Die KIOXIA CM9-R ist die erste Enterprise-SSD-Familie, die auf BiCS-Flash der achten Generation basiert. Das 15.36 TB große Modell E3.S in unserem Labor bietet die beste Speicherkapazität der Reihe: 3.400.000 IOPS beim zufälligen Lesen und 14,800 MB/s beim sequenziellen Lesen bei einer typischen Leistungsaufnahme von 25 W. Enterprise-SSDs der fünften Generation erreichen regelmäßig Werte im hohen 20-Watt-Bereich, um ihre beworbenen Leistungswerte zu erzielen. KIOXIA argumentiert für die CM9-Generation, dass das CBA-Design (CMOS direct Bonded to Array) von BiCS8 erstklassigen Durchsatz ohne den damit verbundenen hohen Stromverbrauch ermöglicht.
Die KIOXIA CM9-R 15.36 TB in E3.S: BiCS FLASH, Generation 8, mit einer typischen Nennleistung von 25 W.
Die CM9-R ist das leseintensive Modell der Familie mit 1 DWPD; parallel dazu gibt es die CM9-V-Serie mit 3 DWPD für gemischte Anwendungen. Die Speicherkapazitäten reichen von 1.92 TB bis 30.72 TB (E3.S), wobei das Flaggschiff mit 61.44 TB der 2.5-Zoll-U.2-Version vorbehalten ist. Unterhalb von 7.68 TB ist die Serie mit BiCS-Flash-Speicher der 5. Generation ausgestattet; die Modelle mit 7.68 TB, 15.36 TB und 30.72 TB verwenden Flash-Speicher der 8. Generation. Unser Testgerät mit 15.36 TB (KCM9XRJE15T3) weist genau die Kapazität auf, bei der die Serie ihre besten Schreibwerte erzielt: 11,000 MB/s sequenzielles Schreiben und 540 IOPS beim zufälligen Schreiben – beides Höchstwerte der Serie, die kein anderes Modell erreicht.
Das Laufwerk ist PCIe 5.0 x4-fähig mit Dual-Port x2-Unterstützung für Hochverfügbarkeitstopologien, NVMe 2.0- und NVMe-MI 1.2c-konform und unterstützt die OCP Datacenter NVMe SSD v2.5-Spezifikation (nicht alle Anforderungen). Schutz vor Stromausfall und durchgängiger Datenschutz sind standardmäßig integriert; in der Modellmatrix sind Sicherheitsvarianten wie SIE, SED und FIPS 140-3 SED verfügbar.
E3.S 7.5-mm-Trim mit EDSFF-Anschluss; die gleiche Serie läuft bis zu 61.44 TB im 2.5-Zoll-Formfaktor.
KIOXIA CM9-R Spezifikationen
| Normen | KIOXIA CM9-R 15.36 TB (E3.S) |
|---|---|
| Plattformübersicht | |
| Modell | KCM9XRJE15T3 (SIE) KCM9DRJE15T3 (SED) KCM9FRJE15T3 (FIPS SED) |
| Kapazität | 15,360 GB |
| Formfaktor | E3.S, 7.5 mm |
| Interface | PCIe 5.0 (single x4, dual x2), NVMe 2.0, NVMe-MI 1.2c |
| NAND- | KIOXIA BiCS FLASH Generation 8 3D TLC (CBA) |
| Leistung (Einzelport x4, bis zu) | |
| Sequenzielles Lesen (128 KiB) | 14,800 MB / s |
| Sequenzielles Schreiben (128 KiB) | 11,000 MB / s |
| Zufälliger Lesevorgang (4 KiB) | 3,400K IOPS |
| Zufälliger Schreibvorgang (4 KiB) | 540K IOPS |
| Lese-/Schreiblatenz (4 KiB QD1, typ.) | 65 µs / 10 µs |
| Kraft und Ausdauer | |
| Leistungsstatus (Aktiv / Bereit) | 25 W typ. / 5 W typ. |
| Ausdauer | 1 DWPD |
| MTTF / Garantie | 2,500,000 Stunden / 5 Jahre |
| Eigenschaften | |
| Schutz | Schutz vor Stromausfall End-to-End-Datenschutz Dual-Port für HA |
| Compliance | OCP Datacenter NVMe SSD v2.5 (teilweise) |
Hintergrund und Vergleiche testen
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
- KIOXIA CD9P-R 7.68 TB (1 DWPD)
- Sandisk DC SN861 7.68 TB (1 DWPD)
- Solidigm PS1010 7.68 TB (1 DWPD)
- Solidigm PS1030 12.8 TB (3 DWPD)
- Micron 7600 MAX 6.4 TB (3 DWPD)
- Micron 9550 MAX 12.8 TB (3 DWPD)
- Micron 9550 Pro 7.68 TB (1 DWPD)
Die Paarung mit KIOXIAs eigenem CD9P-R ist von größter Bedeutung: Der CD9P-R zeigte, was BiCS8 bei der Positionierung im Rechenzentrum leistet, und der CM9-R ist die Enterprise-Flaggschiffversion desselben Flash-Speichers.
