Solidigm hat die nächste Generation seiner beliebten Enterprise-QLC-SSD-Familie vorgestellt: die D5-P5430. Die Solidigm P5430 ist für gängige und leseintensive Anwendungen optimiert und zielt wie ihr Vorgänger, die P5316, auf den Großteil der Unternehmensanwendungen ab . Die P5430 wird in verschiedenen Formfaktoren und Speicherkapazitäten erhältlich sein. Eine U.2-SSD mit 15 mm Bauhöhe wird mit Speicherkapazitäten von 3.84 TB bis 30.72 TB angeboten, ebenso wie die E3.S-SSD mit 7.5 mm Bauhöhe. Zusätzlich bietet Solidigm eine E1.S-SSD mit 9.5 mm Bauhöhe und Speicherkapazitäten von 3.84 TB bis 15.36 TB an.
Die P5316 ist seit Langem ein fester Bestandteil unserer Laborumgebung. Wir haben sie intensiv in verschiedenen Anwendungsfällen eingesetzt, von der Datenaufzeichnung für autonomes Fahren bis hin zur Realisierung unseres 100-Billionen-stelligen Pi-Tests . Die Laufwerke finden auch breite Anwendung in Speicherplattformen wie Dell PowerScale und werden weiterhin für Speicher-, Server- und Hyperscale-Anwendungen qualifiziert, wo kostenoptimierte Flash-Speicherkapazität gefragt ist. Daher freut sich Solidigm mit Recht, seine erste neue Enterprise-SSD auf den Markt zu bringen, nachdem SK hynix die SSD-Sparte von Intel übernommen hat.
In Bezug auf die Hardware ist der Solidigm P5430 vertikal integriert und verfügt über einen hauseigenen Controller, NAND und Firmware. Auf der NAND-Seite verfügt der P5430 über das neueste 192-Layer-NAND, gegenüber den 144 Layern im P5316. Solidigm hat auch Firmware- und andere Software-Verbesserungen integriert, wie etwa verbesserte Telemetrie- und OCP 2.0-Protokollseiten.
Ein weiterer technischer Hinweis ist, dass der P5430 jetzt eine Indirektionseinheit (IU) von 4 KB für alle außer den größten Kapazitäten jedes Formfaktors verwendet, die eine 8 KB IU verwenden. Der P5316 verfügt über eine 64-KB-IU. Dies bedeutet, dass mit der größeren IU mehr Arbeit geleistet werden muss, um die Schreibvorgänge für das Laufwerk auszurichten, um sicherzustellen, dass die Schreibverstärkung kontrolliert wird. Mit kleineren IUs auf dem P5430 sind diese Laufwerke ein viel einfacherer Ersatz für Hypervisoren usw., die in der Welt leben oder kleinere Blockgrößen haben. Diese Änderung sollte auch zu einem Leistungsvorteil bei Schreibvorgängen in kleinen Blöcken führen, unter denen der P5316 zuvor gelitten hatte.
Die P5430 bietet laut ihren wichtigsten Spezifikationen eine zufällige Leseleistung von bis zu 971 IOPS (4K) und eine zufällige Schreibleistung von 120 IOPS (128K). Bei sequenziellen Schreibvorgängen erreicht Solidigm bis zu 7,000 MB/s beim Lesen und 3,000 MB/s beim Schreiben. Die Lebensdauer der Laufwerke wird mit 58 DWPD (Dynamic Writes Per Day) für zufällige und 1.83 DWPD für sequentielle Schreibvorgänge angegeben. QLC-Speicher werden häufig wegen ihrer begrenzten Lebensdauer kritisiert, doch bei den meisten Anwendungen übertreffen die Laufwerke die Garantiezeit deutlich. Wir haben in unserem Raspberry-Pi-Projekt enorme Datenmengen auf die P5316 geschrieben ; selbst dann würde es zehn Jahre dauern, bis ihre Lebensdauer erschöpft wäre.
Ab heute sind die U.2-Laufwerke mit 3.84 TB, 7.68 TB und 15.36 TB allgemein verfügbar. Die 30.72 TB U.2 sowie die Formfaktoren E1.S und E3.S werden in der zweiten Hälfte dieses Jahres verfügbar sein. Für diesen Test evaluieren wir das U.15.36-Laufwerk mit 2 TB.
