Die Kioxia CD9P-R ist das leseintensive Modell der neuen NVMe-SSD-Generation für Rechenzentren von Kioxia und das erste Laufwerk der CD-Serie, das auf BiCS FLASH Generation 8 TLC basiert. Die Serie kombiniert Kioxias eigenen Controller und Firmware mit PCIe 5.0 und NVMe 2.0 und erreicht je nach Kapazität 14,800 MB/s sequenzielle Lesegeschwindigkeit und 2.6 Millionen IOPS beim zufälligen Lesen. Die E3.S-Modelle sind mit Speicherkapazitäten von 1.92 TB bis 30.72 TB erhältlich, während die 2.5-Zoll-Variante sogar 61.44 TB bietet. Unser Testgerät ist das 7.68 TB große E3.S-Modell im SED-Design (KCD9DPJE7T68).
Die Speicherkapazitätsstruktur birgt eine Besonderheit, die vor den Diagrammen erläutert werden sollte. Kioxias veröffentlichte Spezifikationen konzentrieren sich auf den mittleren Bereich der Produktfamilie, nicht auf das Topmodell: Die Modelle mit 7.68 TB und 15.36 TB erreichen die beste sequentielle Lesegeschwindigkeit der Reihe mit 14,800 MB/s und die beste zufällige Schreibgeschwindigkeit mit 450 IOPS, während das 30.72-TB-Flaggschiff mit 13,500 MB/s und 270 IOPS etwas zurückfällt. Die beiden kleinsten Speicherkapazitäten verwenden zudem noch den älteren BiCS-NAND-Speicher der Generation 5 anstelle der Generation 8. Anders ausgedrückt: Die 7.68-TB-Festplatte in unserem Test zeigt das volle Potenzial dieser Plattform, und Käufer, die die maximale Speicherdichte bei 30.72 TB anstreben, müssen Abstriche bei der Leistung machen – was nicht ungewöhnlich ist.
Der Generationssprung gegenüber der CD8P ist der entscheidende Punkt für Kioxias Argumentation, und die veröffentlichten Spezifikationen bestätigen dies. Die Vorgängerversion CD8P-R E3.S mit 7.68 TB erreichte 200 IOPS beim zufälligen Schreiben; die CD9P-R steigert diesen Wert auf 450 – eine Verbesserung um das 2.25-Fache. Die sequentielle Lesegeschwindigkeit erhöht sich um 23 % von 12,000 MB/s auf 14,800 MB/s, und die zufällige Lesegeschwindigkeit steigt um 30 % von 2 Millionen auf 2.6 Millionen IOPS. Die Leistungsaufnahme steigt leicht von typischerweise 21 W auf 23 W bei dieser Kapazität, wodurch die CD9P-R mit den anderen leseintensiven Gen5-Laufwerken mithalten kann. Die Effizienzargumentation bezieht sich hier auf die Leistung des Laufwerks innerhalb dieser Kapazitätsgrenzen.
Das Kleingedruckte, das den Einsatzbereich dieses Laufwerks bestimmt: Das CD9P-R verfügt über ein Single-Port-Design mit 1 DWPD. Für herkömmliche Enterprise-Speicherarrays gibt es keinen Dual-Port-Pfad, und schreibintensive Workloads gehören auf das CD9P-V, ein Modell für gemischte Anwendungen. Dieses Laufwerk ist für Hyperscale- und Cloud-Serverflotten, OLTP-Leseebenen, Content Delivery und virtualisierte Umgebungen konzipiert, in denen das Zugriffsmuster lesedominiert ist und das Leistungsbudget feststeht. Es erfüllt die erwarteten Plattformanforderungen, darunter OCP Datacenter NVMe SSD v2.5-Unterstützung (nicht alle Anforderungen), Schutz vor Stromausfall, durchgängiger Datenschutz, SIE- und SED-Sicherheitsoptionen, eine mittlere Ausfallzeit (MTTF) von 2.5 Millionen Stunden bei 50 °C und eine fünfjährige Garantie.
KIOXIA CD9P-R Spezifikationen
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die KIOXIA CD9P-R-Serie im E3.S-Formfaktor über alle Leistungsstufen hinweg und hebt Leistungskennzahlen, Ausdauerwerte, Stromverbrauch und Zuverlässigkeitsspezifikationen hervor.
| KIOXIA CD9P-R Serienspezifikationen (E3.S) | |||||
| 30.72TB | 15.36TB | 7.68TB | 3.84TB | 1.92TB | |
| Modellnummern | |||||
| SIE-Modellnummer | KCD9XPJE30T7 | KCD9XPJE15T3 | KCD9XPJE7T68 | KCD9XPJE3T84 | KCD9XPJE1T92 |
| SED-Modellnummer | KCD9DPJE30T7 | KCD9DPJE15T3 | KCD9DPJE7T68 | KCD9DPJE3T84 | KCD9DPJE1T92 |
| Grundlegende Spezifikationen | |||||
| Luftüberwachung | Intensives Lesen (1 Schreibübung pro Tag) | ||||
| Formfaktor | E3.S, 7.5 mm Dicke | ||||
| Schnittstelle/Protokoll | PCIe 5.0 x4, NVMe 2.0 | ||||
| Maximale Schnittstellengeschwindigkeit | 128 GT/s (PCIe Gen5 x4) | ||||
| NAND- | KIOXIA BiCS FLASH 3D TLC (Gen 8 für 7.68 TB-30.72 TB; Gen 5 für 1.92 TB-3.84 TB) | ||||
| OCP-Konformität | OCP Datacenter NVMe SSD Specification v2.5 (Teilversion) | ||||
| Sicherheit | SIE (Sanitize Instant Erase), SED (TCG Opal & Ruby SSC) | ||||
| Leistung (bis zu) | |||||
| Sequenzielles Lesen (128 KiB, MB/s) | 13,500 | 14,800 | 14,800 | 14,500 | 14,500 |
| Sequenzielles Schreiben (128 KiB, MB/s) | 7,000 | 7,000 | 7,000 | 7,000 | 3,600 |