FIO-Leistung
128K sequentielles Schreiben (IODepth 16 / NumJobs 1)
Die CM9-R legte im FIO-Test mit einem starken Ergebnis beim sequenziellen Schreiben über 128 KB einen starken Start hin: 8,668.1 MB/s bei 230.4 µs. Damit belegte sie den dritten Platz in der Gruppe, nur übertroffen von der Micron 9550 MAX (10,957.9 MB/s) und der 9550 Pro (10,354.6 MB/s). Der Rest des Testfelds, dessen Werte zwischen 6,370 und 7,127 MB/s lagen, war deutlich überlegen. Im Vergleich zum Schwestermodell CD9P-R mit 6,912.4 MB/s bot die Enterprise-Festplatte einen Vorsprung von 25 % – ein beachtlicher Unterschied, da beide denselben BiCS8-Flashspeicher verwenden.
128 K sequentielles Lesen (IODepth 64 / NumJobs 1)
Die Lesegeschwindigkeit ist das einzige Ergebnis in unserem Datensatz, das weit von der Nennleistung des Laufwerks abweicht. Bei einer IODepth von 64 auf einem einzelnen Worker erreichte die CM9-R 9,974.6 MB/s in 801.7 µs – der niedrigste Wert in der Gruppe und deutlich unter den spezifizierten 14,800 MB/s sowie den 14,235.9 MB/s des Schwestermodells CD9P-R in identischer Konfiguration. Dies ist ein Test mit einem einzelnen Job. Die folgenden Messungen zeigen, dass die CM9-R ihre volle Lesegeschwindigkeit erreicht, wenn die Arbeit auf mehrere Jobs verteilt wird. Käufer, die große Datenblöcke in einem einzigen Datenstrom lesen, sollten dieses Verhalten jedoch beachten und ihre eigene Pipeline testen.
64K Zufälliges Schreiben
Der 64K-Random-Write-Sweep platzierte die CM9-R auf dem zweiten Platz der Gruppe mit einem Spitzenwert von 9,635.3 MB/s (IODepth 8 / NumJobs 2, bei nur 103.4 µs), nur übertroffen von der Micron 9550 MAX mit 10,878.1 MB/s. Der Wert für geringe Warteschlangenlänge war mit 3,334.8 MB/s bei 18.4 µs (IODepth 1 / NumJobs 1) der beste im Feld und lag damit vor der Solidigm PS1030 (2,901.7 MB/s bei 21.1 µs) und allen anderen. Die Latenz blieb mit maximal 1,942.5 µs im gesamten Sweep im Rahmen, während mehrere Konkurrenten 2,300 µs überschritten und die PS1010 sogar fast 6,000 µs erreichte.
64K Zufälliges Lesen
Bei 64-KB-Lesevorgängen erzielte die CM9-R mit 1,359.0 MB/s und einer Latenz von 45.6 µs bei IODepth 1 / NumJobs 1 den besten Wert im Vergleich. Sie übertraf damit sogar die CD9P-R (1,334.0 MB/s), während die übrigen Laufwerke etwa die Hälfte dieses Wertes erreichten. Ebenso bemerkenswert ist der geringe Bedarf an Parallelität: Das Laufwerk erreichte seinen Spitzenwert von 13,402.4 MB/s bei IODepth 4 / NumJobs 8 mit einer Latenz von nur 148.7 µs, während die meisten anderen Laufwerke IODepth 32 benötigten, um ihren Wert zu erreichen. Die höchste Geschwindigkeit bei tiefen Warteschlangen erzielte die Solidigm PS1030 mit 14,162.9 MB/s, aber kein anderes Laufwerk im Vergleich bietet bei geringer Parallelität eine so gute Leistung bei 64-KB-Lesevorgängen wie die beiden KIOXIA-Laufwerke.
