Recenze SSD disku KIOXIA CM7-R E3.S

Podnikový disk KIOXIA CM7 se na trh dostává jako SSD 5. generace, určený pro náročné aplikace v rozmanitých podnikových prostředích. Řada CM7-R je k dispozici v kapacitách až 30.72 TB, a uspokojuje tak různé potřeby podniků. Tyto disky se dodávají v různých provedeních, včetně standardního 2.5palcového provedení a také provedení E3.S, které je součástí kompaktnější rodiny EDSFF. V této recenzi se zaměříme na model E3.S.

V řadě KIOXIA označuje přípona „-R“ disk jako „intenzivně čtený“. SSD disky jako CM7-R jsou tedy navrženy pro scénáře zahrnující převážně činnosti čtení dat, jako je streamování médií, webové služby a rozsáhlá analýza dat, což je činí ideálními pro prostředí, kde se k datům přistupuje často. Naopak přípona „-V“ v modelech (jako je dříve recenzovaný KIOXIA CM7-V ) označuje schopnost „smíšeného zatížení“, což je nezbytné pro aplikace, které vyžadují vyvážený výkon operací čtení i zápisu, jako jsou transakční databáze nebo virtualizované platformy.

Nicméně CM7-R nabízí docela solidní výkon s potenciálem dosáhnout až 14 000 MB/s při trvalé rychlosti sekvenčního čtení 128 KiB a 6 750 MB/s při sekvenční rychlosti zápisu. KIOXIA navíc uvádí, že se může pochlubit výkonem až 2 450 tisíc IOPS při náhodném čtení 4 KiB a 300 tisíc IOPS při náhodném zápisu. Díky těmto specifikacím je tento SSD disk výkonný a schopen zvládat rozsáhlé datové zátěže a složité operace, což zajišťuje rychlý přístup k datům a výpočetní výkon pro kritické podnikové aplikace.

Tento model zahrnuje duální portovou konstrukci pro zvýšení vysoké dostupnosti pro nepřetržité podnikové využití a ochranu proti výpadku napájení pro ochranu integrity dat při neočekávaných výpadcích napájení. SSD disk také využívá proprietární architekturu KIOXIA se 112vrstvou BiCS FLASH 3D TLC. Jeho provedení E3.S je kompaktní, ale robustní, takže se bez problémů hodí do moderních datových center a zároveň podporuje hustou konfiguraci pro maximalizaci úložné kapacity.

KIOXIA klade u řady CM7 důraz také na bezpečnost. V závislosti na potřebách organizace a požadavcích na dodržování předpisů jsou k dispozici volitelné možnosti jako Sanitize Instant Erase (SIE), Self-Encrypting Drive (SED) a SED kompatibilní s FIPS. Díky těmto funkcím je SSD vynikající volbou pro podniky, které upřednostňují zabezpečení dat vedle výkonu a spolehlivosti.

Specifikace KIOXIA CM7-R E3.S

Číslo základního modelu	KCM71RJE15T3	KCM71RJE7T68	KCM71RJE3T84	KCM71RJE1T92
Kapacita	15,360 GB	7,680 GB	3,840 GB	1,920 GB
Základní technické údaje
Form Factor	E3.S
Rozhraní	PCIe 5.0, NVMe 2.0
Maximální rychlost rozhraní	128 GT/s (jednoduchý PCIe Gen5 x4, dvojitý x2)
Typ paměti Flash	BiCS FLASH™ TLC
Výkon v režimu jednoho portu (1×4) (až)
Trvalé sekvenční čtení 128 KiB	13,000 MB/s	14,000 MB/s
Trvalý sekvenční zápis 128 KiB	5,300 MB/s	6,750 MB/s		3,500 MB/s
Trvalé náhodné čtení 4 KiB	2,000K IOPS	2,450K IOPS	2,700K IOPS	2,000K IOPS
Trvalý náhodný zápis 4 KiB	260K IOPS	300K IOPS	310K IOPS	155K IOPS
Požadavky na napájení
Napájecí napětí	12 V ± 10 %, 3.3 V ± 15 %
Spotřeba energie (aktivní)	25 W typ.		24 W typ.	21 W typ.
Spotřeba energie (připraveno)	5 W typ.
Spolehlivost
MTTF	2,500,000 hodin
Záruka	5 let
DWPD	1
Rozměry
Tloušťka	7.5 mm +0.2 / -0.5 mm
Šířka	76 mm ± 0.25 mm
Délka	112.75 mm ± 0.4 mm
Hmotnost	Maximálně 110 g
ekologický
Teplota (provozní)	0 ° C až 73 ° C	0 ° C až 76 ° C
Teplota (mimo provozní stav)	-40 ° C až 85 ° C
Vlhkost (provozní)	5 % až 95 % relativní vlhkosti
Vibrace (provozní)	21.27 m / s2 { 2.17 Grms } ( 5 až 800 Hz )
Šok (provozní)	9.8 km / h2 {1 000 G} (0.5 ms)