| Zufälliger Lesevorgang (4 KiB, K IOPS) | 2,600 | 2,600 | 2,600 | 2,600 | 2,000 |
| Zufälliger Schreibvorgang (4 KiB, K IOPS) | 270 | 450 | 450 | 320 | 160 |
| Strombedarf | |||||
| Versorgungsspannung | 12 V ±10 %, 3.3 V ±15 % | ||||
| Leistung (Aktiv) | 23W typ. | ||||
| Leistung (Bereit/Leerlauf) | 5W typ. | ||||
| Zuverlässigkeit | |||||
| MTTF | 2,500,000 Stunden bei 0–50 °C | 2,000,000 Stunden bei 0–55 °C | ||||
| UBER | < 1 Sektor pro 1017 Stückchen gelesen | ||||
| DWPD | 1 | ||||
| Garantie | 5 Jahre | ||||
| Datenschutz | Schutz vor Stromausfall (PLP), durchgängiger Datenschutz | ||||
| Abmessungen | |||||
| Materialstärke | 7.5 mm +0.2 / -0.5 mm | ||||
| Länge | 76 mm ± 0.25 mm | ||||
| Länge | 112.75 mm ± 0.4 mm | ||||
| Gewicht | 110 g max | ||||
| Environmental | |||||
| Temperatur (Betrieb) | 0 ° C ° C bis 75 | ||||
| Temperatur (nicht in Betrieb) | -40 85 ° C auf ° C | ||||
| Luftfeuchtigkeit (Betrieb) | 5% bis 95% RH | ||||
| Vibration (im Betrieb) | 21.27 m/s² { 2.17 Grms } (5–800 Hz) | ||||
| Schock (Betrieb) | 9.8 km/s² { 1,000 G } (0.5 ms) | ||||
KIOXIA CD9P-R Leistung
Drive-Testing-Plattform
Für alle Workloads in diesem Test verwenden wir einen Dell PowerEdge R760 mit Ubuntu 22.04.2 LTS als Testplattform. Ausgestattet mit einem Serial Cables Gen5 JBOF bietet er umfassende Kompatibilität mit U.2-, E1.S-, E3.S- und M.2-SSDs. Unsere Systemkonfiguration ist unten aufgeführt:
- 2 x Intel Xeon Gold 6430 (32 Kerne, 2.1 GHz)
- 16 x 64 GB DDR5-4400
- Dell BOSS-SSD mit 480 GB
- Serielle Kabel Gen5 JBOF
- NVIDIA L4
Laufwerke im Vergleich
- Pascari X200P 7.68 TB
- SanDisk SN861 7.68 TB
- Solidigm PS1010 7.68 TB
- Kingston DC3000ME 7.68 TB
- Micron 7600 Max 6.4 TB
- Micron 9550 MAX 12.8 TB
- Micron 9550 Pro 7.68 TB
DLIO-Checkpointing-Benchmark
Zur Bewertung der realen SSD-Leistung in KI-Trainingsumgebungen nutzten wir das Benchmark-Tool Data and Learning Input/Output (DLIO). DLIO wurde vom Argonne National Laboratory entwickelt und ist speziell für die Prüfung von I/O-Mustern in Deep-Learning-Workloads konzipiert. Es liefert Erkenntnisse darüber, wie Speichersysteme Herausforderungen wie Checkpointing, Datenaufnahme und Modelltraining bewältigen.
Die folgende Grafik veranschaulicht, wie die Laufwerke den Prozess über 18 Prüfpunkte hinweg handhaben. Beim Training von Modellen für maschinelles Lernen sind Prüfpunkte unerlässlich, um den Modellzustand regelmäßig zu speichern und so Datenverlust bei Unterbrechungen oder Stromausfällen zu verhindern. Dieser Speicherbedarf erfordert eine hohe Leistungsfähigkeit, insbesondere unter anhaltender oder intensiver Last. Wir verwendeten die DLIO-Benchmark-Version 2.0 vom 13. August 2024.
Um sicherzustellen, dass unsere Benchmarks reale Szenarien widerspiegeln, basierten unsere Tests auf der LLAMA 3.1 405B-Modellarchitektur. Wir implementierten Checkpointing mit `torch.save()`, um Modellparameter, Optimiererzustände und Schichtzustände zu erfassen. Unser Setup simulierte ein System mit acht GPUs und implementierte eine hybride Parallelisierungsstrategie mit vierfacher Tensorparallelität und zweifacher Pipeline-Parallelverarbeitung, verteilt auf die acht GPUs. Diese Konfiguration ergab eine Checkpoint-Größe von 1,636 GB, was den Anforderungen für das Training moderner großer Sprachmodelle entspricht.
Betrachtet man die Durchschnittswerte der Testläufe, so lag die KIOXIA CD9P-R im ersten Lauf bei 464.7 Sekunden, stieg im zweiten Lauf auf 575.6 Sekunden und pendelte sich im dritten Lauf bei 572.2 Sekunden ein. Dieses Verhalten entsprach weitgehend dem der Vergleichsgruppe, deren Werte im letzten Lauf zwischen etwa 553 und 590 Sekunden lagen. Der Pascari X200P stach mit einem deutlich höheren Wert von 674.5 Sekunden deutlich hervor. Insgesamt zeigte die CD9P-R bei wiederholten Checkpoint-Operationen eine erwartungsgemäße Skalierung und blieb im Test mit den gängigen Enterprise-SSDs der 5. Generation konkurrenzfähig.
Im DLIO Checkpoint Benchmark bis einschließlich Checkpoint 12 erwies sich die KIOXIA CD9P-R 7.68 TB als eines der konstantesten Laufwerke im Vergleichsfeld. Nach einem Startwert von 471.4 Sekunden beim ersten Checkpoint pendelte sie sich für den Rest des Tests in einem relativ engen Bereich von etwa 560 bis 580 Sekunden ein und beendete Checkpoint 12 mit 569.7 Sekunden. Das KIOXIA-Laufwerk erreichte während des größten Teils der Testlast ähnliche Werte wie die Solidigm PS1010, die Micron 7600 MAX und die Kingston DC3000ME.
