La densidad es más importante que nunca en los centros de datos modernos, donde cada centímetro de espacio en rack y cada vatio de energía consumida impacta directamente en la eficiencia operativa y los costos. El SSD D5-P5336 de 122.88 TB de Solidigm llega como una solución convincente a este desafío, con una capacidad excepcional en una sola unidad U.2 y estableciendo un nuevo estándar en densidad de almacenamiento SSD.
Esta densidad de almacenamiento sin precedentes no solo optimiza la infraestructura física, sino que también transforma las posibilidades de diseño de los centros de datos al reducir significativamente los requisitos de espacio en rack y mejorar la eficiencia energética general. A medida que los centros de datos equilibran cada vez más las crecientes demandas de las cargas de trabajo de IA, la distribución de contenido y el almacenamiento de objetos con las presiones de la sostenibilidad y el coste, las unidades como la Solidigm D5-P5336 representan no solo un avance tecnológico, sino una evolución esencial en la estrategia de almacenamiento empresarial.
Ya estamos viendo esta adopción; los proveedores de servidores y almacenamiento están habilitando rápidamente unidades de alta capacidad para responder a las demandas de los clientes de eficiencia de almacenamiento. Dell Technologies, por ejemplo, ya ha añadido compatibilidad con Unidades de 122.88 TB en su línea PowerScale de matrices de almacenamiento, y acaban de demostrarlo PowerEdge R7725xd, que puede alojar casi 3 PB de capacidad con estas unidades de gran capacidad.
Para esta revisión, no alcanzaremos esos niveles de escalabilidad; solo contamos con una unidad para este informe. Dicho esto, nuestras cargas de trabajo demostrarán dónde destaca esta unidad en diversas cargas de trabajo empresariales, incluidas aquellas diseñadas para soportar aplicaciones de IA modernas. Si prefiere un enfoque un poco más innovador para usar SSD de 122.88 TB, exploramos el potencial del Solidigm D122-P5 de 5336 TB en una implementación única de IA en el borde a principios de este año, utilizando... NVIDIA Jetson Orin Nano Super.
Una última nota antes de profundizar. Es fundamental comprender qué es y qué no es el P122.88 de 5336 TB. Este lanzamiento es una extensión de la familia Drive, lanzada a mediados de 2023. Solidigm fue una de las primeras empresas en comercializar almacenamiento QLC para uso empresarial, ofreciendo densidad, rentabilidad, buen rendimiento de lectura y un rendimiento adecuado para las cargas de trabajo que podrían beneficiarse de esta combinación única. Desde entonces, la industria se ha apresurado a alcanzar el liderazgo en capacidad de Solidigm. Sin embargo, con la variedad de configuraciones y formatos de unidades, el panorama se ha vuelto bastante confuso. Si bien la unidad Solidigm de 122.88 TB sigue siendo un modelo Gen4 con formato U.2 (también está disponible en E1.L), está diseñada para ofrecer alta capacidad con una atractiva relación TB/$.
Construcción y Diseño
El Solidigm D5-P5336 122.88TB mantiene la misma arquitectura de núcleo que el modelo anterior. Modelo de 61.44 TB revisadoUtilizando QLC NAND de 192 capas. Esta consistencia garantiza un rendimiento predecible, un comportamiento térmico y la compatibilidad de interfaces en todas las capacidades, lo cual es crucial para implementaciones de escalamiento horizontal. Como unidad de E/S de 32 KB (en comparación con los 16 KB de la versión de 61 TB), la D122-P5 de 5336 TB está optimizada para patrones de E/S de tamaño mediano que se encuentran comúnmente en el almacenamiento de objetos y las canalizaciones de datos de IA. Este diseño proporciona una mayor flexibilidad de carga de trabajo a la vez que mantiene la eficiencia.