Výkon KIOXIA CM7-R E3.S

Pro testování SSD disku KIOXIA CM7R Gen5 jsme v naší testovací laboratoři využili Dell PowerEdge R760 . Jedná se o vysoce všestranný 2U rackový server, který podporuje dva procesory Intel Xeon 4. generace a má konfigurace podporující až 24 disků NVMe. Tento server je určen pro smíšené úlohy, databáze a VDI.

Je třeba poznamenat, že verze disku CM7-R, kterou v této recenzi testujeme, pochází ze serveru Dell s firmwarem od společnosti Dell. Tento disk se může s originálním firmwarem od KIOXIA chovat jinak.

Konfigurace serveru Dell PowerEdge R760

• Duální procesor Intel Xeon Gold 6430 (32 jader/64 vláken, základní frekvence 1.9 GHz)
• 1TB DDR5 RAM
• ubuntu 22.04

Pro maximální flexibilitu jsme spolupracovali také se společností Serial Cables, která nám dodala 8pozicový PCIe Gen5 JBOF pro testování SSD disků U.2/U.3, M.2 a EDSFF. To nám umožňuje testovat všechny současné i nově vznikající typy disků na stejném testovacím hardwaru.

Analýza pracovní zátěže VDBench

Při porovnávání úložných zařízení je nejlepší volbou testování aplikací a syntetické testování je až na druhém místě. I když syntetické testy nepředstavují dokonalou reprezentaci skutečných úloh, pomáhají stanovit základní parametry úložných zařízení s faktorem opakovatelnosti, který usnadňuje porovnávání konkurenčních řešení. Tyto úlohy nabízejí řadu testovacích profilů, od testů „čtyř rohů“ a běžných testů velikosti přenosu databáze až po zachycení tras z různých prostředí VDI.

Tyto testy využívají běžný generátor úloh vdBench se skriptovacím enginem k automatizaci a zaznamenávání výsledků na velkém clusteru výpočetních testů. To nám umožňuje opakovat stejné úlohy napříč různými úložnými zařízeními, včetně flash polí a jednotlivých úložných zařízení. Náš testovací proces pro tyto benchmarky zaplní celou plochu disku daty a poté rozdělí sekci disku o velikosti rovnající se 25 % kapacity disku, aby simuloval, jak by disk mohl reagovat na úlohy aplikací. To se liší od testů s plnou entropií, které využívají 100 procent disku a uvádějí ho do ustáleného stavu. V důsledku toho budou tyto hodnoty odrážet vyšší trvalé rychlosti zápisu.

Profily:

• Náhodné čtení 4K: 100% čtení, 128 vláken, rychlost čtení 0–120 %
• Náhodný zápis 4K: 100% zápis, 128 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
• Náhodné čtení 64K: 100% čtení, 128 vláken, rychlost čtení 0–120 %
• 64K Náhodný zápis: 100% zápis, 128 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
• 16K sekvenční čtení: 100% čtení, 32 vláken, rychlost čtení 0–120 %
• 16K sekvenční zápis: 100% zápis, 16 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
• 64K sekvenční čtení: 100% čtení, 32 vláken, rychlost čtení 0–120 %
• 64K sekvenční zápis: 100% zápis, 16 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
• 4K, 8K a 16K 70R/30W Náhodný mix, 64 vláken, 0-120% iorate
• Syntetická databáze: SQL a Oracle
• Trasování úplného klonu VDI a propojených klonů

Pro srovnání výkonu porovnáme KIOXIA CM7-R s procesory Samsung PM1743 a Memblaze 7940.

Náhodné a sekvenční úlohy

V našem prvním testu VDBench s Random Read 4K dosáhl Memblaze 7940 nejvyšší propustnosti 1 090 005 IOPS, ale s latencí 183 µs, zatímco CM7-R, ačkoli dosáhl pouze 714 623 IOPS, zůstal stabilní a dosáhl pouhých 78 µs. PM1743 měl podobnou propustnost 719 094 IOPS, ale s latencí 123 µs.