16K sequentielles Schreiben
Eine Anmerkung zur Programmierung: Unsere 16K-Abdeckung erfolgt nun sequenziell statt zufällig. Diese Arbeitslast haben wir erstmals in unserem Test des Micron 9550 MAX aufgeschlüsselt und wenden sie nun gruppenweit an, da mittelgroße sequentielle Datenströme in realen Implementierungen dominieren, insbesondere bei KI-Pipelines, die geordnete Daten in Läufen verarbeiten, anstatt zufällige Treffer zu verteilen.
Die Änderung kommt der CM9-R zugute. Ihre Spitzengeschwindigkeit von 10,812.2 MB/s lag nur hinter der Micron 9550 MAX mit 10,970.8 MB/s. Während die 9550 MAX jedoch IODepth 32 / NumJobs 4 und 181.9 µs benötigte, um diesen Wert zu erreichen, erzielte die CM9-R ihre Spitzengeschwindigkeit bereits bei IODepth 1 / NumJobs 16 mit einer Latenz von 22.8 µs – dieselbe geringe Warteschlangenlänge, die dieses Laufwerk auch in anderen Tests auszeichnet. Die Latenz eines einzelnen Workers von 10.4 µs war erneut die beste im Vergleich, und das Laufwerk überschritt an drei verschiedenen Stellen im Bereich von IODepth 1 bis 32 die Marke von 10,400 MB/s.
16K sequentielles Lesen
Beim Lesen erreichte die CM9-R mit 13,393.2 MB/s bei IODepth 32 / NumJobs 8 den zweithöchsten Wert hinter ihrem Schwestermodell CD9P-R mit 13,819.7 MB/s. Bei IODepth 16 / NumJobs 8 lieferte sie mit 13,390.1 MB/s praktisch den gleichen Wert, jedoch mit der halbierten Latenz von 149.0 µs gegenüber 298.3 µs. Eine kleine Unstimmigkeit: Im Gegensatz zu den Zufallstests schnitten sequentielle 16K-Lesevorgänge im Single-Stream mit der Sandisk SN861 (12.5 µs) und der Micron (13.9 bis 21.3 µs) besser ab als die beiden KIOXIA-Systeme, deren Latenz bei etwa 32 µs lag. Nach Einführung von Parallelverarbeitung skalierte die CM9-R gut und erreichte 12,400 MB/s bei IODepth 4 / NumJobs 16.
4K Zufälliges Schreiben
Die CM9-R erreichte bei IODepth 8 / NumJobs 16 1,502.9K IOPS mit einer Latenz von nur 84.6 µs und belegte damit den vierten Platz in der Gruppe hinter der Micron 7600 MAX (1,781.2K), der Solidigm PS1030 (1,595.8K) und der 9550 MAX (1,544.2K). Dies entspricht fast dem 2.8-Fachen des von KIOXIA angegebenen Nennwerts von 540K bei fester Warteschlangenlänge. Bei Warteschlangenlänge 1 führte sie das Feld mit 115.8K IOPS und 8.2 µs an und bot die schnellste Schreibreaktionszeit für kleine Blöcke, die wir unter den Laufwerken dieser Gruppe gemessen haben.
4K Zufälliges Lesen
Der 4K-Lesetest mit langer Warteschlange ist die schwächste Kennzahl der CM9-R: 1,973.4K IOPS bei einem Spitzenwert von IODepth 16 / NumJobs 16, Platz sieben von acht, nur übertroffen von der Micron 7600 MAX und deutlich unter den gruppenführenden 2,555.6K der Sandisk SN861. Zu beachten ist der Kontext: Die KIOXIA-Spezifikation von 3,400K IOPS wurde bei Warteschlangenlängen jenseits der Obergrenze unseres Tests von IODepth 32 / NumJobs 16 gemessen. Daher interpretieren wir die Abweichung als Unterschied in der Testkonfiguration und nicht als Defizit. Laufwerke wie die SN861 und PS1030 erzielten im selben Test jedoch deutlich höhere Werte. Die andere Hälfte des Diagramms gehört dem CM9-R: 33.6K IOPS bei 29.3 µs bei einer Warteschlangenlänge von 1, die niedrigste 4K-Leselatenz in der Gruppe, knapp vor dem CD9P-R, der sich im Juni mit demselben Merkmal auszeichnete.