Lo que distingue a este modelo es su capacidad de 122.88 TB, que duplica el almacenamiento sin aumentar el espacio físico. Alojado en un formato estándar U.2.5 de 2 pulgadas y 15 mm, también está disponible en configuraciones E3.S de 7.5 mm y E1.L de 9.5 mm para satisfacer diversas necesidades de hiperescala. La unidad utiliza la interfaz PCIe Gen4 x4 NVMe, que ofrece hasta 7 GB/s de rendimiento de lectura secuencial y 3 GB/s de rendimiento de escritura. Si bien no adopta PCIe Gen5, Gen4 proporciona suficiente ancho de banda para las cargas de trabajo de lectura intensiva a las que se dirige el D5-P5336, incluyendo canalizaciones de IA, distribución de contenido y almacenamiento de objetos.
En cuanto al rendimiento, la unidad ofrece hasta 900,000 4 IOPS para lecturas aleatorias (256K, QD19,000) y 16 256 IOPS para escrituras aleatorias (110K, QD4). La latencia de lectura es de 40 microsegundos (32K) y la de escritura, de 8 microsegundos (4K). La latencia de acceso secuencial es aún menor, con lecturas de 21 microsegundos (32K) y escrituras de XNUMX microsegundos (XNUMXK), lo que permite un funcionamiento altamente sensible en implementaciones a gran escala.
Al comparar el P122 de 5336 TB con la unidad anterior de 61 TB, el SSD de mayor capacidad ofrece un rendimiento de escritura inferior. Las transferencias secuenciales de 128 K disminuyen de 3 GB/s a 3.3 GB/s, y el rendimiento de escritura aleatoria de 16 K disminuye aún más, de 43 19 IOPS a tan solo XNUMX XNUMX IOPS. A medida que avanzamos en la evaluación, es fundamental tener en cuenta que las capacidades variarán a medida que las cargas de trabajo específicas sometan a las unidades a una mayor presión en el rendimiento de transferencia secuencial o aleatoria.
La unidad incluye caché DRAM SK hynix y condensadores de protección contra cortes de energía. Estos componentes garantizan un almacenamiento en búfer fiable y protegen los datos ante cortes de energía inesperados, algo fundamental en entornos empresariales. La fiabilidad de la unidad incluye un tiempo medio entre fallos (MTBF) de dos millones de horas y una tasa de errores de bit irrecuperables inferior a un error de bit por cada 100 cuatrillones de bits leídos.
Las organizaciones se preocupan por la vida útil de sus SSD, centrándose en la cantidad de escrituras a lo largo de muchos años de uso. La clasificación de resistencia del Solidigm D5-P5336 es de 0.6 escrituras por día (DWPD), basada en una carga de trabajo de escritura aleatoria de 32 KB, lo que se traduce en 134.3 petabytes escritos (PBW) durante el período de garantía. El SSD D122-P5 de 5336 TB de Solidigm establece un nuevo estándar de resistencia, diseñado para un funcionamiento continuo 24/7 durante un período de cinco años. Puede gestionar escrituras aleatorias de 32 KB, conservando el 5 % de su resistencia después de cinco años, o escrituras aleatorias de 4 KB, con un 12 % de resistencia restante. Si bien mantiene una clasificación de escrituras por día (DWPD) de 0.60, la mayor capacidad de NAND le permite soportar cargas de trabajo continuas con mayor eficacia.
La unidad cuenta con refrigeración pasiva y está alojada en una sólida carcasa de aluminio. Funciona con un consumo de energía moderado de 24 vatios en activo y 5 vatios en inactivo, lo que le permite integrarse fácilmente en infraestructuras existentes. Pesa aproximadamente 166.4 gramos, admite un rango de temperatura de funcionamiento de 0 a 70 grados Celsius, resistencia a vibraciones de hasta 2.17 GRMS, resistencia a impactos de hasta 1,000 G y cuenta con una garantía de cinco años. Está diseñada para entornos que priorizan la densidad, la eficiencia y la consolidación de racks, ofreciendo una gran capacidad en un formato empresarial familiar.
