare è la funzione integrata LDPC. Si tratta del modo in cui il controller esegue il rilevamento dei dati durante la lettura dei settori “problematici”. La lettura basata su LDPC fornisce un miglioramento significativo nella longevità della Flash NAND, poiché si tratta di un pacchetto di algoritmi capace di leggere blocchi che per un ECC base sono già dati illeggibili (dunque celle da considerare “bad”).

Infine, l’implementazione data dal controller e dal firmware personalizzato di questo SSD, lo rende capace di una criptazione dei dati. L’SSD Kingston KC 2500 risulta così dotato di funzioni di crittografia automatica che supportano la protezione dei dati end-to-end mediante tecnologia crittografica hardware XTS-AES a 256 bit, consentendo l’uso di software di produttori terzi con le soluzioni di gestione della sicurezza TCG Opal 2, come Symantec™, McAfee™, WinMagic® e altre. L’unità KC2500 dispone anche di supporto per le funzionalità Microsoft eDrive, una specifica di sicurezza dello storage per BitLocker.


Il software utilizzato ci consente inoltre di sapere che la formattazione dei blocchi è per blocchi logici da 512 byte o meglio 512e (blocchi emulati, in realtà ormai per tutti i dispositivi SSD NVMe i blocchi fisici sono da 1024 byte).

Dove nella videata del software leggiamo "Bank00, Bank01, ...", vediamo appunto che il controller riesce a sfruttare totalmente le 32 linee o “die”.

Le NAND Flash vengono identificate come Kingston di tipo Toshiba BICS4 TLC a 96 Layer; si tratta delle attuali celle 3D TLC con una velocità di accesso implementata rispetto alla scorsa generazione di 650 MT/s.
Ognuno degli 8 moduli NAND Flash che sono saldati sul nostro Kingston KC 2500 da 1 TB contiene 1024 Gb (Gigabit) di memoria (128 GB), ovvero, come si può leggere, 256 Gb per ogni canale.

Dalla lettura del software riusciamo ancora a carpire che il controller dispone di 48 blocchi di riserva (OP di fabbrica) e dispone di una SDRAM DDR3 costituita da n. 2 moduli Kingston per totali 1 GB (1024 MB) di capacità:

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Purtroppo non ci è dato sapere sul modo in cui il controller effettua la cache emulata SLC durante la scrittura, quanta memoria “veloce” mette a disposizione, e, di conseguenza, conoscere anticipatamente i probabili limiti operativi sotto stress del dispositivo. Abbiamo cercato però questo limite con un bench, come vedremo in seguito.

Possiamo dire che la configurazione di questo SSD NVMe è eccellente, in ragione di un controller dalle molteplici funzioni (ECC avanzato, Crittografia) e della sua potenzialità in questa versione da 1 TB (32 die occupate), ma anche della presenza di una memoria volatile che alleggerisce il carico delle celle (aggiornamenti tabella FTL) e di NAND Flash odierne e affidabili.
 
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Software e monitoraggio del dispositivo

Kingston KC 2500, come tutti gli SSD del produttore, possono contare sull’ausilio di un apposito software (Tool) di monitoraggio che implementa anche talune funzioni molto importanti.
Kingston SSD Manager v1.1.2.6 scaricabile alla pagina

https://www.kingston.com/italy/it/support/technical/ssdmanager

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Il tool consente (sia per piattaforme INTEL che AMD) di aggiornare eventualmente il firmware dell’SSD e ci mostra sempre in evidenza (parte inferiore), lo stato del dispositivo in merito a: riempimento delle partizioni, stati di allerta, livello d’uso (parametro che dipende dai cicli di programmazione delle celle), percentuale di blocchi di riserva rimasti ed infine la temperatura dell’SSD (in merito a questo si veda in seguito pag. 12 ).

Altre funzioni del tool sono: il controllo dello stato di salute dell’SSD attraverso la lettura dei valori S.M.A.R.T. del controller (valori che ricordiamo sono in valore binario o esadecimale); l’attivazione della criptazione dei dati, secondo più di un sistema supportato; ed infine un registro cronologico degli eventi. Manca purtroppo una funzione “sanitize” o il “secure erase” per i modelli NVMe, come anche una funzione di crypto reset (PSID function). Sono però funzioni particolari e non alla portata di tutti, quindi la loro assenza non pregiudica in nessun modo la fruizione da parte dell’utenza consumer, del tool Kingston.


Kingston KC 2500 1 TB è compatibile con il noto software Crystaldiskinfo:

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E’ compatibile anche con software di monitoraggio delle temperature:

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Prestazioni

Abbiamo replicato gli stessi benchmark su due distinte piattaforme hardware, confrontandone i risultati e realizzando dei grafici esplicativi.