Der Pascari X200P stach deutlich hervor: Nach Kontrollpunkt 4 legte er einen sprunghaften Anstieg hin und blieb weit über dem Rest des Feldes, mit fast 690 Sekunden bis Kontrollpunkt 12. Der Micron 9550 MAX zeigte in der zweiten Hälfte des Tests die niedrigsten konstanten Kontrollpunktzeiten und erreichte zwischenzeitlich 531.3 Sekunden, bevor er bei 569.1 Sekunden endete. Obwohl der CD9P-R an keinem einzelnen Kontrollpunkt die schnellste Zeit erzielte, vermied er die großen Schwankungen, die bei einigen Konkurrenten zu beobachten waren, und lieferte über den gesamten Testzeitraum hinweg stabile Kontrollpunktleistungen.
FIO-Leistungsbenchmark
Um die Speicherleistung jeder SSD anhand gängiger Branchenkennzahlen zu messen, nutzen wir FIO. Jedes Laufwerk durchläuft denselben Testprozess. Dieser umfasst einen Vorkonditionierungsschritt mit zwei vollständigen Laufwerksfüllungen mit sequenzieller Schreiblast, gefolgt von einer Leistungsmessung im Dauerbetrieb. Bei Änderungen der gemessenen Arbeitslast führen wir eine weitere Vorkonditionierungsfüllung mit der neuen Übertragungsgröße durch.
In diesem Abschnitt konzentrieren wir uns auf die folgenden FIO-Benchmarks:
- 128K sequenziell
- 64K zufällig
- 16K zufällig
- 4K zufällig
128K sequentielles Schreiben (IODepth 16 / NumJobs 1)
Beim Übergang zum sequenziellen 128K-Schreibtest im Steady-State mit einer niedrigeren IODepth von 16 blieb die Gesamtrangliste im Vergleich zur Vorkonditionierung weitgehend unverändert. Die Micron 9550 Max (12.8 TB) führte weiterhin mit 10,957.9 MB/s, dicht gefolgt von der Micron 9550 Pro (7.68 TB) mit 10,354.6 MB/s. Die Kingston DC3000ME (7.68 TB) belegte mit 8,477.4 MB/s den dritten Platz, und die Pascari X200P (7.68 TB) lag mit 8,369.7 MB/s direkt dahinter.
Die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) erreichte 6,912.4 MB/s und landete damit am Ende des Feldes. Die Solidigm PS1010 (7.68 TB) mit 7,126.5 MB/s und die SanDisk DC SN861 (7.68 TB) mit 7,116.5 MB/s lagen zwar hinter den Laufwerken im Mittelfeld, übertrafen aber dennoch die CD9P-R und die Micron 7600 Max (6.4 TB) mit 6,960.6 MB/s. Das Ergebnis der KIOXIA ist für ein leseoptimiertes NVMe-Laufwerk konsistent und vorhersehbar.
128K sequentielle Schreiblatenz (IODepth 16 / NumJobs 1)
Bei einem IODepth von 16 im Steady-State-Schreibtest sank die Latenz bei allen Laufwerken im Vergleich zu den Ausgangsbedingungen deutlich. Die Micron 9550 Max (12.8 TB) führte erneut mit der niedrigsten mittleren Latenz von 182.2 µs, deutlich vor der Micron 9550 Pro (7.68 TB) mit 192.9 µs. Beide Laufwerke profitierten von ihrem höheren Schreibdurchsatz, wodurch sie E/A-Operationen effizienter verarbeiten konnten.
Die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) erreichte mit 289.0 µs die höchste Schreiblatenz in dieser Gruppe bei dieser Warteschlangenlänge. Die Solidigm PS1010 (7.68 TB) mit 280.3 µs und die SanDisk DC SN861 (7.68 TB) mit 280.7 µs lagen knapp darunter, während die Micron 7600 Max (6.4 TB) 287.1 µs erreichte. Die Kingston DC3000ME (7.68 TB) und die Pascari X200P (7.68 TB) befanden sich mit 235.6 µs bzw. 238.6 µs im Mittelfeld.
128 K sequentielles Lesen (IODepth 64 / NumJobs 1)
Der sequenzielle Lesetest mit 128 KB führte zu einer kompletten Umkehrung der Schreibrangliste, und die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) erwies sich als eines der leistungsstärksten Modelle. Die CD9P-R erreichte 14,235.9 MB/s und lag damit gleichauf mit der Pascari X200P (7.68 TB) mit 14,242.1 MB/s an der Spitze. Die Solidigm PS1010 (7.68 TB) mit 14,163.3 MB/s, die Micron 9550 Pro (7.68 TB) mit 14,050.1 MB/s und die Micron 9550 Max (12.8 TB) mit 14,047.5 MB/s lagen alle eng beieinander (innerhalb eines Bereichs von 200 MB/s) an der Spitze.
Die Kingston DC3000ME (7.68 TB) lag mit 13,513.8 MB/s hinter den Spitzenreitern zurück, die SanDisk DC SN861 (7.68 TB) erreichte 12,631.2 MB/s. Die Micron 7600 Max (6.4 TB) war mit 11,240.5 MB/s die einzige Festplatte, die die 12-GB/s-Marke unterschritt.
128K sequentielle Leselatenz (IODepth 64 / NumJobs 1)
Die Ergebnisse der sequenziellen Leselatenz (128 KB) spiegeln die Bandbreitenergebnisse weitgehend wider. Die Pascari X200P (7.68 TB) führte mit 561.4 µs, dicht gefolgt von der KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) mit 561.7 µs. Die Solidigm PS1010 (7.68 TB) mit 564.5 µs, die Micron 9550 Pro (7.68 TB) mit 569.0 µs und die Micron 9550 Max (12.8 TB) mit 569.1 µs lagen alle innerhalb eines Bereichs von 8 µs um den Spitzenreiter. Dies bestätigt, dass die Leistung dieser Laufwerksklasse eher durch die Bandbreite der Gen5-Schnittstelle als durch die interne Latenz begrenzt wird.