V našem druhém testu VDBench, Random Write 4k, CM7-R mírně zaostává s 691 122 IOPS a latencí 739.6 µs. PM 1743 je druhý se 726 327 IOPS a latencí 698.7 µs. Na čele je Memblaze 7940 s 831 117 IOPS a latencí 611.7 µs.

V případě náhodného čtení 64K CM7-R opět zaostává s 9 414 MB/s a latencí 212 µs. Další je Samsung PM1743, který dosáhl až 9 998 MB/s a vrcholu dosáhl latence 220 µs. Na čele je opět Memblaze 7940 s 11 731 MB/s a latencí 170 µs.

V části Random Write 64K překonává CM7-R PM1743 s 3 094 MB/s při 317 µs, zatímco PM1743 dosáhl 2 861 MB/s při 343 µs. A opět v čele je Memblaze 7940 s 3 985 MB/s při 245 µs.

V sekvenčním čtení 16K se CM7-R s 328 273 IOPS při pouhých 97 µs umístil přímo na špici, hned za ním je PM1743 s 289 671 IOPS při 110 µs. Vlevo nahoře je Memblaze 7940, který zaznamenal vysokou latenci a nízkou propustnost s 161 044 IOPS při 198 µs.

V sekvenčním zápisu 16K se CM7-R opět ujal vedení, tentokrát s 7940 na druhém místě. CM7-R dosáhl 196 073 IOPS při 80 µs. Na druhém místě se umístil Memblaze 7940 s 191 955 IOPS při 89.9 µs a na třetím místě PM1743 s 180 718 IOPS při 86 µs.

V testu sekvenčního čtení 64K se CM7-R opět umístil uprostřed výsledků s 10 106 MB/s a latencí 391 µs. Vzadu je PM1743 s 8 627 MB/s a latencí 463 µs a na čele je 7940 s 13 742 MB/s a latencí 295 µs.

V našem posledním sekvenčním testu se CM7-R opět umístil na druhém místě v sekvenčním zápisu 64k s rychlostí 3 282 MB/s při 1 212 µs. Vzadu je opět PM1743 s 2 838 MB/s při 1 411 µs a v čele je 7940 s 4 281 MB/s při 928 µs.

Smíšené pracovní zátěže

Náš první test smíšené zátěže byl 4K 70/30, kde si CM7-R opět vedl extrémně dobře a dosáhl 880 808 IOPS při pouhých 71 µs. Další je Memblaze 7940 s 565 120 IOPS při 112 µs, následovaný PM1743 s 523 953 IOPS při 121 µs.

V testu 8K 70/30 se CM7-R opět dostal na čelo s 600 804 IOPS při 105 µs a 7940 dosáhl 443 545 IOPS při 143 µs, následovaný PM1743 s 414 736 IOPS při 153 µs.

Pro náš závěrečný test smíšené zátěže máme 16K 70/30 Portion. Zde si CM7-R udržel vedení s 335 439 IOPS při 189 µs, ale nezůstal bez porážky. Memblaze 7940 se umístil hned za CM7-R s 326 907 IOPS při 194 µs. A vzadu jsme měli PM1743 s 231 373 IOPS při 274 µs.

Oracle Workloads

V našem úvodním testu Oracle Workload si CM7-R opět udržel rychlost a nízkou latenci s 415 156 IOPS při 85.7 µs. Další v pořadí je Memblaze 7940 s 360 645 IOPS při 98 µs. A nakonec tu máme PM1743 s 317 275 IOPS při 111 µs.

V testu Oracle 90/10 se Memblaze, 7940 a KIOXIA CM7-R k sobě extrémně přiblížily. CM7-R dosáhl 291 748 IOPS při 75 µs, zatímco 7940 dosáhl 292 670 IOPS při 75 µs. A nakonec tu máme PM1743 s 250 189 IOPS při 87.5 µs.

V testu Oracle 80/20 se CM7-R opět ujal vedení, i když tentokrát s menším počtem bodů. CM7-R dosáhl 415 156 IOPS při 85.7 µs. Další byl 7940 s 360 645 IOPS při 98 µs a následovaný PM1743 s 317 275 IOPS při 111 µs.

Úlohy SQL

V našem prvním SQL testu se tentokrát ujal vedení Memblaze 7940 s 429 015 IOPS při 74.3 µs a časem 76 µs. Další je CM7-R s 394 949 IOPS při 80.7 µs. A nakonec tu máme PM1743 s 343 548 IOPS při 92.9 µs.