Il PC di Liupen è costituito da una Asus Z270-A con un INTEL i7-7700K @4,8 MHz e 16 GB DDR4:

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Il PC d Luigidavino è costituito da una MSI Unify X570 con un AMD Ryzen 3900x e 32 GB di DDR4:

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“Durante l’esecuzione dei test, è importante sapere che le prestazioni di un drive cambiano nel tempo. Ecco perché la fase di precondizionamento, prima dell’esecuzione di carichi di lavoro sequenziali e casuali è critica. Entrambi hanno i loro standard di precondizionamento specifici e sono estremamente importanti al fine di garantire la conformità alle specifiche.

Una volta che il drive è completamente formattato e riempito di dati, il suo funzionamento sarà differente rispetto a quello di un drive nuovo appena installato. Ecco perché è così importante testare un drive dopo averlo saturato di dati, facendolo funzionare in modalità steady-state” [cit. Kingston]



Abbiamo iniziato testando il Kingston KC 2500 con i più conosciuti benchmark per SSD: ATTO, Crystaldiskmark, AS SSD ed Anvil’s.


ATTO Benchmark – noto da anni perché capace di testare Hard Disk o SSD al massimo del proprio potenziale, poiché il file di test è comprimibile.

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Lasciando le impostazioni di bench di default, il test consiste nel misurare la velocità di trasferimento (prima in scrittura e poi nella lettura del file appena scritto), progressivamente per file di dimensioni maggiori (da 512 byte a 64 MB), il tutto mantenendo una coda pari a 4 (la coda dei comandi è una sequenza di comandi contemporanei dati dall’host e necessariamente messi in coda dal dispositivo che deve svolgerli sequenzialmente).

La figura 1 confronta semplicemente i valori ottenuti per alcune grandezze significative per i due nostri PC Intel/AMD, evidenziandone le eventuali differenze.

Visto che ATTO è un test impegnativo per il controller abbiamo ideato un test in serie da 3, in modo da tenere continuamente impegnato il controller per diversi minuti per osservarne le variazioni nella temperatura (figura 2).

Nel grafico di seguito è rappresentato il comportamento del Kingston KC 2500 installato senza heatsink, con l’heatsink della scheda madre, ed infine del controller (rilevato con termocamera)

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Nella figura 1 si evidenzia una tendenza che avremmo poi rilevato in ogni bench successivo: il driver INTEL è generalmente più performante per valori sequenziali, mentre c’è una sostanziale parità per file piccoli come quelli tipici del Sistema Operativo I/0 (vedi riquadro).

Nella figura 2 sono riportate le temperature rivelate dal software senza e con un heatsink (MSI Unify X570) e misurata, durante il ciclo di test continuato, con la nostra termocamera (senza uso di heatsink naturalmente). In questo frangente abbiamo appurato che la temperatura rilevata via software non è la temperatura effettiva del controller ma, come definito da SSD Manager, una temperatura “composita”.

In relazione alle prestazioni generali del Kingston KC 2500 da 1 TB, mediante ATTO, misuriamo una velocità di lettura media di circa 3100 MB/s ed una velocità di scrittura media di circa 2300 MB/s, leggermente inferiore alle specifiche pubblicate dalla casa produttrice.


Anvil’s – anche questo un bench-test molto noto che analizza le prestazioni relative dell’SSD. Il file di test di Anvil’s è un mix compressibile/incompressibile.

La seguente figura 3 mostra il confronto dei risultati dei due bench sui nostri diversi PC.

A conferma parziale dei precedenti risultati già evidenziati, si rileva che il test sequenziale è a vantaggio della piattaforma INTEL.

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AS SSD – Benchmark nato appositamente per misurare le prestazioni di un SSD; è il bench-test più impegnativo (quello che solitamente fornisce le velocità più basse).

Uno degli elementi di pregio di questo software è la capacità di rilevare il driver di gestione del dispositivo e, nel contempo, misurare l’inizializzazione del primo settore logico, in modo da fornire un feedback circa l’allineamento tra settori fisici e settori logici (le parti scritte in verde).

Dal confronto (Figura 4) dei bench eseguiti sui nostri due PC, emerge una situazione diversa: la velocità di scrittura su piattaforma AMD (sia I/0 che sequenziale) più alta. Questa differenza è probabilmente dovuta alla maggiore affinità del controller nella scrittura sequenziale di AS SSD.

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Crystaldiskmark – forse il più noto bench-test per SSD; utilizza file di test incomprimibili in un format suddiviso in 2 test sequenziali e 2 test di lettura/scrittura casuale.