Especificaciones de la serie Solidigm D5-P5336 (122.88 TB)
| Descripción general | Serie Solidigm D5-P5336 (122.88 TB) |
|---|---|
| de Carga | 122.88TB |
| Factor de forma | U.2 15 mm o E1.L 9.5 mm |
| Fácil de usar | PCIe 4.0 x4, NVMe |
| Caso de uso | Servidor / Empresa |
| Lectura secuencial | 7000MB / s |
| Escritura secuencial | 3000MB / s |
| Lectura aleatoria (IOPS) | 900,000 (4K, QD256) |
| Escritura aleatoria (IOPS) | 19,000 (16K, QD256) |
| Latencia (lectura/escritura) | Lectura: 110 μs (4K) / Escritura: 40 μs (32K) |
| Latencia secuencial (típ.) | Lectura: 8 μs (4K) / Escritura: 21 μs (32K) |
| Energía (activa/inactiva) | Activo: 24 W / Inactivo: 5 W |
| Raid | 0.6 DWPD (32 134.3 RW) / XNUMX PBW |
| MTBF | 2 millón de horas |
| UBER | <1 sector por 10 bits leídos |
| Temperatura de funcionamiento | 0 ° C a 70 ° C |
| Vibración / Choque | 2.17 GRMS (en funcionamiento), 1,000 G (choque) |
| Garantía | 5 años |
| Peso | 166.4g ± 10g |
Test de rendimiento
Plataforma de pruebas de conducción
Utilizamos un Dell PowerEdge R760 con Ubuntu 22.04.02 LTS como plataforma de prueba para todas las cargas de trabajo de esta revisión. Equipado con un Cables seriales Gen5 JBOFOfrece una amplia compatibilidad con SSD U.2, E1.S, E3.S y M.2. Nuestra configuración del sistema se describe 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
Comparación de unidades
- Solidigm P5336 122.88 TB (Gen4 | 2.5″ | U.2)
- Solidigm P5336 61.44 TB (Gen4 | 2.5″ | U.2)
- Micron 6550 ION de 61.44 TB (5.ª generación | E3.S)
Como se mencionó en la introducción, el mercado de unidades empresariales de alta capacidad es complejo, con diversos formatos, tipos de NAND y perfiles de costo-rendimiento que considerar. Para esta revisión, comparamos un pequeño grupo de SSD con el Solidigm P122.88 de 5336 TB, incluyendo el Solidigm P61.44 de 5336 TB y el Micron 61.44 de 6550 TB.
El Micron 6550 es único por estar basado en Gen5 y TLC, y es uno de los pocos en producción con esta capacidad. La unidad Micron tendrá la ventaja de velocidades de E/S más altas.
Al revisar los resultados de rendimiento, es fundamental comprender esta etapa. En la implementación, estas unidades podrían no competir directamente, pero sí se superponen en las capacidades que ofrecen. Para proporcionar una referencia de escala, hemos incluido la unidad Micron en esta revisión.
Rendimiento de CDN
Para simular una carga de trabajo realista de CDN con contenido mixto, los SSD se sometieron a una secuencia de evaluación comparativa multifase diseñada para replicar los patrones de E/S de servidores perimetrales con alto contenido. El procedimiento de prueba abarca una variedad de tamaños de bloque, tanto grandes como pequeños, distribuidos en operaciones aleatorias y secuenciales, con distintos niveles de concurrencia.
Antes de las pruebas principales de rendimiento, cada SSD completó un llenado total del dispositivo con una escritura secuencial del 100% utilizando bloques de 1 MB. Este proceso utilizó E/S síncronas y una profundidad de cola de cuatro, lo que permitió cuatro trabajos simultáneos. Esta fase garantiza que la unidad alcance un estado estable representativo del uso real. Tras el llenado secuencial, se ejecutó una segunda etapa de saturación de escritura aleatoria de tres horas utilizando una distribución ponderada bssplit (tamaño de bloque/porcentaje), con una marcada preferencia por las transferencias de 128 K (98.51 %), con contribuciones menores de bloques de menos de 128 K hasta 8 K. Este paso emula los patrones de escritura fragmentados e irregulares que suelen observarse en entornos de caché distribuida.