V testu SQL 90/10 se model 7940 vyrovnal modelu CM7-R, když dosáhl 397 046 IOPS při 80 µs a model 7940 392 460 IOPS při 81.2 µs. A konečně, zde máme PM1743 s 328 793 IOPS při 96.9 µs.

V testu SQL 80/20 dosáhl CM7-R 406 486 IOPS při 78 µs. Memblaze 7940 se umístil na druhém místě s 365 549 IOPS při 87 µs a PM1743 skončil poslední s 321 873 IOPS při 98.9 µs.

Úlohy VDI

Další je test spouštění VDI FC (Full Clone), kde 7940 vede s 359 767 IOPS při 97 µs. Další je CM7-R s 346 330 IOPS při 99.9 µs. A nakonec PM1743 s 264 741 IOPS při 130 µs.

V testu VDI FC Initial Login se Memblaze 7940 opět ujal vedení s 208 784 IOPS při 141.7 µs, následovaný CM7-R. CM7-R dosáhl 193 981 IOPS při 152.7 IOPS, přičemž PM1743 zaostával se 157 405 IOPS při 188.5 µs.

V testu VDI FC Monday Login se čip CM7-R umístil na čele s 160 499 IOPS při 98 µs. V tomto testu si 7940 a PM1743 byly docela blízké, přičemž 7940 dosáhl 130 432 IOPS při 121 µs a PM1743 126 077 IOPS při 125.4 µs.

V testu spouštění VDI LC (Linked Clone) se čip 7940 znovu ujal vedení s 166 105 IOPS při 96 µs. CM7-R zůstal těsně za ním se 160 358 IOPS při 99.4 µs. Nakonec PM1743 vykázal 138 208 IOPS při 115.7 µs.

V testu VDI LC Initial Login si CM7-R znovu udržel vedení s 87 812 IOPS při 88.8 µs. Druhý je 7940 se 75 427 IOPS při 104.3 µs a druhý PM1743 se 70 328 IOPS při 111.8 µs.

Pro náš závěrečný test máme část VDI LC Monday Login, kde CM7-R dosáhl 115 674 IOPS při 136.3 µs. Další je Memblaze 7940 se 107 827 IOPS při 146.5 µs. A poslední je PM1743 s 95 076 IOPS při 166.1 µs.

Závěr

Společnost KIOXIA odvedla skvělou práci v nabídce široké škály podporovaných rozhraní pro svou produktovou řadu CM7. Minulý rok jsme recenzovali 3.2TB KIOXIA CM7-V v provedení U.2. Zatímco trhy s NVMe Gen3/Gen4 byly téměř výhradně v provedení U.2, SSD disky Gen5 trhem otřásly, přičemž dodavatelé serverů převážně nabízejí platformy s disky EDSFF ve formátu E3.S. S platformou CM7 se KIOXIA snaží nabídnout svým zákazníkům výběr, pokud jde o formát, a poskytnout jim flexibilitu.

7.68TB KIOXIA CM7-R si v našich testech v porovnání s jinými SSD disky Gen5 s podobnou hustotou vedl docela dobře. Ve srovnání s disky Samsung PM1743 nebo Memblaze 7940 se CM7-R umístil ve střední nebo horní části žebříčku a v mnoha našich testech se smíšenou zátěží vykazoval výjimečný výkon. Mezi nejvýznamnější patří sekvenční čtení 54K dat přes 10 GB/s a sekvenční zápis 3.3 GB/s. V našem testu náhodného čtení 4K dat s malými bloky jsme naměřili 715 tisíc IOPS při 78 us a rychlost náhodného zápisu 691 tisíc IOPS při 740 us. U OEM vzorku U.2 CM7-V jsme v této recenzi zaznamenali mnohem vyšší výkon náhodného čtení ve srovnání s CM7-R se specifikací Dell.

Pro zákazníky, kteří využívají rozhraní E3.S nebo U.2, nabízí KIOXIA širokou škálu disků v rámci produktové řady CM7. Zatímco možnosti s nejvyšší kapacitou jsou stále omezeny na 15mm varianty CM7 U.2 s kapacitou od 1.92 TB do 30.7 TB, zákazníci si stále mohou zakoupit disk CM7-R v modelech až do formátu E3.S s kapacitou 15.36 TB. To je při těchto rychlostech Gen5 stále poměrně velká kapacita, což znamená, že disk CM7-R může generovat obrovskou hodnotu pro moderní pracovní zátěže.