El Kioxia CD9P-R es el modelo de lectura intensiva de la nueva generación de SSD NVMe para centros de datos de la compañía, y la primera unidad de la serie CD construida sobre BiCS FLASH de octava generación TLC. La serie combina el controlador y el firmware propios de Kioxia con PCIe 5.0 y NVMe 2.0, con un rendimiento nominal que alcanza los 14,800 MB/s de lectura secuencial y 2.6 millones de IOPS de lectura aleatoria, según la capacidad. Los modelos E3.S tienen capacidades que van desde 1.92 TB hasta 30.72 TB, mientras que la variante de 2.5 pulgadas extiende la capacidad a 61.44 TB. Nuestra unidad de prueba es el modelo E3.S de 7.68 TB en formato SED (KCD9DPJE7T68).
La pila de capacidades tiene un detalle que conviene entender antes de analizar las gráficas. Las especificaciones publicadas por Kioxia alcanzan su máximo rendimiento en la gama media, no en la superior: los modelos de 7.68 TB y 15.36 TB ofrecen la mejor velocidad de lectura secuencial de la línea, con 14,800 MB/s, y la mejor velocidad de escritura aleatoria, con 450.000 IOPS, mientras que el modelo insignia de 30.72 TB baja a 13,500 MB/s y 270.000 IOPS. Las dos capacidades más pequeñas también utilizan la memoria NAND BiCS de quinta generación, en lugar de la de octava. En otras palabras, la unidad de 7.68 TB que probamos es la configuración donde esta plataforma muestra todo su potencial, y los compradores que buscan la máxima densidad en el modelo de 30.72 TB ceden parte de ese rendimiento, algo bastante común.
El salto generacional respecto al CD8P es donde Kioxia está demostrando su valía, y las tablas de especificaciones publicadas lo confirman. Con 7.68 TB, el anterior CD8P-R E3.S alcanzaba las 200 IOPS de escritura aleatoria; el CD9P-R las eleva a 450, una mejora de 2.25 veces. La lectura secuencial aumenta un 23%, de 12,000 MB/s a 14,800 MB/s, y la lectura aleatoria pasa un 30%, de 2 millones a 2.6 millones de IOPS. El consumo de energía activa aumenta ligeramente, de 21 W típicos a 23 W con esta capacidad, lo que sitúa al CD9P-R a la par del resto de la clase Gen5 de lectura intensiva. El argumento de la eficiencia aquí se centra en lo que la unidad ofrece dentro de ese rango.
La letra pequeña que define a qué unidad pertenece: la CD9P-R cuenta con un diseño de un solo puerto y 1 DWPD. No dispone de una ruta de doble puerto para matrices de almacenamiento empresariales tradicionales, y las cargas de trabajo con alta intensidad de escritura deben utilizarse en la CD9P-V, su modelo de uso mixto. Esta unidad está diseñada para flotas de servidores en la nube y de hiperescala, niveles de lectura OLTP, entrega de contenido y entornos virtualizados donde predomina la lectura y el presupuesto de energía es fijo. Cumple con los requisitos esperados de la plataforma, con compatibilidad con OCP Datacenter NVMe SSD v2.5 (aunque no con todos los requisitos), protección contra pérdida de energía, protección de datos de extremo a extremo, opciones de seguridad SIE y SED, un MTTF de 2.5 millones de horas a 50 °C y una garantía de cinco años.
Especificaciones del KIOXIA CD9P-R
La tabla que aparece a continuación describe la serie KIOXIA CD9P-R en el formato E3.S en función de sus capacidades, destacando las métricas de rendimiento, las clasificaciones de resistencia, la potencia y las especificaciones de fiabilidad.
| Especificaciones de la serie KIOXIA CD9P-R (E3.S) | |||||
| 30.72TB | 15.36TB | 7.68TB | 3.84TB | 1.92TB | |
| Números de modelo | |||||
| Número de modelo SIE | KCD9XPJE30T7 | KCD9XPJE15T3 | KCD9XPJE7T68 | KCD9XPJE3T84 | KCD9XPJE1T92 |
| Número de modelo SED | KCD9DPJE30T7 | KCD9DPJE15T3 | KCD9DPJE7T68 | KCD9DPJE3T84 | KCD9DPJE1T92 |
| Especificaciones básicas | |||||
| Caso de uso | Lectura intensiva (1 sesión de escritura en línea al día) | ||||
| Factor de forma | E3.S, 7.5 mm de espesor | ||||
| Interfaz / Protocolo | PCIe 5.0 x4, NVMe 2.0 | ||||
| Velocidad máxima de interfaz | 128 GT/s (PCIe Gen5 x4) | ||||
| NAND | KIOXIA BiCS FLASH 3D TLC (Gen 8 para 7.68 TB-30.72 TB; Gen 5 para 1.92 TB-3.84 TB) | ||||
| Cumplimiento de OCP | Especificación OCP Datacenter NVMe SSD v2.5 (parcial) | ||||
| Seguridad | SIE (Sanitize Instant Erase), SED (TCG Opal & Ruby SSC) | ||||
| Rendimiento (hasta) | |||||
| Lectura secuencial (128 KiB, MB/s) | 13,500 | 14,800 | 14,800 | 14,500 | 14,500 |
| Escritura secuencial (128 KiB, MB/s) | 7,000 | 7,000 | 7,000 | 7,000 | 3,600 |
| Lectura aleatoria (4 KiB, K IOPS) | 2,600 | 2,600 | 2,600 | 2,600 | 2,000 |
| Escritura aleatoria (4 KiB, K IOPS) | 270 | 450 | 450 | 320 | 160 |
| Requisitos de energía | |||||
| Tensión de alimentación | 12 V ±10 %, 3.3 V ±15 % | ||||