Solidigm P5430 Spezifikationen
| Kapazität und Formfaktoren | U.2 und E3.S: 3.84 TB, 7.68 TB, 15.36 TB, 30.72 TB;
E1.S: 3.84 TB, 7.68 TB, 15.36 TB |
| Interface | PCIe 4.0 x4, NVMe 1.4c |
| Medien | 192-Įayer 3D ǪĮC NAND |
| Leistung |
|
| Leerlauf/Wirkleistung | Bis zu 5W/25W |
| Ausdauer (100 % zufälliges Schreiben) | Bis zu 0.58 DWPD und bis zu 32 PBW |
| FIPS-Konformität | Ja |
| Garantie | 5 Jahre |
| CPU-Plattformvalidierung | Intel, AMD, AMPERE, NVIDIA |
| OCP 2.0 | Unterstützt |
Solidigm P5430 Leistung
Testbed
Unsere Tests von PCIe Gen4 Enterprise SSDs basieren auf einem Lenovo ThinkSystem SR635 für Anwendungstests und synthetische Benchmarks. Der ThinkSystem SR635 ist eine leistungsstarke AMD-Plattform mit einem Prozessor, deren Rechenleistung die Anforderungen für die Belastung von lokalem Hochleistungsspeicher deutlich übertrifft. Die synthetischen Tests benötigen zwar weniger CPU-Ressourcen, nutzen aber ebenfalls dieselbe Lenovo-Plattform. In beiden Fällen ist es unser Ziel, die Leistungsfähigkeit des lokalen Speichers bestmöglich darzustellen und dabei die maximalen Spezifikationen der Speicherhersteller zu berücksichtigen.
PCIe Gen4 Synthese- und Anwendungsplattform (Lenovo ThinkSystem SR635)
- 1 x AMD 7742 (2.25 GHz x 64 Kerne)
- 8 x 64 GB DDR4-3200 MHz ECC-DRAM
- CentOS 7.7 1908
- ESXi 6.7u3
VDBench-Workload-Analyse
Wenn es um das Benchmarking von Speichergeräten geht, sind Anwendungstests am besten und synthetische Tests stehen an zweiter Stelle. Obwohl sie keine perfekte Darstellung der tatsächlichen Arbeitslasten darstellen, helfen synthetische Tests dabei, Speichergeräte mit einem Wiederholbarkeitsfaktor zu vergleichen, der es einfach macht, direkte Vergleiche zwischen konkurrierenden Lösungen anzustellen. Diese Workloads bieten eine Reihe von Testprofilen, die von „Vier-Ecken“-Tests und allgemeinen Datenbankübertragungsgrößentests bis hin zu Trace-Erfassungen aus verschiedenen VDI-Umgebungen reichen.
Alle diese Tests nutzen den gemeinsamen vdBench-Workload-Generator mit einer Skript-Engine, um Ergebnisse über einen großen Computing-Testcluster zu automatisieren und zu erfassen. Dadurch können wir dieselben Arbeitslasten auf einer Vielzahl von Speichergeräten wiederholen, einschließlich Flash-Arrays und einzelnen Speichergeräten. Unser Testprozess für diese Benchmarks füllt die gesamte Laufwerksoberfläche mit Daten und partitioniert dann einen Laufwerksabschnitt, der 25 % der Laufwerkskapazität entspricht, um zu simulieren, wie das Laufwerk auf Anwendungsauslastungen reagieren könnte. Dies unterscheidet sich von vollständigen Entropietests, die 100 Prozent des Antriebs nutzen und ihn in einen stabilen Zustand versetzen. Infolgedessen spiegeln diese Zahlen höhere Dauerschreibgeschwindigkeiten wider.