Die Kingston DC3000ME (7.68 TB) folgte mit 591.6 µs und die SanDisk DC SN861 (7.68 TB) mit 633.0 µs, während die Micron 7600 Max (6.4 TB) mit 711.4 µs eine Latenz aufwies, die 26 % höher war als die der Spitzenreiter, was mit ihrem geringeren sequenziellen Lesedurchsatz übereinstimmt.
64K Zufälliges Schreiben
Im gesamten 64K-Random-Write-Test lieferte die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ein durchweg respektables Bandbreitenprofil mit Durchschnittswerten zwischen 3 und 6 GB/s und einem Spitzenwert von 6,906 MB/s bei den höchsten getesteten Warteschlangenlängen (IODepth 32 / NumJobs 8). Damit positionierte sich die CD9P-R im Mittelfeld der 64K-Schreibdurchsatzraten, deutlich hinter der Micron 9550 Max (12.8 TB), die Spitzenwerte von über 10 GB/s erreichte, aber vor der Solidigm PS1010 (7.68 TB) und der SanDisk DC SN861 (7.68 TB), die im unteren Bereich der Tabelle lagen. Die Micron 7600 Max (6.4 TB) folgte dicht dahinter, erreichte einen ähnlichen Maximalwert und lag knapp über der CD9P-R.
64K zufällige Schreiblatenz
Die Latenzmessung mit 64K Random Writes für die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ergab ein recht ausgewogenes Ergebnis. Bei geringer Warteschlangenlänge war die Latenz gut kontrolliert und lag bei IODepth 1 / NumJobs 1 unter 100 µs. Mit zunehmender Parallelität stieg die Latenz im mittleren Bereich der Warteschlangenlänge allmählich auf 300–700 µs an und erreichte bei maximaler Warteschlangenlänge Werte um die 2,000 µs. Damit lag die CD9P-R im Mittelfeld der Vergleichsgruppe und zeigte ein vorhersehbareres Verhalten als die Solidigm PS1010 (7.68 TB) und die Pascari X200P (7.68 TB), die bei hoher Parallelität deutlichere Spitzenwerte im Bereich von 4,000–6,000 µs aufwiesen.
Die Micron 9550 Max (12.8 TB) wies über den gesamten Messzeitraum die konstanteste Latenz auf und überschritt selbst bei maximalen Tiefen selten 1,700 µs, während die Micron 7600 Max (6.4 TB) und die Micron 9550 Pro (7.68 TB) ähnliche Werte erreichten.
64K Zufälliges Lesen
Der 64K-Random-Read-Test offenbarte einen der herausragendsten Vorteile der KIOXIA CD9P-R (7.68 TB): ihre außergewöhnliche Leistung bei geringer Warteschlangenlänge. Im unteren Bereich des Tests (IODepth 1 / NumJobs 1) erreichte die CD9P-R eine Geschwindigkeit von ca. 1,334 MB/s und lag dank ihrer extrem niedrigen Leselatenz pro E/A-Vorgang deutlich an der Spitze. Dieser Vorteil blieb auch bei geringer Warteschlangenlänge bestehen, da die Festplatte konstant an der Spitze oder nahe daran arbeitete.
Mit zunehmender Warteschlangenlänge im Bereich von 8/4 bis 32/4 holten andere Laufwerke auf und übertrafen die CD9P-R. Bei maximaler gleichzeitiger Auslastung stabilisierte sich die CD9P-R bei etwa 11.0–12.0 GB/s und lag damit hinter der Pascari X200P (7.68 TB), der Micron 9550 Pro (7.68 TB) und der Micron 9550 Max (12.8 TB), die 13.5–14.2 GB/s erreichten.
64K zufällige Leselatenz
Die Latenzmessung mit 64K Random Read bestätigte den Vorteil der KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) bei geringer Warteschlangenlänge. Von IODepth 1 / NumJobs 1 bis hin zum Bereich geringer Parallelität wies die CD9P-R durchgehend eine der niedrigsten Latenzzeiten im Vergleich auf und lag deutlich unter den meisten Konkurrenten. Auch bei mittlerer Warteschlangenlänge blieb sie innerhalb eines engen Frequenzbandes.
Als die Warteschlangenlänge den Bereich von 32/1 bis 16/4 überschritt, konvergierte die Gruppe, und am Ende des Sweeps hatten alle Laufwerke den Bereich von 600 µs bis 1,400 µs erreicht.
16K Zufälliges Schreiben
Im Verlauf des 16K Random Write IOPS-Tests lieferte die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) im mittleren Bereich eine konstant hohe Leistung. Die Micron 9550 Max (12.8 TB) dominierte erneut und erreichte konstant hohe IOPS-Werte deutlich über dem Durchschnitt, oft bis zu 600–690 IOPS bei höherer Warteschlangenlänge. Die Micron 7600 Max (6.4 TB) hingegen erzielte einen starken Durchsatz im Bereich von 400–450 IOPS.
Die CD9P-R lag im Großteil des Tests auf dem Niveau der Kingston DC3000ME (7.68 TB), Micron 9550 Pro (7.68 TB) und SanDisk DC SN861 (7.68 TB). Ihre IOPS lagen im Allgemeinen zwischen 200 und 250 bei mittlerer Auslastung und erreichten bei der höchsten getesteten Parallelität (IODepth 32 / NumJobs 16) Werte von 365 bis 440. Die Solidigm PS1010 (7.68 TB) zeigte die schwächste Leistung beim zufälligen Schreiben mit 16 KB und blieb häufig hinter allen anderen Laufwerken zurück.
16K zufällige Schreiblatenz
Im Latenztest mit zufälligen Schreibvorgängen (16K Random Write Latency Sweep) bewegte sich die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) über den größten Teil des Warteschlangenlängenbereichs konstant im unteren bis mittleren Bereich. Bei geringen Warteschlangenlängen lag die Latenz des Laufwerks unter 50 µs und blieb im mittleren Bereich des Tests stabil und gut kontrolliert. Mit zunehmender Warteschlangenlänge im Bereich von 8/8 bis 32/8 stieg die Latenz bei allen Laufwerken steiler an, wobei die CD9P-R den Bereich von 500 bis 750 µs durchlief, bevor sie einen Spitzenwert von etwa 1,165 µs erreichte.