| Energía (activa) | 23W típico. | ||||
| Potencia (Listo/Inactivo) | 5W típico. | ||||
| Confiabilidad | |||||
| MTTF | 2,500,000 horas a 0–50 °C | 2,000,000 horas a 0–55 °C | ||||
| UBER | < 1 sector por 1017 lectura de bits | ||||
| DWPD | 1 | ||||
| Garantía | 5 Años | ||||
| Protección de Datos | Protección contra pérdida de energía (PLP), protección de datos de extremo a extremo. | ||||
| Dimensiones | |||||
| Espesor | 7.5 mm +0.2 / -0.5 mm | ||||
| ANCHO | 76mm ± 0.25mm | ||||
| Longitud Mínima | 112.75mm ± 0.4mm | ||||
| Peso | 110g máximo | ||||
| Responsabilidad | |||||
| Temperatura (en funcionamiento) | 0 ° C a 75 ° C | ||||
| Temperatura (no operativo) | -40 ° C a 85 ° C | ||||
| Humedad (en funcionamiento) | 5% a 95% RH | ||||
| Vibración (en funcionamiento) | 21.27 m/s² { 2.17 Grms } (5–800 Hz) | ||||
| Choque (en funcionamiento) | 9.8 km/s² { 1,000 G } (0.5 ms) | ||||
Rendimiento del KIOXIA CD9P-R
Plataforma de pruebas de conducción
Utilizamos un Dell PowerEdge R760 con Ubuntu 22.04.2 LTS como plataforma de pruebas para todas las cargas de trabajo de esta reseña. Equipado con un cable Serial Cables Gen5 JBOF , ofrece amplia compatibilidad con unidades SSD U.2, E1.S, E3.S y M.2. La configuración de nuestro sistema se detalla a continuación:
- 2 procesadores Intel Xeon Gold 6430 (32 núcleos, 2.1 GHz)
- 16 x 64GB DDR5-4400
- Unidad de estado sólido Dell BOSS de 480 GB
- Cables seriales Gen5 JBOF
- Nvidia L4
Comparación de unidades
- Pascari X200P 7.68 TB
- SanDisk SN861 de 7.68 TB
- Solidigm PS1010 7.68TB
- Kingston DC3000ME de 7.68 TB
- Micron 7600 Max 6.4 TB
- Micron 9550 MAX 12.8 TB
- Micron 9550 Pro 7.68 TB
Punto de referencia de puntos de control de DLIO
Para evaluar el rendimiento real de las unidades SSD en entornos de entrenamiento de IA, utilizamos la herramienta de evaluación comparativa Data and Learning Input/Output (DLIO). Desarrollada por el Laboratorio Nacional Argonne, DLIO está diseñada específicamente para probar patrones de E/S en cargas de trabajo de aprendizaje profundo. Proporciona información sobre cómo los sistemas de almacenamiento gestionan desafíos como la creación de puntos de control, la ingesta de datos y el entrenamiento de modelos.
El siguiente gráfico ilustra cómo las unidades gestionan el proceso a través de 18 puntos de control. Al entrenar modelos de aprendizaje automático, los puntos de control son esenciales para guardar periódicamente el estado del modelo, evitando la pérdida de progreso durante interrupciones o cortes de energía. Esta demanda de almacenamiento requiere un rendimiento robusto, especialmente bajo cargas de trabajo sostenidas o intensivas. Utilizamos la versión 2.0 de la prueba de rendimiento DLIO, publicada el 13 de agosto de 2024.
Para garantizar que nuestras pruebas de rendimiento reflejaran escenarios reales, las basamos en la arquitectura del modelo LLAMA 3.1 405B. Implementamos el almacenamiento en caché mediante torch.save() para capturar los parámetros del modelo, los estados del optimizador y los estados de las capas. Nuestra configuración simuló un sistema de ocho GPU, implementando una estrategia de paralelismo híbrido con paralelismo tensorial de cuatro vías y procesamiento paralelo de pipeline de dos vías distribuido entre las ocho GPU. Esta configuración generó un tamaño de punto de control de 1,636 GB, lo que refleja los requisitos para entrenar modelos de lenguaje modernos de gran tamaño.
En cuanto a los tiempos promedio de las pasadas, el KIOXIA CD9P-R comenzó en 464.7 segundos en la pasada 1, aumentó a 575.6 segundos en la pasada 2 y se estabilizó en 572.2 segundos en la pasada 3. Este comportamiento fue muy similar al de la mayoría del grupo de comparación, que se situó entre 553 y 590 segundos aproximadamente en la pasada final. El caso atípico más destacado fue el Pascari X200P, que finalizó considerablemente más alto, en 674.5 segundos. En general, el CD9P-R demostró una escalabilidad predecible en operaciones de punto de control repetidas y se mantuvo competitivo con las unidades SSD Gen5 empresariales convencionales en la prueba.
En la prueba comparativa DLIO Checkpoint Benchmark hasta el punto de control 12, la unidad KIOXIA CD9P-R de 7.68 TB se mantuvo como una de las más consistentes del grupo. Tras comenzar con 471.4 segundos en el primer punto de control, se estabilizó en un rango operativo relativamente estrecho de aproximadamente 560 a 580 segundos durante el resto de la prueba, finalizando el punto de control 12 con 569.7 segundos. La unidad KIOXIA siguió de cerca el rendimiento de las unidades Solidigm PS1010, Micron 7600 MAX y Kingston DC3000ME durante la mayor parte de la carga de trabajo.