El conjunto principal de pruebas se centró en operaciones de lectura y escritura aleatorias a escala para medir el comportamiento de la unidad con profundidades de cola variables y concurrencia de trabajos. Cada prueba se ejecutó durante cinco minutos (300 segundos) y fue seguida por un periodo de inactividad de tres minutos, lo que permitió que los mecanismos de recuperación internos estabilizaran las métricas de rendimiento.
- Se ejecutó con una distribución de tamaño de bloque fija, priorizando 128 K (98.51 %), y el 1.49 % restante de las operaciones se componía de transferencias más pequeñas, de entre 64 K y 8 K. Cada configuración varió entre 1, 2 y 4 trabajos simultáneos, con profundidades de cola de 1, 2, 4, 8, 16 y 32, para perfilar la escalabilidad y la latencia del rendimiento en condiciones típicas de escritura en el borde.
- Se utilizó un perfil de tamaño de bloque muy mixto, que imita la recuperación de contenido de CDN. Este perfil comenzó con un componente dominante de 128K (83.21%), seguido de una cola larga de más de 30 bloques de menor tamaño, desde 4K hasta 124K, cada uno con representación de frecuencia fraccionaria. Esta distribución refleja los diversos patrones de solicitud encontrados durante la obtención de segmentos de vídeo, el acceso a miniaturas y la búsqueda de metadatos. Estas pruebas también se ejecutaron en la matriz completa de recuentos de trabajos y profundidades de cola.
Esta combinación de preacondicionamiento, saturación y pruebas de acceso aleatorio de tamaño mixto está diseñada para revelar cómo los SSD manejan entornos sostenidos similares a CDN, enfatizando la capacidad de respuesta y la eficiencia en escenarios altamente paralelizados y de gran ancho de banda.
Carga de trabajo de CDN Lectura 1
En esta prueba de lectura de un solo subproceso que simula un tráfico de entrega de contenido ligero, los modelos Solidigm P5336 de 122.88 TB y Solidigm P5336 de 61.44 TB muestran características de escalado consistentes. El modelo de 122.88 TB alcanza 7,109 MB/s en QD32, ligeramente por encima de los 61.44 MB/s del modelo de 7,002 TB. Este escalado casi idéntico sugiere que el modelo de mayor capacidad de Solidigm mantiene la misma eficiencia con poca presión de lectura sin degradación del rendimiento. En cambio, el Micron 6550 de 61.44 TB escala de forma mucho más agresiva, alcanzando un máximo de 12,288 XNUMX MB/s.
Carga de trabajo de CDN Lectura 2
Con dos subprocesos aplicados, los discos Solidigm P5336 de 122.88 TB y P5336 de 61.44 TB ofrecen un rendimiento prácticamente idéntico, escalando desde 840 MB/s en QD1 hasta aproximadamente 7,467 MB/s y 7,469 MB/s, respectivamente, en QD32. Ambas unidades muestran mejoras consistentes hasta QD16, tras lo cual el rendimiento se estabiliza, lo que indica un punto de saturación en su arquitectura actual. Para aplicaciones con paralelismo moderado, esto proporciona una base fiable para un escalado predecible. El Micron 6550, en cambio, muestra un rango de escalado general más alto, comenzando en 1,384 MB/s y continuando hasta 13,312 32 MB/s en QD5, lo que refleja las ventajas de su NAND TLC y su interfaz GenXNUMX.
Carga de trabajo de CDN Lectura 4
Este escenario de lectura de alta demanda somete a las unidades a una mayor presión, con mayor concurrencia. Las unidades Solidigm P5336 de 122.88 TB y P5336 de 61.44 TB muestran un escalado consistente, alcanzando aproximadamente entre 7,466 y 7,469 MB/s en el QD16 y manteniendo la estabilidad hasta el QD32. Los resultados entre ambas capacidades se mantienen prácticamente idénticos, lo que refuerza el comportamiento consistente del controlador de Solidigm en toda su línea de alta capacidad. En comparación, el Micron 6550 alcanzó 13,107 16 MB/s en el QDXNUMX y mantuvo ese ancho de banda durante el resto de la prueba.