Profile:
- 4K Random Read: 100 % Read, 128 Threads, 0-120 % Iorate
- 4K Random Write: 100 % Schreiben, 128 Threads, 0-120 % Iorate
- 64K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 32 Threads, 0-120 % Leserate
- 64K Sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 16 Threads, 0-120 % Iorate
- 64K Random Read: 100 % Read, 32 Threads, 0-120 % Iorate
- 64K Random Write: 100 % Schreiben, 16 Threads, 0-120 % Iorate
- Synthetische Datenbank: SQL und Oracle
- VDI-Vollklon- und Linked-Clone-Traces
In diesem Test vergleichen wir die SSD mit der P5316, obwohl diese eine Kapazität von 30.72 TB bietet . Für die 15.36-TB -Version liegen uns keine exakten Vergleichswerte vor , die vorhandenen Daten sind jedoch enthalten. Zum Vergleich ist auch die neue Micron 6500 ION aufgeführt. Diese SSD nutzt TLC-NAND, doch Micron verfolgt eine aggressive Preisstrategie. Normalerweise würden wir TLC-SSDs nicht in unsere QLC-Vergleichstabellen aufnehmen, aber aufgrund der Kapazität und des Preises haben wir uns entschieden, sie hier zu berücksichtigen.
In unserer ersten VDBench-Workload-Analyse, zufälligem 4K-Lesen, hatte der Solidigm P5430 eine Spitzenleistung von knapp 1 Million IOPS (979 IOPS) bei einer Latenz von 520 µs. Damit lag es knapp hinter dem Micron 6500 ION.
Beim 4K-Zufallsschreiben erreichte der Solidigm P5430 einen Spitzenwert von 367 IOPS mit einer Latenz von 1,384 µs. Dieses schnitt deutlich besser ab als die beiden anderen Solidigm-Laufwerke, lag aber immer noch deutlich hinter dem Micron 6500 ION.
Bei der Umstellung auf 64 sequentielle Workloads fiel der Solidigm P5430 bei 64 Lesevorgängen etwas zurück und erreichte einen Spitzenwert von 5.7 GB/s (91 IOPS) mit einer Latenz von 704 µs.
Bei sequentiellen Schreibvorgängen erzielte das Solidigm P5430 1.57 GB/s Schreibgeschwindigkeit (24 IOPS) bei einer Latenz von 2,539 µs und lag damit deutlich hinter dem 6500 ION, aber vor den anderen Solidigm-Laufwerken.
Als nächstes kommt unsere 64K-Zufallsleistung, bei der das neue Solidigm-Laufwerk 64K IOPS und 498.1 µs Latenz bei Lesevorgängen verzeichnete. Damit landete es am Ende der Bestenliste.
Bei 54 zufälligen Schreibvorgängen erreichte der Solidigm P5430 einen Spitzenwert von 24 IOPS mit einer Latenz von 646.3 µs.
Unsere nächste Testreihe sind unsere SQL-Workloads: SQL, SQL 90-10 und SQL 80-20. Beginnend mit SQL erzielte der Solidigm P5430 eine Spitzenleistung von 219 IOPS bei einer Latenz von 144.1 µs.
In SQL 90-10 zeigte das neue Solidigm-Laufwerk eine Spitzenleistung von 212 KB bei einer Latenz von 149.3 µs.
Mit SQL 80-20 erreichte der Solidigm P5430 einen Spitzenwert von 207 IOPS bei einer Latenz von 152.7 µs und lag damit erneut knapp hinter dem neuen Micron-Laufwerk.
Als nächstes folgen unsere Oracle-Workloads: Oracle, Oracle 90-10 und Oracle 80-20. Wie bei den SQL-Benchmarks belegte das Solidigm P5430 weiterhin mit ordentlichen Werten den zweiten Platz. Beginnend mit der allgemeinen Oracle-Arbeitslast hatte das Micron-Laufwerk eine Spitzenleistung von 209 IOPS bei 170.2 µs.
Bei Oracle 90-10 erzielte der Solidigm P5430 eine Spitzenleistung von 163 IOPS bei 133.6 µs.
Als nächstes folgt Oracle 80-20, wo der P5430 einen Spitzenwert von 161 IOPS bei 135.2 µs erreichte.
Als nächstes wechselten wir zu unserem VDI-Klontest „Full and Linked“. Beim VDI Full Clone (FC) Boot erreichte der Spitzenwert 174 IOPS mit einer Latenz von 198.1 µs.