El Pascari X200P fue la excepción clara, con un salto brusco tras el punto de control 4 y manteniéndose muy por encima del resto, alcanzando casi 690 segundos en el punto de control 12. El Micron 9550 MAX mostró los tiempos de punto de control sostenidos más bajos durante la segunda mitad de la prueba, llegando a un mínimo de 531.3 segundos antes de finalizar en 569.1 segundos. Si bien el CD9P-R no fue la unidad más rápida en ningún punto de control individual, evitó las grandes fluctuaciones observadas en varios competidores y ofreció un rendimiento estable en los puntos de control durante toda la ventana de prueba.
Punto de referencia de rendimiento de FIO
Para medir el rendimiento de almacenamiento de cada SSD según las métricas habituales del sector, utilizamos FIO. Cada unidad se somete al mismo proceso de prueba, que incluye un preacondicionamiento con dos llenados completos de la unidad con una carga de trabajo de escritura secuencial, seguido de una medición del rendimiento en estado estable. A medida que cambia el tipo de carga de trabajo medida, ejecutamos otro preacondicionamiento con ese nuevo tamaño de transferencia.
En esta sección nos centraremos en los siguientes puntos de referencia de FIO:
- 128K secuencial
- 64K aleatorio
- 16K aleatorio
- 4K aleatorio
Escritura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 16 / Número de trabajos 1)
Al pasar a la prueba de escritura secuencial de 128K en estado estacionario con una profundidad de E/S menor de 16, la clasificación general del grupo se mantuvo prácticamente sin cambios en comparación con el preacondicionamiento. El Micron 9550 Max (12.8 TB) continuó liderando con 10,957.9 MB/s, seguido de cerca por el Micron 9550 Pro (7.68 TB) con 10,354.6 MB/s. El Kingston DC3000ME (7.68 TB) ocupó el tercer lugar con 8,477.4 MB/s, y el Pascari X200P (7.68 TB) se ubicó justo detrás con 8,369.7 MB/s.
El KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) alcanzó una velocidad de 6,912.4 MB/s, situándose al final de la clasificación. El Solidigm PS1010 (7.68 TB), con 7,126.5 MB/s, y el SanDisk DC SN861 (7.68 TB), con 7,116.5 MB/s, quedaron por detrás de las unidades intermedias, pero aun así superaron al CD9P-R y al Micron 7600 Max (6.4 TB), que alcanzó los 6,960.6 MB/s. El resultado del KIOXIA es consistente y predecible para una unidad NVMe optimizada para lectura.
Latencia de escritura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 16 / Número de trabajos 1)
Con una profundidad de E/S de 16 en la prueba de escritura en estado estacionario, la latencia disminuyó sustancialmente en todas las unidades en comparación con las condiciones previas al acondicionamiento. La Micron 9550 Max (12.8 TB) volvió a liderar con la latencia media más baja, de 182.2 µs, superando con creces a la Micron 9550 Pro (7.68 TB), que registró 192.9 µs. Ambas unidades se beneficiaron de su mayor rendimiento de escritura para gestionar las operaciones de E/S de forma más eficiente.
El KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) registró 289.0 µs, la latencia de escritura más alta del grupo con esta profundidad de cola. El Solidigm PS1010 (7.68 TB) con 280.3 µs y el SanDisk DC SN861 (7.68 TB) con 280.7 µs se situaron justo por debajo del CD9P-R, mientras que el Micron 7600 Max (6.4 TB) obtuvo 287.1 µs. El Kingston DC3000ME (7.68 TB) y el Pascari X200P (7.68 TB) ocuparon el nivel intermedio con 235.6 µs y 238.6 µs, respectivamente.
Lectura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 64 / Número de trabajos 1)
La prueba de lectura secuencial de 128K produjo una inversión total de la clasificación de escritura, y el KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) se posicionó como uno de los mejores del grupo. El CD9P-R alcanzó 14,235.9 MB/s, igualando prácticamente al Pascari X200P (7.68 TB) con 14,242.1 MB/s en la parte superior de la tabla. El Solidigm PS1010 (7.68 TB) con 14,163.3 MB/s, el Micron 9550 Pro (7.68 TB) con 14,050.1 MB/s y el Micron 9550 Max (12.8 TB) con 14,047.5 MB/s se agruparon estrechamente en una banda de 200 MB/s en la parte superior.
El Kingston DC3000ME (7.68 TB) se situó por detrás de los líderes con 13,513.8 MB/s, y el SanDisk DC SN861 (7.68 TB) alcanzó los 12,631.2 MB/s. El Micron 7600 Max (6.4 TB), con 11,240.5 MB/s, fue la única unidad que cayó por debajo del umbral de 12 GB/s.
Latencia de lectura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 64 / Número de trabajos 1)
Los resultados de latencia de lectura secuencial de 128K reflejan fielmente el resultado del ancho de banda. El Pascari X200P (7.68 TB) lideró con 561.4 µs, con el KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) prácticamente igualado en 561.7 µs. El Solidigm PS1010 (7.68 TB) con 564.5 µs, el Micron 9550 Pro (7.68 TB) con 569.0 µs y el Micron 9550 Max (12.8 TB) con 569.1 µs se situaron dentro de un margen de 8 µs respecto al líder, lo que confirma que este nivel de unidades está limitado por el ancho de banda de la interfaz Gen5 en lugar de por la latencia interna.
El Kingston DC3000ME (7.68 TB) registró un tiempo de 591.6 µs, seguido por el SanDisk DC SN861 (7.68 TB) con 633.0 µs, mientras que el Micron 7600 Max (6.4 TB) presentó una latencia de 711.4 µs un 26 % superior a la de los mejores, lo que concuerda con su menor rendimiento de lectura secuencial.