Escritura de carga de trabajo de CDN 1
Al pasar al rendimiento de escritura en condiciones de un solo subproceso, el Solidigm P5336 de 122.88 TB comienza con 1,742 MB/s y alcanza aproximadamente 2,572 MB/s en QD32. El Solidigm P5336 de 61.44 TB comienza con una velocidad inferior, de 461 MB/s, pero escala de forma más agresiva, alcanzando un máximo de 3,029 MB/s. El Micron 6550 comienza con 984 MB/s y continúa escalando de forma consistente a lo largo del rango de profundidad de cola, alcanzando 6,288 MB/s en QD32. Los modelos Solidigm presentan diferentes características de escalado, mientras que Micron mantiene una progresión más lineal a lo largo de la prueba.
Escritura de carga de trabajo de CDN 2
Al pasar al rendimiento de escritura de doble subproceso, el ancho de banda aumenta en las tres unidades. La Solidigm P5336 de 61.44 TB comienza con 2,771 MB/s y mantiene una velocidad relativamente estable hasta QD32, con solo pequeñas fluctuaciones. La Solidigm P5336 de 122.88 TB opera en un rango más estrecho, manteniéndose entre 2,468 MB/s y 2,620 MB/s en todas las profundidades de cola. La Micron 6550 muestra un escalamiento continuo, comenzando con 2,035 MB/s y alcanzando 6,743 MB/s en QD32. Las unidades Solidigm mantienen un rendimiento constante, mientras que la Micron muestra un perfil de escalamiento más amplio en el mismo rango.
Escritura de carga de trabajo de CDN 4
Con la máxima concurrencia, ambos modelos Solidigm P5336 muestran un escalado estable, aunque limitado. El P5336 de 61.44 TB comienza con aproximadamente 2,935 MB/s y alcanza un máximo de 3,062 MB/s, mientras que el P5336 de 122.88 TB comienza con 2,529 MB/s y termina ligeramente por debajo, con 2,562 MB/s. Esto resulta en un rendimiento máximo aproximadamente un 16 % menor para el modelo de 122.88 TB en comparación con la versión de 61.44 TB. El Micron 6550, por otro lado, escala de forma constante de 2,323 MB/s a 6,731 MB/s en QD32.
Rendimiento de ObjectStorage
Esta prueba utiliza un script FIO que se aproxima a una carga de trabajo de ObjectStorage. El 65 % de las solicitudes se emiten con un tamaño de transferencia de 64 KiB para representar operaciones comunes de bloques pequeños, el 15 % con 8 MiB para cargas de trabajo de streaming de rango medio y otro 15 % con 64 MiB para optimizar el manejo de bloques grandes de la unidad. El 5 % final con una carga útil de 1 GiB impulsa el rendimiento secuencial máximo. Al intercalar estos cuatro tamaños de bloque en las proporciones especificadas, se simula una carga de trabajo mixta que revela tanto la agilidad del controlador con E/S pequeñas como su capacidad de ancho de banda bruto con transferencias masivas.
Lectura aleatoria (1 hilo, 40QD)
| De cadena | Ancho de banda de lectura (MB/s) | Leer IOPS | Latencia de lectura (ms) |
|---|---|---|---|
| Micron 6550 de 61 TB | 13,444.10 | 3,165.10 | 12.5011 |
| Solidigm P5336 61TB | 7,117.38 | 1,673.76 | 23.4513 |
| Solidigm P5336 122TB | 7,101.97 | 1,674.78 | 23.4385 |
En esta prueba de lectura aleatoria de un solo subproceso y alta profundidad, el rendimiento de los discos Solidigm P5336 de 122.88 TB y P5336 de 61.44 TB es prácticamente idéntico. El modelo de 122.88 TB alcanza 7,101.97 MB/s y 1,674.78 IOPS con una latencia de 23.44 ms, mientras que la variante de 61.44 TB alcanza 7,117.38 MB/s y 1,673.76 IOPS con una latencia de 23.45 ms. La diferencia de ancho de banda entre las dos capacidades de Solidigm es inferior al 0.25 %, lo que demuestra un rendimiento consistente en toda la línea P5336 para cargas de trabajo de lectura aleatoria.