Die Micron 9550 Max (12.8 TB) wies über den gesamten Testverlauf die stabilste Latenz auf und blieb an den meisten Messpunkten unterhalb des Durchschnitts. Die Solidigm PS1010 (7.68 TB) und die Pascari X200P (7.68 TB) zeigten bei hoher Warteschlangenlänge die deutlichsten Latenzspitzen mit Werten von 3,300 µs bzw. 2,050 µs. Im Gegensatz dazu verhielten sich die CD9P-R, die Micron 7600 Max (6.4 TB) und die Kingston DC3000ME (7.68 TB) im oberen Bereich der Parallelverarbeitung deutlich vorhersehbarer. Die Schreiblatenz der CD9P-R von 16 KB zählt unter hoher Last mit gemischter Parallelverarbeitung zu den konstantesten der Gruppe.
16K Zufälliges Lesen
Im 16K-IOPS-Test (Random Read IOPS) erzielten die Pascari X200P (7.68 TB) und die Micron 9550 Max (12.8 TB) die höchsten Werte für anhaltende Lese-IOPS und erreichten unter Volllast fast 900. Die Micron 9550 Pro (7.68 TB) folgte dicht dahinter mit ähnlicher Skalierung, während die Solidigm PS1010 (7.68 TB) die Spitzengruppe komplettierte.
Die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) erreichte an ihrem höchsten Messpunkt (IODepth 32 / NumJobs 8) 734.3K IOPS und positionierte sich damit im oberen Mittelfeld, vor der Micron 7600 Max (6.4 TB) mit 719.3K, der Kingston DC3000ME (7.68 TB) mit 665.6K und der SanDisk DC SN861 (7.68 TB) mit 661.1K IOPS.
16K zufällige Leselatenz
Im Latenztest mit 16K-Random-Reads zeigte die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) über den Großteil des getesteten Warteschlangenlängenbereichs eine exzellente Leselatenz. Zu Beginn des Tests lag die Latenz der CD9P-R bei etwa 33 µs (IODepth 1 / NumJobs 1). Auch im Bereich mittlerer Parallelität blieb sie eng bei den leistungsstärksten Systemen und lag im Allgemeinen unter 100 µs.
Mit zunehmender Warteschlangenlänge im Bereich höchster Parallelität stieg die Latenz aller Laufwerke sprunghaft an. Die CD9P-R erreichte einen Spitzenwert von etwa 713 µs und lag damit hinter der SanDisk DC SN861 (7.68 TB) und der Kingston DC3000ME (7.68 TB), deren Werte 820–845 µs überschritten. Die Micron 9550 Max (12.8 TB) und die Micron 9550 Pro (7.68 TB) wiesen hingegen eine niedrigere Spitzenlatenz auf.
4K Zufälliges Schreiben
Im 4K Random Write IOPS-Test belegten die Micron 7600 Max (6.4 TB) und die Micron 9550 Max (12.8 TB) über weite Strecken die Spitzenplätze und erreichten bei maximaler Auslastung 1,500 bis 1,780 IOPS. Die Micron 9550 Pro (7.68 TB) und die Pascari X200P (7.68 TB) folgten im oberen Bereich, während die Solidigm PS1010 (7.68 TB) und die SanDisk DC SN861 (7.68 TB) im oberen Mittelfeld rangierten.
Die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) erreichte 1,263.1K IOPS bei IODepth 32 / NumJobs 16 und liegt damit im unteren Mittelfeld der 4K-Random-Write-Performance.
4K zufällige Schreiblatenz
Der Latenztest für zufällige 4K-Schreibvorgänge ergab eines der variabelsten Ergebnisse im Vergleich, wobei die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) erneut im Mittelfeld lag. Bei geringer Warteschlangenlänge begann die Schreiblatenz der CD9P-R bei IODepth 1 im Bereich von 9–13 µs – ein konkurrenzfähiger Wert, der jedoch leicht über den Bestwerten in diesem Bereich lag. Im mittleren Teil des Tests bewegte sich die Latenz des Laufwerks, wie bei den meisten anderen Modellen, im Bereich von 20–120 µs.
Bei maximaler Warteschlangenlänge erreichte die CD9P-R Latenzzeiten von 200–410 µs und blieb damit deutlich unter der Solidigm PS1010 (7.68 TB), deren Werte mit fast 740 µs stark schwankten, und der Pascari X200P (7.68 TB) mit 544 µs. Die Micron 9550 Max (12.8 TB), Micron 7600 Max (6.4 TB) und Micron 9550 Pro (7.68 TB) zeigten über den gesamten Testzeitraum die stabilsten Latenzwerte.
4K Zufälliges Lesen
Der 4K-Random-Read-Test lieferte eines der interessantesten Ergebnisse unserer FIO-Tests für die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB). Bei den niedrigsten Warteschlangenlängen (IODepth 1 / NumJobs 1 und IODepth 2 / NumJobs 1) setzte sich die CD9P-R deutlich von der Konkurrenz ab und erreichte ca. 32.3 IOPS (126 MB/s). Mit zunehmender Parallelität holten die anderen Geräte auf, und im Spitzenbereich des Tests verschob sich die Rangfolge. Die SanDisk DC SN861 (7.68 TB) führte mit 2,555.6 IOPS. Gleichzeitig erreichte die KIOXIA CD9P-R 2,165.0 IOPS bei IODepth 32 / NumJobs 16 und teilte sich damit den zweiten Platz in der Gruppe mit der Micron 9550 Max (12.8 TB) mit 2,164.8 IOPS. Es folgten die Solidigm PS1010 (7.68 TB) und die Pascari X200P (7.68 TB), während die Micron 7600 Max (6.4 TB) und die Kingston DC3000ME (7.68 TB) das untere Ende der Liste bildeten.