Escritura aleatoria 64K
En toda la prueba de escritura aleatoria de 64K, el KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ofreció un perfil de ancho de banda consistentemente respetable, con un promedio de entre 3 y 6 GB/s y un pico de 6,906 MB/s en las profundidades de cola más altas probadas (IODepth 32 / NumJobs 8). Esto posicionó al CD9P-R en la mitad de la tabla en cuanto a rendimiento de escritura de 64K, claramente por detrás del Micron 9550 Max (12.8 TB), que alcanzó picos de más de 10 GB/s, pero por delante del Solidigm PS1010 (7.68 TB) y el SanDisk DC SN861 (7.68 TB), que se quedaron rezagados en la mitad inferior de la tabla. El Micron 7600 Max (6.4 TB) siguió de cerca, alcanzando un máximo similar y terminando justo por encima del CD9P-R.
Latencia de escritura aleatoria de 64K
El análisis de latencia de escritura aleatoria de 64K para el KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) mostró una unidad bastante equilibrada. Con profundidades de cola bajas, la latencia se mantuvo bien controlada, comenzando en el rango de menos de 100 µs con IODepth 1 / NumJobs 1. A medida que aumentaba la concurrencia, la latencia subió gradualmente en el rango de 300-700 µs durante la mayor parte del análisis de profundidad media, y luego aumentó aún más en profundidades de cola máximas, llegando al rango de poco más de 2,000 µs. Esto colocó al CD9P-R en el medio del grupo durante la mayor parte del análisis, con un rendimiento más predecible que el Solidigm PS1010 (7.68 TB) y el Pascari X200P (7.68 TB), que tuvieron picos más pronunciados en el rango de 4,000-6,000 µs con alta concurrencia.
El Micron 9550 Max (12.8 TB) mantuvo la latencia más constante durante todo el análisis, rara vez superando los 1,700 µs incluso en las profundidades máximas, mientras que el Micron 7600 Max (6.4 TB) y el Micron 9550 Pro (7.68 TB) obtuvieron resultados similares.
Lectura aleatoria 64K
La prueba de lectura aleatoria de 64K reveló una de las ventajas más distintivas del KIOXIA CD9P-R (7.68 TB): un rendimiento excepcional con poca profundidad de cola. En el extremo inferior de la prueba, con IODepth 1 y NumJobs 1, el CD9P-R comenzó con aproximadamente 1,334 MB/s, liderando por un amplio margen gracias a su latencia de lectura por E/S extremadamente baja. Esta ventaja se mantuvo en todo el rango de menor profundidad de cola, ya que se mantuvo consistentemente en o cerca del máximo rendimiento.
A medida que la profundidad de la cola aumentaba al rango de 8/4 a 32/4, otras unidades alcanzaron y superaron al CD9P-R. En los niveles de concurrencia más altos, el CD9P-R se estabilizó en torno a 11.0-12.0 GB/s, quedando por detrás del Pascari X200P (7.68 TB), el Micron 9550 Pro (7.68 TB) y el Micron 9550 Max (12.8 TB), que alcanzaron los 13.5-14.2 GB/s.
Latencia de lectura aleatoria de 64K
La prueba de latencia de lectura aleatoria de 64K confirmó la ventaja de latencia de lectura del KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) en profundidades de cola bajas. Desde IODepth 1 / NumJobs 1 hasta el rango de baja concurrencia, el CD9P-R registró consistentemente una de las latencias más bajas del grupo, situándose muy por debajo de la mayoría de sus competidores y dentro de un rango estrecho en profundidades de cola intermedias.
A medida que la profundidad de la cola aumentaba más allá del rango de 32/1 a 16/4, el grupo convergía y, al final del barrido, todas las unidades habían alcanzado el rango de 600 µs a 1,400 µs.
Escritura aleatoria 16K
En la prueba de 16 000 IOPS de escritura aleatoria, el KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ofreció un rendimiento constante en la parte media de la prueba. El Micron 9550 Max (12.8 TB) volvió a destacar, manteniendo una trayectoria de IOPS muy elevada, muy por encima del resto, acercándose a menudo a los 600-690 000 IOPS con mayores profundidades de cola, mientras que el Micron 7600 Max (6.4 TB) mantuvo un rendimiento sólido en el rango de 400-450 000.
El CD9P-R se mantuvo a la par del Kingston DC3000ME (7.68 TB), el Micron 9550 Pro (7.68 TB) y el SanDisk DC SN861 (7.68 TB) durante gran parte de la prueba, con un rendimiento que osciló entre 200 y 250 000 IOPS a profundidades moderadas y que aumentó hasta 365-440 000 IOPS con la mayor concurrencia probada (IODepth 32 / NumJobs 16). El Solidigm PS1010 (7.68 TB) fue el de peor rendimiento en escritura aleatoria de 16 KB, quedando frecuentemente por detrás de todas las demás unidades.
Latencia de escritura aleatoria de 16K
En la prueba de latencia de escritura aleatoria de 16K, el KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) se mantuvo consistentemente en el nivel medio-bajo en la mayor parte del rango de profundidad de cola. Con profundidades de cola bajas, la unidad comenzó con una latencia inferior a 50 µs y mantuvo una latencia estable y bien controlada durante la parte moderada de la prueba. A medida que la profundidad de cola aumentó al rango de 8/8-32/8, la latencia subió más bruscamente en todas las unidades, y el CD9P-R pasó por el rango de 500-750 µs antes de alcanzar un pico de aproximadamente 1,165 µs.