GDSIO-Leistung
Bei Lesezugriffen auf GPU-Direktspeicher zeigt die CM9-R das gleiche Verhalten in Bezug auf die Thread-Skalierung wie ihr Schwestermodell CD9P-R im Juni. Die beiden KIOXIA-Laufwerke führten durchgehend das Segment mit 16-KB-Blockgröße an, wobei die CM9-R mit 136.4K IOPS den besten Wert der gesamten Gruppe erzielte. Sie lag damit vor der CD9P-R mit 134.2K und deutlich vor den beiden Solidigm-Laufwerken am Ende der Liste (die PS1030 erreichte 101.2K). Im 1-MB-Segment erreichte die CM9-R einen Spitzenwert von 6.06 GiB/s und lag damit nur hinter der CD9P-R mit 6.16 GiB/s. Die Solidigm PS1010 und die Micron 9550 MAX folgten mit 6.05 GiB/s. Die Single-Thread-16K-Leselatenz von 44.5 µs lag im Mittelfeld und war damit praktisch identisch mit der des CD9P-R; der Sandisk SN861 hielt den Single-Thread-Vorsprung bei 26.1 µs.
Beim Schreibdurchlauf zeigt die CM9-R ihre Stärken. Ihr Spitzenwert von 5.51 GiB/s (1-MB-Block, 16 Threads) lag zwar auf dem Papier hinter der Micron 9550 MAX mit 5.69 GiB/s, doch der Verlauf der beiden Kurven ist aussagekräftiger: Die 9550 MAX fiel in ihrem dokumentierten Schwankungsbereich bei 1 MB/64 auf etwa 2.2 GiB/s ab, während die CM9-R über das gesamte 1-MB-Segment die stabilste Kurve der Gruppe aufwies. Zudem vermied sie den Einbruch bei 128 KB Blockgröße und hoher Thread-Anzahl, der bei beiden Solidigm-Laufwerken auftrat. Die Schreiblatenz von 21.4 µs bei einem einzelnen Thread und 16 KB Blockgröße war die beste der Gruppe und wurde mit der CD9P-R verglichen. Bei anhaltenden Schreibvorgängen in GPU-naher Umgebung erwies sich dieses Laufwerk als das berechenbarste im Test.
DLIO-Checkpoint-Performance
Unser DLIO-Checkpoint-Test schreibt in drei Durchläufen wiederkehrende Trainings-Checkpoints und prüft sowohl die Konsistenz als auch die Geschwindigkeit; je kürzer die Zeiten, desto besser. Die Differenz zwischen dem ersten und dritten Durchlauf zeigt, wie sich ein Laufwerk verhält, sobald sein FTL unter Dauerlast arbeitet. Wichtig zu wissen: Die Anzahl der Checkpoints skaliert mit der Laufwerkskapazität. Größere Laufwerke wie das 15.36 TB große CM9-R protokollieren daher mehr Checkpoints pro Durchlauf, und die Ergebnisse pro Checkpoint sind nicht punktgenau zwischen den Laufwerken vergleichbar. Aus diesem Grund zeigt die folgende Tabelle die Durchlaufmittelwerte, die die Durchläufe der einzelnen Laufwerke auf einen direkt vergleichbaren Wert normalisieren; je niedriger, desto besser. Im ersten Durchlauf liegt die gesamte Vergleichsgruppe in einem engen Bereich von 459 bis 465 Sekunden, wobei das CM9-R 462.8 Sekunden benötigt. Die Unterschiede zeigen sich erst später. Nach dem dritten Durchgang liegt der CM9-R bei 580.9 Sekunden und damit im Mittelfeld im hinteren Teil des Feldes: schneller als der Solidigm PS1030 mit 599.2 Sekunden, aber hinter dem Sandisk SN861 (553.3), dem Micron 9550 MAX (555.3) und seinem eigenen Schwestermodell CD9P-R (570.6).