4K zufällige Leselatenz
Die Latenzmessung beim 4K-Random-Read bestätigte die Ergebnisse der IOPS-Grafik: Die KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) wies bei geringer Warteschlangenlänge die niedrigste gemessene Leselatenz aller getesteten Laufwerke der Vergleichsgruppe auf. Bereits bei etwa 30 µs und IODepth 1 / NumJobs 1 lag die Latenz der CD9P-R bei fast der Hälfte der Latenz der meisten Konkurrenzmodelle und lagen zum gleichen Messpunkt im Bereich von 60–90 µs. Im mittleren Bereich der Messung behielt die CD9P-R ihren Vorsprung bei der Latenz bei und blieb bis IODepth 8 und 16 unter dem Durchschnitt, bevor sie sich mit steigender Anzahl gleichzeitiger Zugriffe den anderen Laufwerken annäherte. Bei den höchsten getesteten Warteschlangenlängen lagen alle Laufwerke im Bereich von 120–275 µs, wobei die SanDisk DC SN861 (7.68 TB) mit rund 200 µs die höchste Latenz aufwies. Der KIOXIA CD9P-R beendete den Sweep bei etwa 236 µs und lag damit im Mittelfeld der Gruppe.
GPU-Direktspeicher
Einer der Tests, die wir auf diesem Prüfstand durchgeführt haben, war der Magnum IO GPU Direct Storage (GDS)-Test. GDS ist eine von NVIDIA entwickelte Funktion, die es GPUs ermöglicht, die CPU beim Zugriff auf Daten auf NVMe-Laufwerken oder anderen Hochgeschwindigkeitsspeichern zu umgehen. Anstatt Daten über die CPU und den Systemspeicher zu leiten, ermöglicht GDS die direkte Kommunikation zwischen GPU und Speichergerät, was die Latenz deutlich reduziert und den Datendurchsatz verbessert.
So funktioniert GPU Direct Storage
Wenn eine GPU Daten verarbeitet, die auf einem NVMe-Laufwerk gespeichert sind, müssen diese üblicherweise zunächst die CPU und den Systemspeicher durchlaufen, bevor sie die GPU erreichen. Dieser Prozess führt zu Engpässen, da die CPU als Vermittler fungiert, die Latenz erhöht und wertvolle Systemressourcen verbraucht. GPU Direct Storage beseitigt diese Ineffizienz, indem die GPU über den PCIe-Bus direkt vom Speichergerät auf Daten zugreifen kann. Dieser direkte Pfad reduziert den Datenbewegungsaufwand und ermöglicht schnellere und effizientere Datenübertragungen.
KI-Workloads, insbesondere solche mit Deep Learning, sind äußerst datenintensiv. Das Training großer neuronaler Netzwerke erfordert die Verarbeitung von Terabyte an Daten, und jede Verzögerung bei der Datenübertragung kann zu einer Unterauslastung der GPUs und längeren Trainingszeiten führen. GPU Direct Storage bewältigt diese Herausforderung, indem es sicherstellt, dass die Daten so schnell wie möglich an die GPU übermittelt werden, wodurch Leerlaufzeiten minimiert und die Rechenleistung maximiert werden.
Darüber hinaus ist GDS besonders vorteilhaft für Workloads, die das Streamen großer Datensätze beinhalten, wie etwa Videoverarbeitung, Verarbeitung natürlicher Sprache oder Echtzeit-Inferenz. Durch die Reduzierung der Abhängigkeit von der CPU beschleunigt GDS die Datenbewegung und gibt CPU-Ressourcen für andere Aufgaben frei, was die Gesamtsystemleistung weiter verbessert.
GDSIO Sequenzieller Lesedurchsatz
Der GDSIO-Sequenzielle-Lesedurchsatz-Test unterstrich die starke Leseleistung der KIOXIA CD9P-R (7.68 TB). In allen drei Blockgrößensegmenten erwies sich die CD9P-R bei den meisten Thread-Anzahlen als das Laufwerk mit dem höchsten Durchsatz.
Im Segment mit 16-KB-Blockgröße erreichte die CD9P-R zu Beginn ca. 0.3 GiB/s auf einem 16K/1-Thread und lag damit hinter den meisten Konkurrenten zurück. Laufwerke wie die Pascari X200P (7.68 TB) und die Micron 7600 Max (6.4 TB) starteten mit ca. 0.55–0.6 GiB/s auf einem einzelnen Thread. Mit steigender Thread-Anzahl skalierte die CD9P-R rasant und setzte sich im mittleren Bereich an die Spitze. Bei 16K/16 hatte sie die meisten Konkurrenten überholt und erreichte bei 16K/64 ca. 2.0 GiB/s – den höchsten Durchsatz im Vergleich. Bei 16K/128 hielt sich die CD9P-R bei ca. 1.9 GiB/s und gehörte weiterhin zu den Spitzenreitern, während die Leistung einiger anderer Laufwerke stagnierte oder sogar sank. Der Vorteil des CD9P-R beim 16K-Lesedurchsatz ist auf seine effiziente Skalierung mit der Anzahl der Threads zurückzuführen und nicht auf die Dominanz eines einzelnen Datenstroms.
Im Segment der 128-KB-Blockgrößen erreichte die CD9P-R bei 128K/1 einen Durchsatz von ca. 1.6 GiB/s und lag damit im Spitzenfeld dieser Gruppe, zusammen mit der SanDisk DC SN861 (7.68 TB). Sie skalierte im mittleren Thread-Bereich problemlos und erreichte bei 128K/8 ca. 3.9 GiB/s – den höchsten Durchsatz in dieser Gruppe zu diesem Zeitpunkt, während die meisten Konkurrenten noch im Bereich von 1.7 bis 2.0 GiB/s lagen. Auch bei 128K/16 und 128K/32 blieb die CD9P-R führend, während andere Laufwerke höhere Werte erzielten. Bei 128K/64 und 128K/128 holten die Micron 9550 Pro (7.68 TB) und Micron 9550 Max (12.8 TB) die CD9P-R ein und übertrafen sie sogar. Sie erreichten Geschwindigkeiten von etwa 5.2 bis 5.3 GiB/s, während die CD9P-R bei 128K/128 einen Spitzenwert von etwa 5.1 GiB/s erreichte und dann auf etwa 4.8 GiB/s zurückfiel.