El Micron 9550 Max (12.8 TB) presentó la latencia más estable durante todo el análisis, manteniéndose por debajo del promedio en la mayoría de los puntos de datos. El Solidigm PS1010 (7.68 TB) y el Pascari X200P (7.68 TB) mostraron los picos de latencia más pronunciados con profundidades de cola elevadas, alcanzando máximos de 3,300 µs y 2,050 µs, respectivamente. En contraste, el CD9P-R, el Micron 7600 Max (6.4 TB) y el Kingston DC3000ME (7.68 TB) mostraron un comportamiento más predecible en el rango de concurrencia superior. La latencia de escritura de 16K del CD9P-R es una de las más consistentes del grupo bajo cargas pesadas de paralelismo mixto.
Lectura aleatoria 16K
En la prueba de IOPS de lectura aleatoria de 16K, el Pascari X200P (7.68 TB) y el Micron 9550 Max (12.8 TB) registraron las IOPS de lectura sostenida más altas, acercándose a las 900K en saturación. El Micron 9550 Pro (7.68 TB) le siguió de cerca con una escalabilidad similar, mientras que el Solidigm PS1010 (7.68 TB) completó la lista de los mejores.
El KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ofreció 734.3 IOPS en su punto máximo medido (IODepth 32 / NumJobs 8), lo que lo sitúa en el nivel medio-alto, por delante del Micron 7600 Max (6.4 TB) con 719.3, el Kingston DC3000ME (7.68 TB) con 665.6 y el SanDisk DC SN861 (7.68 TB) con 661.1 IOPS.
Latencia de lectura aleatoria de 16K
En la prueba de latencia de lectura aleatoria de 16K, el KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) mostró una excelente latencia de lectura en la mayor parte del rango de profundidad de cola probado. Desde el extremo inferior de la prueba, el CD9P-R comenzó en aproximadamente 33 µs con IODepth 1 / NumJobs 1. Se mantuvo muy cerca de los mejores rendimientos durante la parte de la prueba con concurrencia moderada, generalmente por debajo de los 100 µs.
A medida que la profundidad de la cola aumentaba hacia los rangos de concurrencia más altos, todas las unidades experimentaron un fuerte aumento de la latencia. La CD9P-R alcanzó aproximadamente 713 µs en el pico, quedando por detrás de la SanDisk DC SN861 (7.68 TB) y la Kingston DC3000ME (7.68 TB), que superaron los 820-845 µs, mientras que la Micron 9550 Max (12.8 TB) y la Micron 9550 Pro (7.68 TB) mantuvieron una latencia máxima más baja.
Escritura aleatoria 4K
En la prueba de IOPS de escritura aleatoria 4K, los discos Micron 7600 Max (6.4 TB) y Micron 9550 Max (12.8 TB) mantuvieron las primeras posiciones durante la mayor parte de la prueba, alcanzando entre 1,500 y 1,780 IOPS en su punto máximo de concurrencia. Los discos Micron 9550 Pro (7.68 TB) y Pascari X200P (7.68 TB) les siguieron en la parte superior, mientras que los discos Solidigm PS1010 (7.68 TB) y SanDisk DC SN861 (7.68 TB) se alternaron en la parte media-alta.
El KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) alcanzó 1,263.1 K IOPS con una profundidad de E/S de 32 y un número de trabajos de 16, lo que lo sitúa en el nivel medio-bajo en cuanto a rendimiento de escritura aleatoria de 4K.
Latencia de escritura aleatoria de 4K
La prueba de latencia de escritura aleatoria 4K arrojó uno de los resultados más variables del grupo, y el KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) volvió a ocupar un lugar intermedio. Con profundidades de cola bajas, la latencia de escritura del CD9P-R comenzó en el rango de 9 a 13 µs con IODepth 1, un valor competitivo, aunque ligeramente superior al de los mejores dispositivos con esa configuración. Durante la parte intermedia de la prueba, la unidad se mantuvo en el rango de 20 a 120 µs, al igual que la mayoría del grupo.
En las colas de mayor profundidad, el CD9P-R alcanzó entre 200 y 410 µs, manteniéndose muy por debajo del Solidigm PS1010 (7.68 TB), que llegó a un pico cercano a los 740 µs y mostró una volatilidad significativa, y del Pascari X200P (7.68 TB), que registró 544 µs. Los discos Micron 9550 Max (12.8 TB), Micron 7600 Max (6.4 TB) y Micron 9550 Pro (7.68 TB) presentaron los perfiles de latencia más controlados en todo el rango de pruebas.
Lectura aleatoria 4K
La prueba de lectura aleatoria de 4K arrojó uno de los resultados más interesantes en nuestras pruebas FIO para el KIOXIA CD9P-R (7.68 TB). Con las profundidades de cola más bajas, IODepth 1 / NumJobs 1 e IODepth 2 / NumJobs 1, el CD9P-R se diferenció claramente del resto, produciendo aproximadamente 32.3 K IOPS (126 MB/s). A medida que aumentaba la concurrencia, el resto del grupo se puso al día, y en el pico de la prueba, la clasificación cambió. El SanDisk DC SN861 (7.68 TB) lideró en concurrencia con 2,555.6 K IOPS. Al mismo tiempo, el KIOXIA CD9P-R alcanzó 2,165.0 IOPS con una profundidad de E/S de 32 y 16 trabajos, igualando así al Micron 9550 Max (12.8 TB), que obtuvo 2,164.8 IOPS, en segundo lugar del grupo. Le siguieron el Solidigm PS1010 (7.68 TB) y el Pascari X200P (7.68 TB), mientras que el Micron 7600 Max (6.4 TB) y el Kingston DC3000ME (7.68 TB) se situaron en la parte inferior de la lista.