| Antrieb | Durchschnittlicher Durchlauf (Sekunden) | Durchschnittlicher Durchlauf (Sekunden) | Durchschnittlicher Durchlauf (Sekunden) |
|---|---|---|---|
| Sandisk DC SN861 7.68 TB | 461.3 | 558.6 | 553.3 |
| Micron 9550 MAX 12.8 TB | 462.8 | 558.9 | 555.3 |
| Micron 9550 Pro 7.68 TB | 461.4 | 577.9 | 559.7 |
| Solidigm PS1010 7.68 TB | 458.8 | 561.1 | 564.6 |
| Micron 7600 MAX 6.4 TB | 464.2 | 581.5 | 567.3 |
| KIOXIA CD9P-R 7.68 TB | 464.7 | 575.6 | 570.6 |
| KIOXIA CM9-R 15.36 TB | 462.8 | 571.9 | 580.9 |
| Solidigm PS1030 12.8 TB | 462.3 | 578.0 | 599.2 |
Die Platzierung im dritten Durchgang sollte eher interpretiert als beunruhigend sein. Ein leseintensives Laufwerk mit 1 DWPD wird nicht für dauerhafte Checkpoint-Schreibvorgänge angeschafft, und die FIO-Ergebnisse unterstreichen die eigentliche Stärke des Laufwerks: die beste Latenz der Gruppe bei geringer Warteschlangenlänge sowohl beim Lesen als auch beim Schreiben, und das konstant. Bemerkenswert ist, dass die Leistung des CM9-R über die Durchgänge hinweg allmählich und vorhersehbar abnahm, anstatt stark zu schwanken. Dies entspricht der Stabilität der GDS-Schreibleistung, die für die Checkpoint-Planung entscheidend ist, sobald ein Laufwerk im Einsatz ist. Käufer, die die Checkpoint-Leistung benötigen, sollten sich die Micron 9550-Familie ansehen oder auf das vielseitig einsetzbare Schwestermodell CM9-V warten.
Fazit
Die KIOXIA CM9-R 15.36 TB ist die erste Enterprise-SSD mit BiCS8. Getestet wurde sie bei der Kapazität, bei der die Serie ihre beste Schreibleistung erzielt. Unsere Daten belegen dies eindeutig: die niedrigste Latenz bei geringer Warteschlangenlänge im Vergleichsfeld über alle getesteten Workloads hinweg. Bei einer Warteschlangenlänge von 1 war sie führend bei 4K-Lesezugriffen (33.6K IOPS bei 29.3 µs), 4K-Schreibzugriffen (115.8K IOPS bei 8.2 µs), sequenziellen 16K-Schreibzugriffen (10.4 µs mit einem einzelnen Worker) und 64K-Lesezugriffen (1,359.0 MB/s bei 45.6 µs). Ihren Spitzenwert bei 64K-Lesezugriffen erreichte sie mit einem Bruchteil der benötigten Parallelität ihrer Konkurrenten. Im Bereich GPU Direct Storage erzielte es die beste Lese-IOPS-Rate für kleine Blöcke von 136.4K in der Gruppe und die stabilste anhaltende Schreibgeschwindigkeit im Benchmark mit einem Spitzenwert von 5.51 GiB/s, ohne die bei einigen Konkurrenten beobachtete hohe Thread-Volatilität.
Die niedrigste Latenz der Gruppe bei einer Warteschlangentiefe von 1 über alle von uns ausgeführten Workloads hinweg betrug 25W (typisch).
Der Spitzenwert von 1,973.4K IOPS beim 4K-Lesen mit langer Warteschlange lag in unserem Test auf dem siebten von acht Plätzen (die 3,400K-Bewertung von KIOXIA wurde bei Warteschlangenlängen jenseits unserer Testgrenze gemessen, aber Konkurrenten erzielten innerhalb desselben Tests höhere Werte), und der Wert von 9,974.6 MB/s beim sequenziellen 128K-Lesen mit einem einzelnen Worker war das einzige Ergebnis, das von der Bewertung abwich.
Für latenzkritische Leseprozesse, OLTP-Frontends, virtualisierte Umgebungen auf Dual-Port-HA-Infrastrukturen und leseintensive KI-Anwendungen, bei denen die Reaktionszeit bei realen Warteschlangenlängen wichtiger ist als simulierte Spitzenwerte, ist die CM9-R der bisher überzeugendste Beweis dafür, dass das CBA-Design von BiCS8 neue Maßstäbe setzt. Für dauerhaft hohe Schreiblast empfiehlt sich die CM9-V oder die Mixed-Use-Laufwerke dieser Gruppe. Alle anderen Anwender erhalten das Laufwerk mit der schnellsten Antwortzeit, wenn es darauf ankommt – mit einer Kapazität von bis zu 30.72 TB in E3.S und 61.44 TB in 2.5 Zoll.
Der CM9-R konnte sich dank seiner hervorragenden Leistung bei minimaler Warteschlangentiefe (1) auch einen Platz in der Bestenliste sichern: Er ist nun der beste Server für latenzkritische Workloads in unserem Test. Die besten SSDs für Unternehmen
Amazon