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Il bench Crystaldiskmark (figura 5), nella sua versione 6 (la più diffusa) e la nuova versione 8, ci restituisce una coppia di valori di velocità sequenziale ed una coppia di valori di velocità casuale.
I bench di riferimento sono in effetti 2. Nel primo, la velocità sequenziale viene misurata trasferendo un file casuale da 1MiB (nella versione 6) o 8MiB (nella versione 8), con una coda di comandi di 32. Invece il bench standard casuale è la misura, in IOPS o MB/s, del trasferimento di un file da 4KB (il valore più piccolo in termini di LBA trasferiti) senza coda di comandi; ciò esprime le potenzialità dell’SSD e la sua latenza relativa (reattività del Sistema Operativo).


Con Crystaldiskmark possiamo fare il punto sulle prestazioni del Kingston KC 2500 da 1 TB.

I driver INTEL permettono all’SSD di esprimersi nelle velocità sequenziali dichiarate dal produttore. Le prestazioni casuali, superiori con i driver AMD, sono in linea con gli SSD NVMe di riferimento della categoria.



Abbiamo poi cercato di definire la dimensione della cache SLC dinamica, caratteristica che esprime in scrittura questo SSD grazie al proprio controller Silicon Motion.

Utilizzando - come si può vedere in figura 6 – il software HD Tune Pro, abbiamo misurato una cache dinamica di circa 25 GB.

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La cache posseduta dal Kingston KC 2500 non è tra le più ampie, ma certamente in grado di mantenere alte le prestazioni di scrittura per gli usi più comuni di qualsiasi utente Consumer o in un sistema Workstation.




A questo punto abbiamo voluto mettere alla prova questo SSD con una mole di dati importante, che quindi potesse superare la capienza della cache identificata.

Abbiamo utilizzato l’ultima release di Crystaldiskmark che permette di modificare le opzioni di test.

Innanzitutto abbiamo aumentato a 64 GiB (oltre 64GB) lo spazio occupato per il/i file di test su disco (più grande dello spazio della cache). Successivamente abbiamo massimizzato la grandezza del file di test utilizzato (il massimo disponibile è 8MiB, circa 8,4 MB), impostando una coda di comandi massima per singolo thread.

Per rendere il test “reale” abbiamo, infine, aumentato ad 1 minuto l’effettuazione del bench, producendo l’effetto di far lavorare il controller ai limiti della temperatura operativa.

Il risultato è quello che si può vedere nella figura 7 qui sotto:

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Il test, aggressivo, mette in evidenza quanto sia importante mantenere il controller dell’SSD ad una temperatura sotto la soglia di thermal throttling (soglia di temperatura oltre la quale il controller dell’SSD riduce le proprie prestazioni).

In alto si possono vedere le prestazioni “ridotte” nell’installazione senza heatsink, ed in basso lo stesso test con l’uso di un buon heatsink con ventilazione attiva.



Oltre ai benchmark, che offrono sicuramente un’idea generale delle prestazioni dell’SSD, abbiamo voluto testarlo in una situazione di trasferimento (scrittura) reale.

Per far ciò, abbiamo utilizzato un software (Diskbench) che potesse misurare la velocità di copia di un file conosciuto.

Per questa prova abbiamo ideato un doppio trasferimento: un file di test costituito da un film 4K (5 GB), ed una cartella di un mix di file comprimibili/incomprimibili (in un rapporto 80/20) con una grandezza di circa 60 GB (grandezza volutamente maggiore della cache SLC).

I risultati del test li potete vedere nella successiva figura 8:

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L’utilizzo della cache permette scritture enormemente più veloci (ed in linea con le prestazioni di altri NVMe di questo tipo). La cartella di file misti viene scritta molto più lentamente, ma comunque al di sopra della soglia dei 1200 MB/s, una velocità assai ragguardevole.



Conclusioni

Il Kingston KC 2500 da 1 TB è un SSD NVMe solido, affidabile quanto il marchio che lo ha realizzato.

Prestazioni non brillanti, ma comunque nella media per questa tipologia di SSD.

Il prezzo è in linea con quelli di mercato.

Nato per essere inserito in Workstation e pc aziendali, dove più importanti possono essere la protezione dei dati e, naturalmente, la loro conservazione, intesa come longevità del dispositivo di storage.

Per noi di Hardware Reload un ottimo acquisto per chi desidera avere un prodotto con un’azienda seria alle spalle e che possa, a differenza di altri prodotti concorrenti, proporsi come storage “professional”, a prezzi comunque molto accessibili.


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Ringraziamenti

Ringraziamo Alice Z. dell’ufficio stampa di Kingston Italia per averci offerto l’opportunità di recensire questo prodotto.



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