Latencia de lectura aleatoria de 4K
El análisis de latencia de lectura aleatoria 4K confirmó lo que sugería el gráfico de IOPS: el KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) tiene la latencia de lectura medida más baja en profundidades de cola bajas entre las unidades que probamos en el grupo de comparación. Comenzando en aproximadamente 30 µs con IODepth 1 / NumJobs 1, el CD9P-R tenía casi la mitad de la latencia de la mayoría de las unidades de la competencia, agrupadas en el rango de 60-90 µs en el mismo punto de datos. Durante la parte moderada del análisis, el CD9P-R mantuvo su liderazgo en latencia, manteniéndose por debajo del grupo hasta IODepth 8 y 16 antes de converger con el grupo a medida que aumentaba la concurrencia. En las profundidades de cola más altas probadas, todas las unidades se movieron al rango de 120-275 µs, con el SanDisk DC SN861 (7.68 TB) registrando la latencia más alta en aproximadamente 200 µs. El KIOXIA CD9P-R finalizó el barrido aproximadamente a los 236 µs, lo que lo sitúa en la mitad del grupo.
Almacenamiento directo de GPU
Una de las pruebas que realizamos en este banco de pruebas fue la prueba Magnum IO GPU Direct Storage (GDS). GDS es una función desarrollada por NVIDIA que permite a las GPU ignorar la CPU al acceder a datos almacenados en unidades NVMe u otros dispositivos de almacenamiento de alta velocidad. En lugar de enrutar los datos a través de la CPU y la memoria del sistema, GDS permite la comunicación directa entre la GPU y el dispositivo de almacenamiento, lo que reduce significativamente la latencia y mejora el rendimiento de los datos.
Cómo funciona el almacenamiento directo en GPU
Tradicionalmente, cuando una GPU procesa datos almacenados en una unidad NVMe, estos deben pasar primero por la CPU y la memoria del sistema antes de llegar a la GPU. Este proceso genera cuellos de botella, ya que la CPU actúa como intermediaria, lo que aumenta la latencia y consume valiosos recursos del sistema. El almacenamiento directo en la GPU elimina esta ineficiencia al permitir que la GPU acceda a los datos directamente desde el dispositivo de almacenamiento a través del bus PCIe. Esta ruta directa reduce la sobrecarga del movimiento de datos, lo que permite transferencias más rápidas y eficientes.
Las cargas de trabajo de IA, especialmente las que implican aprendizaje profundo, requieren un uso intensivo de datos. El entrenamiento de redes neuronales de gran tamaño requiere el procesamiento de terabytes de datos, y cualquier retraso en la transferencia de datos puede provocar que las GPU se subutilicen y que los tiempos de entrenamiento sean más prolongados. El almacenamiento directo en la GPU aborda este desafío al garantizar que los datos se entreguen a la GPU lo más rápido posible, lo que minimiza el tiempo de inactividad y maximiza la eficiencia computacional.
Además, GDS es particularmente beneficioso para cargas de trabajo que implican la transmisión de grandes conjuntos de datos, como el procesamiento de video, el procesamiento de lenguaje natural o la inferencia en tiempo real. Al reducir la dependencia de la CPU, GDS acelera el movimiento de datos y libera recursos de la CPU para otras tareas, lo que mejora aún más el rendimiento general del sistema.
Rendimiento de lectura secuencial de GDSIO
La prueba de rendimiento de lectura secuencial GDSIO puso de manifiesto el excelente rendimiento de lectura del KIOXIA CD9P-R (7.68 TB). En los tres segmentos de tamaño de bloque, el CD9P-R se posicionó como la unidad con mayor rendimiento en la mayoría de los recuentos de subprocesos.
En el segmento de tamaño de bloque de 16K, el CD9P-R comenzó con aproximadamente 0.3 GiB/s en 16K/1 hilo, comenzando por detrás de la mayoría de los demás. Unidades como el Pascari X200P (7.68 TB) y el Micron 7600 Max (6.4 TB) entraron en el segmento con aproximadamente 0.55-0.6 GiB/s en un solo hilo. A medida que aumentaba el número de hilos, el CD9P-R escalaba agresivamente, superando al grupo en el rango medio. Para 16K/16 había superado a la mayoría de los competidores, y para 16K/64 alcanzó aproximadamente 2.0 GiB/s, el rendimiento más alto del grupo en ese momento. En 16K/128, el CD9P-R se mantuvo en aproximadamente 1.9 GiB/s y se mantuvo entre los mejores en rendimiento mientras que varias otras unidades se estancaron o disminuyeron. La ventaja de rendimiento de lectura de 16K del CD9P-R es producto de la eficiencia con la que escala con el número de subprocesos, no del dominio de un único flujo.
Al entrar en el segmento de tamaño de bloque de 128K, el CD9P-R comenzó con aproximadamente 1.6 GiB/s a 128K/1, cerca de la cima del grupo con ese número de hilos, junto con el SanDisk DC SN861 (7.68 TB). Escaló limpiamente en el rango de hilos moderado, alcanzando aproximadamente 3.9 GiB/s a 128K/8, el mayor rendimiento del grupo en ese punto, donde la mayoría de los competidores todavía estaban en el rango de 1.7 a 2.0 GiB/s. A través de 128K/16 y 128K/32, el CD9P-R continuó liderando el campo mientras otras unidades aumentaban su escala. A 128K/64 y 128K/128, el Micron 9550 Pro (7.68 TB) y el Micron 9550 Max (12.8 TB) alcanzaron y superaron al CD9P-R, llegando a aproximadamente 5.2 a 5.3 GiB/s, mientras que el CD9P-R alcanzó un pico de aproximadamente 5.1 GiB/s y luego retrocedió a aproximadamente 4.8 GiB/s a 128K/128.