El Micron 6550 ofrece un rendimiento significativamente superior, alcanzando 13,444.10 3,165.10 MB/s y 12.50 IOPS con una latencia de 5 ms. Su ventaja en este escenario se debe al uso de TLC NAND y una interfaz PCIe Gen4, que contribuyen a un mayor rendimiento de lectura aleatoria y mayor capacidad de respuesta en comparación con las unidades Solidigm GenXNUMX basadas en QLC.
Lectura secuencial (1 hilo, 40QD)
| De cadena | Ancho de banda de lectura (MB/s) | Leer IOPS | Latencia de lectura (ms) |
|---|---|---|---|
| Micron 6550 de 61 TB | 13,955.46 | 223.32 | 174.723 |
| Solidigm P5336 61TB | 7,098.64 | 114.12 | 341.727 |
| Solidigm P5336 122TB | 7,103.98 | 114.60 | 340.322 |
En cuanto al rendimiento de lectura secuencial, los modelos Solidigm P5336 de 122.88 TB y P5336 de 61.44 TB muestran resultados prácticamente idénticos. El modelo de 122.88 TB alcanza 7,103.98 MB/s con 114.60 IOPS y una latencia de 340.32 ms, mientras que la versión de 61.44 TB alcanza 7,098.64 MB/s, 114.12 IOPS y 341.73 ms. La diferencia de rendimiento entre ambos es inferior al 0.1 %, lo que refleja un comportamiento consistente en ambas capacidades en cargas de trabajo de lectura secuencial sostenidas. El Micron 6550 alcanza resultados significativamente superiores, con 13,955.46 223.32 MB/s y 174.72 IOPS con una latencia de 96 ms, lo que ofrece un rendimiento aproximadamente un XNUMX % superior al de cualquiera de los modelos Solidigm en esta prueba.
Lectura aleatoria (4 hilo, 10QD)
| De cadena | Ancho de banda de lectura (MB/s) | Leer IOPS | Latencia de lectura (ms) |
|---|---|---|---|
| Micron 6550 de 61 TB | 13,301.67 | 3,142.01 | 12.5619 |
| Solidigm P5336 61TB | 7,131.65 | 1,686.98 | 22.9787 |
| Solidigm P5336 122TB | 7,131.95 | 1,690.84 | 22.9315 |
Al pasar a leer con cuatro subprocesos y una profundidad de cola de 10, el Solidigm P5336 de 122.88 TB registra 7,131.95 MB/s, 1,690.84 IOPS y una latencia de 22.93 ms. El Solidigm P5336 de 61.44 TB le sigue de cerca con 7,131.65 MB/s y 1,686.98 IOPS, con una latencia de 22.98 ms. La diferencia de ancho de banda entre ambos modelos es inferior al 0.005 %. El Micron 6550 alcanza 13,301.67 3,142.01 MB/s y 12.56 IOPS con una latencia de 86 ms, lo que ofrece aproximadamente un XNUMX % más de rendimiento que cualquiera de las unidades Solidigm.