Im Segment mit einer Blockgröße von 1 MB erreichte die CD9P-R bei 1 MB/1 einen Lesedurchsatz von ca. 3.9 GiB/s und steigerte diesen mit zunehmender Threadanzahl kontinuierlich. Bei 1 MB/128 erreichte sie ca. 6.2 GiB/s und damit den höchsten Lesedurchsatz in der Vergleichsgruppe. Die Pascari X200P (7.68 TB) und die Micron 9550 Max (12.8 TB) lagen mit jeweils ca. 6.1 GiB/s dicht dahinter, gefolgt von der Solidigm PS1010 (7.68 TB) und der Micron 9550 Pro (7.68 TB) mit jeweils rund 6.0 GiB/s. Die Kingston DC3000ME (7.68 TB) erreichte ca. 5.9 GiB/s, während die Micron 7600 Max (6.4 TB) mit ca. 5.6 GiB/s deutlich hinterherhinkte.
GDSIO-Latenz beim sequentiellen Lesen
Das Diagramm zur sequenziellen Leselatenz von GDSIO zeigte, dass alle acht Laufwerke über den gesamten Messzeitpunkt nahezu identische Verläufe aufwiesen. Die Latenzwerte werden eher von der Blockgröße und der Anzahl der Threads als von Laufwerksspezifischen Eigenschaften bestimmt, weshalb dieses Diagramm weniger aussagekräftig ist als die Ergebnisse zu Durchsatz und IOPS.
Im Single-Thread-Test (16-KB-Block, 1 Thread) erreichte die CD9P-R eine Lesezeit von ca. 44 µs und lag damit im Mittelfeld. Schnellere Laufwerke in dieser Konfiguration waren die Pascari X200P (7.68 TB) mit ca. 26 µs, die SanDisk DC SN861 (7.68 TB) mit ca. 26 µs und die Micron 7600 Max (6.4 TB) mit ca. 27 µs. Am anderen Ende des Spektrums lagen die Kingston DC3000ME (7.68 TB) mit ca. 83 µs und die Solidigm PS1010 (7.68 TB) mit ca. 71 µs – die mit Abstand größten Ausreißer bei der Leselatenz im Single-Thread-Test.
Im weiteren Verlauf des Sweeps konvergierten die Kurven. Alle Laufwerke erreichten bei 1M/128 den Bereich von 20,000–22,000 µs, wobei das CD9P-R mit etwa 20.3 ms im unteren Bereich der Gruppe lag, was mit seinem höheren Durchsatz in dieser Konfiguration übereinstimmt.
GDSIO Sequenzieller Schreibdurchsatz
Der GDSIO Sequential Write Throughput Sweep zeigte deutliche Unterschiede innerhalb der Gruppe.
Die Solidigm PS1010 (7.68 TB) zeigte bei hoher Thread-Anzahl im 128-KB-Blocksegment einen drastischen Einbruch des Schreibdurchsatzes. Nach konkurrenzfähigen 3.9 GiB/s bei 128K/32 fiel die Leistung rapide auf etwa 2.5 GiB/s bei 128K/64 und dann auf nur noch 1.6 GiB/s bei 128K/128 – weniger als die Hälfte des Durchsatzes der meisten Konkurrenzmodelle in dieser Konfiguration. Die Verschlechterung setzte sich im 1-MB-Segment fort, wo die Leistung selbst bei moderater Thread-Anzahl nur noch 4.2 GiB/s erreichte und anschließend im oberen Bereich erneut abfiel. Dieser anhaltende Einbruch unter hoher Multithread-Schreiblast stellt die auffälligste Anomalie im Datensatz dar. Auch beim Micron 9550 Max (12.8 TB) war ein starker Durchsatzabfall im 1M-Segment zu verzeichnen, der von etwa 4.7 GiB/s bei 1M/32 auf etwa 2.2 GiB/s bei 1M/64 sank, bevor er sich bei 1M/128 teilweise wieder erholte.
Im Segment mit 16-KB-Blockgröße lagen alle Laufwerke im Bereich von 0.6 bis 1.5 GiB/s, mit Unterschieden von nur wenigen Zehntel GiB/s über die meisten Thread-Anzahlen hinweg. Das CD9P-R startete mit etwa 0.7 GiB/s bei 16K/1, skalierte auf etwa 1.5 GiB/s bei 16K/32 und blieb dann konstant. Das Micron 9550 Max (12.8 TB) bildete den Ausreißer und fiel abrupt auf etwa 0.7 GiB/s bei 16K/128 ab, während die übrigen Laufwerke im Bereich von 1.2 bis 1.4 GiB/s lagen.
Im 128K-Segment zählte die CD9P-R bei niedrigen Thread-Anzahlen zu den leistungsstärksten SSDs. Bei 128K/1 erreichte sie mit ca. 2.7 GiB/s einen Spitzenwert und steigerte sich bei 128K/8 auf ca. 4.7 GiB/s – der höchste Wert im Vergleich. Ab 128K/16 übertrafen die Micron 9550 Pro (7.68 TB) und die Micron 9550 Max (12.8 TB) die CD9P-R mit Spitzenwerten von ca. 5.1 bis 5.3 GiB/s. Die CD9P-R hielt sich im restlichen 128K-Segment bei etwa 4.1–4.5 GiB/s.
Im Segment mit 1-MB-Blockgröße erreichte die CD9P-R bei 1M/1 einen Durchsatz von ca. 4.9 GiB/s und damit den höchsten Wert in dieser Gruppe. Allerdings blieb der Durchsatz bei allen nachfolgenden Thread-Anzahlen mit ca. 4.3–4.4 GiB/s nahezu konstant, anstatt weiter zu steigen. Die meisten anderen Laufwerke nutzten zusätzliche Threads, um den Durchsatz weiter zu steigern: Die Micron 9550 Pro (7.68 TB), die Micron 7600 Max (6.4 TB) und die Pascari X200P (7.68 TB) übertrafen die CD9P-R bei 1M/4 und höher und erreichten einen Spitzendurchsatz von ca. 5.2 bis 5.7 GiB/s. Mit einer maximalen Schreibgeschwindigkeit von 4.9 GiB/s belegte die CD9P-R den fünften Platz unter den acht Laufwerken, hinter der Micron 9550 Max mit 5.69 GiB/s, der Micron 9550 Pro mit 5.54 GiB/s, der Micron 7600 Max mit 5.44 GiB/s und der Pascari X200P mit 5.41 GiB/s.