En el segmento de tamaño de bloque de 1M, el CD9P-R abrió a aproximadamente 3.9 GiB/s a 1M/1 y escaló de manera constante con cada recuento de hilos subsiguiente. A 1M/128, alcanzó aproximadamente 6.2 GiB/s, el rendimiento de lectura máximo más alto en el grupo de comparación. El Pascari X200P (7.68 TB) y el Micron 9550 Max (12.8 TB) estuvieron cerca con aproximadamente 6.1 GiB/s cada uno, seguidos por el Solidigm PS1010 (7.68 TB) y el Micron 9550 Pro (7.68 TB) con aproximadamente 6.0 GiB/s. El Kingston DC3000ME (7.68 TB) alcanzó aproximadamente 5.9 GiB/s, mientras que el Micron 7600 Max (6.4 TB) fue el claro rezagado con aproximadamente 5.6 GiB/s.
Latencia de lectura secuencial GDSIO
El gráfico de latencia de lectura secuencial de GDSIO mostró que las ocho unidades siguieron trayectorias prácticamente idénticas durante todo el ciclo. Los valores de latencia dependen principalmente del tamaño del bloque y del número de subprocesos, más que de las características específicas de cada unidad, lo que hace que este gráfico sea menos representativo que los resultados de rendimiento y IOPS.
En la configuración de un solo hilo (bloque de 16K, 1 hilo), el CD9P-R registró aproximadamente 44 µs, lo que lo sitúa en la mitad del grupo. Las unidades más rápidas en esta configuración fueron el Pascari X200P (7.68 TB) con aproximadamente 26 µs, el SanDisk DC SN861 (7.68 TB) con aproximadamente 26 µs y el Micron 7600 Max (6.4 TB) con aproximadamente 27 µs. En el otro extremo, el Kingston DC3000ME (7.68 TB) registró aproximadamente 83 µs y el Solidigm PS1010 (7.68 TB) aproximadamente 71 µs, siendo, con diferencia, los valores más altos de latencia de lectura de un solo hilo en el grupo.
Durante el resto del barrido, las líneas convergieron. Todas las unidades alcanzaron el rango de 20,000-22,000 µs a 1M/128, con el CD9P-R a aproximadamente 20.3 ms ubicándose en la parte inferior del grupo, lo que concuerda con su mayor rendimiento en esa configuración.
Rendimiento de escritura secuencial GDSIO
El análisis del rendimiento de escritura secuencial de GDSIO reveló diferencias notables en todo el grupo.
El Solidigm PS1010 (7.68 TB) mostró una drástica caída en el rendimiento de escritura con un alto número de subprocesos en el segmento de bloques de 128 KB. Tras ofrecer un rendimiento competitivo de 3.9 GiB/s a 128 KB/32, la unidad cayó bruscamente a aproximadamente 2.5 GiB/s a 128 KB/64 y luego a tan solo 1.6 GiB/s a 128 KB/128, menos de la mitad del rendimiento de la mayoría de las unidades de la competencia en esa configuración. La degradación continuó en el segmento de 1 MB, donde el pico de la unidad alcanzó solo 4.2 GiB/s con un número moderado de subprocesos, para luego volver a descender en el extremo superior. Esta caída sostenida bajo una carga de escritura multihilo intensa destaca como la anomalía más significativa en el conjunto de datos. El Micron 9550 Max (12.8 TB) también mostró una fuerte caída en el rendimiento en el segmento de 1M, pasando de aproximadamente 4.7 GiB/s en 1M/32 a aproximadamente 2.2 GiB/s en 1M/64 antes de una recuperación parcial en 1M/128.
En el segmento de tamaño de bloque de 16K, todas las unidades mantuvieron un rendimiento similar dentro del rango de 0.6 a 1.5 GiB/s, con diferencias de solo unas décimas de GiB/s en la mayoría de los recuentos de hilos. El CD9P-R comenzó con aproximadamente 0.7 GiB/s a 16K/1, escaló a aproximadamente 1.5 GiB/s a 16K/32 y luego se estabilizó. El Micron 9550 Max (12.8 TB) fue la excepción, ya que cayó abruptamente a aproximadamente 0.7 GiB/s a 16K/128, mientras que el resto del grupo se mantuvo en el rango de 1.2 a 1.4 GiB/s.
En el segmento de 128K, el CD9P-R se situó entre los de mejor rendimiento con un número bajo de hilos. A 128K/1, alcanzó aproximadamente 2.7 GiB/s, cerca de la cima del grupo, y escaló hasta aproximadamente 4.7 GiB/s a 128K/8, el valor más alto del grupo en ese momento. A partir de 128K/16, el Micron 9550 Pro (7.68 TB) y el Micron 9550 Max (12.8 TB) superaron al CD9P-R, alcanzando aproximadamente entre 5.1 y 5.3 GiB/s en sus respectivos picos. El CD9P-R se mantuvo en torno a los 4.1-4.5 GiB/s durante el resto del segmento de 128K.
En el segmento de tamaño de bloque de 1M, el CD9P-R entró en el segmento con aproximadamente 4.9 GiB/s a 1M/1, el rendimiento más alto del grupo en esa configuración de un solo hilo. Sin embargo, se mantuvo prácticamente plano en aproximadamente 4.3-4.4 GiB/s en todos los recuentos de hilos posteriores, en lugar de seguir escalando. La mayoría de las demás unidades utilizaron hilos adicionales para aumentar aún más: el Micron 9550 Pro (7.68 TB), el Micron 7600 Max (6.4 TB) y el Pascari X200P (7.68 TB) superaron al CD9P-R a 1M/4 y superiores, alcanzando un rendimiento máximo de aproximadamente 5.2 a 5.7 GiB/s. El rendimiento máximo de escritura del CD9P-R, de 4.9 GiB/s, ocupó el quinto lugar entre las ocho unidades, por detrás del Micron 9550 Max con 5.69 GiB/s, el Micron 9550 Pro con 5.54 GiB/s, el Micron 7600 Max con 5.44 GiB/s y el Pascari X200P con 5.41 GiB/s.