Während der VDI FC-Erstanmeldung erreichte der P5430 einen Spitzenwert von 83 IOPS mit einer Latenz von 355.3 µs.
Mit VDI FC Monday Login erzielte der Solidigm P5430 71 IOPS bei einer Latenz von 220 µs, bevor er am Ende des Tests einen kleinen Anstieg verzeichnete.
Beim VDI Linked Clone (LC) Boot zeigte das P5430 einen Spitzenwert von 66 IOPS mit 240.3 µs Rückstand auf das Micron-Laufwerk.
Beim ersten VDI LC-Login zeigte der Solidigm P5430 eine gewisse Instabilität, wo er bei etwa 22 µs einen Spitzenwert von 356.8 IOPS erreichte und am Ende einen ordentlichen Leistungsanstieg verzeichnete.
Für VDI LC Monday Login war das P5430 mit Abstand das beste Laufwerk, mit einem Spitzenwert von 50 IOPS und einer Latenz von 313.8 µs.
Fazit
Es besteht kaum ein Zweifel daran, dass die Speicherdichte für Unternehmen die beste Möglichkeit ist, Rechenzentren effizienter zu gestalten, sowohl im Hinblick auf die Stellfläche des Daten-Racks als auch auf den Wattverbrauch pro TB. Während die Kapazitäten von bis zu 30.72 TB im P5430 nicht neu sind – das P5316 hatte das bereits –, wird Solidigm über 30.72 TB im Single-Board-E3.S-Formfaktor (7.5 mm) verfügen. Dies eröffnet einen enormen Dichtegewinn bei Servern, die im Vergleich zu 15-mm-U.2/U.3-SSDs auf bis zu doppelt so viele SSDs in ihren Serverdesigns verzichten. QLC-Laufwerke werden dadurch auch in Bezug auf die systemweite Dichte weiterhin einen Vorsprung vor TLC haben.
Was die Leistung betrifft, übertrifft der P5430 den P5316 insgesamt deutlich. Die Leistungssteigerungen machen sich am deutlichsten bei der Schreibverbesserung bemerkbar, bei der das P5430 im Vergleich zu seinem Vorgänger wie ein völlig anderes Laufwerk aussieht. Nirgendwo wird dies deutlicher als bei 4K-Schreibvorgängen, die schon immer die Achillesferse des P5316 waren und wahrscheinlich einer der Gründe dafür sind, dass VMware dieses Laufwerk noch nicht qualifiziert hat. Mit der nativen 4-KB-IU im P5430 hat Solidigm offensichtlich auf das Feedback des Marktes gehört und ein Laufwerk zusammengestellt, das sich problemlos für virtualisierte Arbeitslasten einsetzen lässt, wo die meisten Unternehmensanwendungen zum Einsatz kommen.
Der andere hervorzuhebende Leistungsmerkmal ist, dass das P5430 wirklich gut mit dem neuen Micron 6500 ION harmoniert, der 30.72 TB mit TLC NAND bietet. Unser Testbericht hier ist die 15.36-TB-Kapazität von Solidigm. Wir müssen also noch sehen, wie sich der 30.72-TB-P5430 schlägt, wenn er später in diesem Jahr auf den Markt kommt. Wenn wir uns jedoch speziell die Datenbanktests ansehen, ist das Leistungsdelta für die beabsichtigten Bereitstellungsszenarien so minimal, dass Anwendungseigentümer kaum einen Unterschied bei der Bereitstellung bemerken würden.
Die P5430 ist Solidigms erste Unternehmens-SSD-Einführung als unabhängiges Unternehmen. Es ist toll, das lila Logo im Labor zu sehen und noch besser, das Leistungsprofil des Laufwerks zu sehen. Das P5430 ist gegenüber dem P5316 fast überall besser, und an den Stellen, an denen Solidigm anvisiert hat, wie zum Beispiel bei 4K-Schreibvorgängen, ist es Tag und Nacht. Kombiniert man das mit der Tatsache, dass es später in diesem Jahr 30.72 TB im 7.5-mm-E3.S-Formfaktor geben wird, werden die Dichte und der Energieverbrauch pro TB für Speicherserver äußerst überzeugend.
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