Lectura secuencial (4 hilo, 10QD)
| De cadena | Ancho de banda de lectura (MB/s) | Leer IOPS | Latencia de lectura (ms) |
|---|---|---|---|
| Micron 6550 de 61 TB | 13,524.00 | 218.06 | 171.040 |
| Solidigm P5336 61TB | 7,130.97 | 115.03 | 315.565 |
| Solidigm P5336 122TB | 7,130.99 | 114.72 | 316.304 |
En esta prueba de lectura secuencial de cuatro hilos con una profundidad de cola de 10, el Solidigm P5336 de 122.88 TB alcanza 7,130.99 MB/s con 114.72 IOPS y una latencia de 316.30 ms. La latencia del Solidigm P5336 de 61.44 TB es muy similar: 7,130.97 MB/s, 115.03 IOPS y 315.57 ms. Ambos modelos presentan un rendimiento secuencial prácticamente idéntico en todas las capacidades, con una diferencia inferior al 0.01 %. El Micron 6550 alcanza 13,524.00 218.06 MB/s y 171.04 IOPS con una latencia de 89 ms, lo que proporciona un rendimiento aproximadamente un XNUMX % superior al de cualquiera de las unidades Solidigm en las mismas condiciones.
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 referencia Data and Learning Input/Output (DLIO). Desarrollada por el Laboratorio Nacional de 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 gráfico a continuación ilustra cómo ambas unidades gestionan el proceso en 99 puntos de control (198 para la de 122 TB). Al entrenar modelos de aprendizaje automático, los puntos de control son esenciales para guardar el estado del modelo periódicamente, lo que evita 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 referencia DLIO, publicada el 13 de agosto de 2024.
Para garantizar que nuestra evaluación comparativa reflejara escenarios reales, basamos nuestras pruebas en la arquitectura del modelo LLAMA 3.1 405B. Implementamos puntos de control 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 procesamiento paralelo de tensor de 4 vías y paralelo de canalización de 2 vías distribuido entre las ocho GPU. Esta configuración resultó en tamaños de puntos de control de 1,636 GB, representativos de los requisitos de entrenamiento de modelos de lenguaje modernos de gran tamaño.
Al comparar el rendimiento del punto de control del Solidigm P61 de 122 TB y 5336 TB, el SSD de 122 TB presenta tiempos de control más largos una vez que la unidad se llena. En la primera pasada, la diferencia entre ambos SSD es aproximadamente un 20 % más rápida para la versión de 122 TB que para la de 61 TB, mientras que en la segunda y tercera pasadas, es un 16.4 % y un 18.4 % más lenta, respectivamente. El Micron 61 de 6550 TB presenta un tiempo de control promedio de 585 segundos en la tercera pasada, en comparación con los 640 segundos del P61 de 5336 TB y los 757 segundos del P122 de 5336 TB.
El Solidigm P122 de 5336 TB ofrece una ventaja única desde el principio en cuanto a puntos de control: admite una gran cantidad. Mientras que los SSD de 61 TB alcanzan un máximo de 33 puntos de control por pasada, el modelo de 122 TB admite 66 antes de alcanzar su capacidad máxima. Si bien el gráfico de tiempo promedio por pasada anterior oscurece un poco las cantidades, la vista del tiempo por punto de control ayuda a ilustrar la ventaja de capacidad. Ambos SSD Solidigm se estabilizan tras completar la primera pasada de puntos de control, mientras que el Micron 6550 se mantiene relativamente constante durante toda la prueba, con una tendencia a la velocidad.
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 la medición del rendimiento en estado estable. A medida que cambia el tipo de carga de trabajo que se mide, realizamos 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
Con los SSD QLC de alta capacidad, diseñados para grandes volúmenes de transferencia, nuestras pruebas de velocidad de escritura se limitan a 16K aleatorio. Para 4K, aprovechamos el estado precargado de la carga de trabajo de 16K para medir únicamente el rendimiento de lectura aleatorio de 4K.
Precondición secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 256 / Número de trabajos 1)
En esta prueba de preacondicionamiento de alta profundidad de cola, el Solidigm P5336 de 122.88 TB alcanza 3,134 MB/s, mientras que el P5336 de 61.44 TB alcanza 2,500.9 MB/s. Esto representa una mejora del 25.3 % en el ancho de banda de escritura para el modelo de mayor capacidad. El Micron 6550 encabeza la lista con 10,455.3 122 MB/s. Si bien ambos modelos Solidigm se sitúan por detrás del Micron en rendimiento bruto, la diferencia de rendimiento entre los modelos de 61 TB y 5336 TB destaca la optimización a escala dentro de la misma plataforma P6550, donde la unidad de mayor tamaño muestra claras mejoras en la gestión sostenida de escritura secuencial. Si bien el Micron XNUMX parece tener una etapa de preacondicionamiento mucho menor, su mayor velocidad de escritura le permitió completar la primera carga mucho más rápido.