GDSIO-Latenz beim sequentiellen Schreiben
Im 16K-Segment lagen alle Laufwerke bei niedrigen Thread-Anzahlen eng beieinander. Bei 16K/1 erreichte die CD9P-R mit ca. 21 µs die niedrigste Schreiblatenz der Gruppe in dieser Konfiguration, knapp unter der Solidigm PS1010 (7.68 TB) mit ca. 22 µs. Die Pascari X200P (7.68 TB) folgte mit ca. 25 µs, während die Micron 9550 Max (12.8 TB) und die Micron 7600 Max (6.4 TB) beide um die 30 µs lagen. Bei 16K/128 erreichte die Micron 9550 Max mit ca. 2,500 µs den höchsten Wert der Gruppe in dieser Konfiguration, während die CD9P-R bei ca. 1,500 µs blieb und weiterhin zu den leistungsschwächeren Laufwerken der Gruppe zählte.
Im 128K-Segment zeigte sich der Durchsatzeinbruch des Solidigm PS1010 im Latenzdiagramm als deutlicher Ausschlag auf etwa 9,700 µs bei 128K/64 – die auffälligste Anomalie in diesem Abschnitt der Messung. Der CD9P-R folgte im gesamten 128K-Segment dem Durchschnitt und blieb sowohl bei 128K/64 als auch bei 128K/128 im Bereich von 1,900 bis 3,800 µs.
Im 1M-Segment zeigten zwei Laufwerke bei 1M/64 erhöhte Latenzspitzen, was mit ihrem Durchsatzrückgang in dieser Konfiguration übereinstimmte. Die Micron 9550 Max (12.8 TB) und die Micron 9550 Pro (7.68 TB) erreichten jeweils etwa 27,000–28,000 µs bei 1M/64 und verzeichneten bei 1M/128 einen weiteren Anstieg. Die CD9P-R erreichte bei 1M/64 etwa 14,500 µs, was ihren stabileren Schreibdurchsatz in dieser Konfiguration widerspiegelt, und beendete den Test bei 1M/128 mit etwa 29,100 µs. Die Pascari X200P (7.68 TB) wies mit etwa 25,000 µs die niedrigste Schreiblatenz bei 1M/128 auf. Die höchsten Werte bei 1M/128 wurden für das Micron 9550 Pro mit etwa 44,900 µs und das Solidigm PS1010 mit etwa 40,700 µs beobachtet, gefolgt vom Micron 7600 Max mit etwa 36,000 µs.
Fazit
Die KIOXIA CD9P-R E3.S 7.68 TB erfüllt alle Erwartungen an eine leseintensive Festplatte, und die Testergebnisse dokumentieren dies von Anfang bis Ende. Sequenzielle Lesegeschwindigkeiten lagen mit 14,235.9 MB/s in unserem 128K-Test im oberen Bereich der Gruppe und erreichten damit praktisch das Niveau der Pascari X200P. Die wahre Stärke der Festplatte zeigte sich jedoch bei geringen Warteschlangenlängen: Die Latenz beim zufälligen Lesen von 4K-Daten bei QD1 betrug nur etwa 30 µs, fast die Hälfte der 60 bis 90 µs, die die meisten anderen Festplatten erreichten. Dieses Verhalten mit niedriger Latenz übertrug sich auch auf GPU Direct Storage, wo die CD9P-R mit der Anzahl der Threads gut skalierte und den höchsten 1M-Lesedurchsatz der Gruppe von ca. 6.2 GiB/s erzielte.
Die Kompromisse sind ebenso deutlich und stehen im Einklang mit dem 1-DWPD-Design des Laufwerks, anstatt ihm entgegenzuwirken. Die Schreibleistung lag im Mittelfeld: Bei sequenziellen 128K-Schreibvorgängen erreichte sie 6,912.4 MB/s und landete damit am Ende der Gruppe. Der sequenzielle GDSIO-Schreibdurchsatz lag bei maximal 4.9 GiB/s und belegte damit den fünften Platz unter den acht Laufwerken. Die Micron 9550-Familie führte bei diesen Schreiblasten sowohl hinsichtlich Durchsatz als auch Latenz. Dies soll die CD9P-R jedoch nicht abwerten; sie ist eine leseintensive SSD, und Käufer, die eine dauerhaft hohe Schreibleistung benötigen, sollten sich stattdessen die für den gemischten Einsatz geeignete CD9P-V ansehen.
Die Stabilität unter Last ist der andere Aspekt. Beim DLIO-Checkpointing gemäß dem LLAMA 3.1 405B-Profil erreichte die CD9P-R pro Durchlauf etwa 572 Sekunden und blieb damit innerhalb des für den Mainstream-Gen5-Markt typischen Bereichs von 553 bis 590 Sekunden. So wurden die Schwankungen vermieden, die die Pascari X200P auf 674.5 Sekunden trieben. Die Plattform skaliert zudem deutlich über unser Testmuster hinaus: Die CD9P-R-Familie bietet auf derselben Architektur Speicherkapazitäten von bis zu 30.72 TB in E3.S und 61.44 TB im 2.5-Zoll-Format. Dadurch deckt eine einzige Qualifizierung alles ab – von Hochleistungsrechnerknoten bis hin zu Leseebenen mit hoher Speicherdichte.
Für Cloud-Flotten, KI-Datenpipelines, Content Delivery und virtualisierte Leseebenen mit lesedominierten Zugriffsmustern ist die CD9P-R eine uneingeschränkt empfehlenswerte Festplatte. Sie vereint erstklassigen Gen5-Lesedurchsatz mit der niedrigsten Leselatenz bei niedrigen Warteschlangendichten (Low-QD) in unserer Vergleichsgruppe und einer hohen Speicherkapazität und arbeitet auch unter Dauerlast stabil.
Produktseite – KIOXIA CD9P-R 7.68 TB
Bestenliste: Die Kioxia CD9P-R belegt den ersten Platz in der Bestenliste der Enterprise-SSDs für leseintensive Anwendungen.
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