Latencia de escritura secuencial GDSIO
En el segmento de 16K, todas las unidades mostraron un rendimiento similar con un bajo número de hilos. A 16K/1, la CD9P-R registró aproximadamente 21 µs, la latencia de escritura más baja del grupo en esa configuración, justo por debajo de la Solidigm PS1010 (7.68 TB) con aproximadamente 22 µs. La Pascari X200P (7.68 TB) le siguió con aproximadamente 25 µs, mientras que la Micron 9550 Max (12.8 TB) y la Micron 7600 Max (6.4 TB) se situaron en torno a los 30 µs. A 16K/128, la Micron 9550 Max alcanzó un pico de aproximadamente 2,500 µs, la latencia de escritura más alta del grupo en esa configuración, mientras que la CD9P-R se mantuvo en aproximadamente 1,500 µs y permaneció entre los valores más bajos del grupo.
En el segmento de 128K, el colapso del rendimiento del Solidigm PS1010 se manifestó en el gráfico de latencia como un pico pronunciado de aproximadamente 9,700 µs a 128K/64, la anomalía más visible en esa parte del barrido. El CD9P-R siguió la tendencia del grupo principal a lo largo del segmento de 128K, manteniéndose en el rango de 1,900 a 3,800 µs en 128K/64 y 128K/128.
En el segmento de 1M, dos unidades mostraron picos de latencia elevados a 1M/64, consistentes con su degradación de rendimiento en esa configuración. El Micron 9550 Max (12.8 TB) y el Micron 9550 Pro (7.68 TB) alcanzaron aproximadamente 27 000-28 000 µs a 1M/64, y luego aumentaron aún más a 1M/128. El CD9P-R alcanzó aproximadamente 14 500 µs a 1M/64, lo que refleja su rendimiento de escritura más estable en esa configuración, y finalizó el barrido en aproximadamente 29 100 µs a 1M/128. El Pascari X200P (7.68 TB) ofreció la latencia de escritura más baja a 1M/128 en aproximadamente 25 000 µs. Los valores más altos a 1M/128 se observaron para el Micron 9550 Pro a aproximadamente 44,900 µs y el Solidigm PS1010 a aproximadamente 40,700 µs, seguido del Micron 7600 Max a aproximadamente 36,000 µs.
Conclusión
El KIOXIA CD9P-R E3.S de 7.68 TB cumple a la perfección con las expectativas de una unidad de lectura intensiva, y los datos de las pruebas lo confirman de principio a fin. Las lecturas secuenciales se situaron entre las mejores del grupo con 14 235,9 MB/s en nuestra prueba de 128 KB, igualando prácticamente al Pascari X200P. El verdadero potencial de la unidad se hizo patente con profundidades de cola bajas: una latencia de lectura aleatoria de 4 KB de aproximadamente 30 µs en QD1, casi la mitad de los 60 a 90 µs que registra la mayoría de las unidades del mercado. Este comportamiento de baja latencia en lectura se mantuvo en el almacenamiento directo por GPU, donde el CD9P-R escaló de forma óptima con el número de subprocesos y alcanzó el mayor rendimiento de lectura de 1 MB del grupo, de aproximadamente 6.2 GiB/s.
Las ventajas y desventajas son igualmente claras y se alinean con el diseño de 1 DWPD de la unidad en lugar de ir en su contra. El rendimiento de escritura se situó en la mitad de la tabla, con escrituras secuenciales de 128K de 6,912.4 MB/s, quedando al final del grupo, y el rendimiento de escritura secuencial GDSIO alcanzó un máximo de 4.9 GiB/s, ubicándose en quinto lugar entre las ocho unidades. La familia Micron 9550 lideró esas cargas de trabajo de escritura tanto en rendimiento como en latencia. Nada de esto supone una crítica al CD9P-R; es un SSD con uso intensivo en lectura, y los compradores que necesiten un rendimiento de escritura sostenido deberían considerar el CD9P-V, de uso mixto.
La consistencia bajo carga es la otra parte de la historia. En la prueba de puntos de control DLIO contra el perfil LLAMA 3.1 405B, el CD9P-R se estabilizó en torno a los 572 segundos por pasada y se mantuvo dentro del rango de 553 a 590 segundos que define el campo Gen5 principal, evitando las fluctuaciones que llevaron al Pascari X200P a 674.5 segundos. La plataforma también escala bien más allá de nuestra muestra: la familia CD9P-R alcanza los 30.72 TB en E3.S y los 61.44 TB en el formato de 2.5 pulgadas con la misma arquitectura, lo que permite que una sola calificación cubra todo, desde nodos de computación de alto rendimiento hasta niveles de lectura de alta densidad.
Para flotas en la nube, canalizaciones de datos de IA, entrega de contenido y niveles de lectura virtualizados con patrones de acceso predominantemente de lectura, el CD9P-R es una unidad fácilmente recomendable. Combina un rendimiento de lectura Gen5 de primera categoría con la latencia de lectura de baja QD más baja de nuestro grupo de comparación y una gran capacidad, y se mantiene estable bajo carga sostenida.
Página del producto – KIOXIA CD9P-R 7.68 TB
Clasificación: El Kioxia CD9P-R ocupa el primer puesto en la clasificación de los mejores SSD empresariales en cuanto a rendimiento de lectura intensiva.
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