Latencia de precondición secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 256 / Número de trabajos 1)
En cuanto a la latencia durante la escritura secuencial preacondicionada de 128K, el Micron 6550 registra el valor más bajo, con 3.06 ms. El Solidigm P5336 de 122.88 TB le sigue con 10.21 ms, mientras que el P5336 de 61.44 TB alcanza los 12.80 ms. Esto supone una reducción del 20.2 % en la latencia del modelo de 122.88 TB en comparación con el de 61.44 TB, lo que refleja una latencia más eficiente y estable, y demuestra las mejoras realizadas en la serie Solidigm P5336.
Escritura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 16 / Número de trabajos 1)
En esta prueba de escritura secuencial con una profundidad de cola de 16 y un solo trabajo, el Solidigm P5336 de 122.88 TB alcanza 3,152.5 MB/s con 25,220 5336 IOPS. El modelo P61.44 de 2,503.5 TB se queda atrás con 20,030 MB/s y 25.9 122 IOPS, lo que supone una mejora del 6550 % en el rendimiento en comparación con el modelo de 10,456.4 TB. El Micron 83,650 alcanza el mayor rendimiento general con XNUMX XNUMX MB/s y XNUMX XNUMX IOPS, superando a ambas unidades Solidigm.
Latencia de escritura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 16 / Número de trabajos 1)
En cuanto a latencia, el Micron 6550 registra la latencia más baja, con 0.191 ms. Le sigue el Solidigm P5336 de 122.88 TB, con 0.634 ms, lo que demuestra una mayor capacidad de respuesta que el P5336 de 61.44 TB, que mide 0.798 ms. Esto refleja una reducción del 20.5 % en la latencia para el modelo Solidigm de mayor capacidad, lo que indica una mayor eficiencia en las operaciones de escritura secuencial.
Lectura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 64 / Número de trabajos 1)
En esta prueba de lectura secuencial con 64 colas de profundidad, el Solidigm P5336 de 61.44 TB alcanza 7,132.3 MB/s y 57,060 122.88 IOPS, seguido de cerca por el modelo de 7,121.6 TB, con 56,970 MB/s y 0.2 6550 IOPS. La diferencia entre ambos es inferior al 13,979.7 %, lo que no muestra una ventaja de rendimiento apreciable derivada del aumento de capacidad. El Micron 111,840 alcanza 96 XNUMX MB/s y XNUMX XNUMX IOPS, lo que proporciona casi un XNUMX % más de ancho de banda de lectura que cualquiera de los modelos Solidigm en esta prueba.
Latencia de lectura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 64 / Número de trabajos 1)
En esta prueba de latencia de lectura secuencial, el Micron 6550 alcanza la latencia más baja, con 0.572 ms. El Solidigm P5336 de 122.88 TB registra 1.123 ms, casi idéntico al P5336 de 61.44 TB, con 1.121 ms. Los resultados no muestran una ventaja real en latencia debido al aumento de capacidad, ya que ambas unidades Solidigm tienen el mismo rendimiento en cuanto a capacidad de respuesta de lectura secuencial.
Escritura aleatoria 64K
En la prueba de escritura aleatoria de 64K con baja concurrencia (1-1), las tres unidades obtuvieron un rendimiento similar. El Micron 6550 alcanzó 2,485.97 MB/s y 39,780 5336 IOPS. El Solidigm P122.88 de 2,429.93 TB le siguió con 38,880 MB/s y 5336 61.44 IOPS, mientras que el P2,412.90 de 38,610 TB se quedó ligeramente atrás con XNUMX MB/s y XNUMX XNUMX IOPS.
A medida que la carga de trabajo escala a una mayor concurrencia (32-8), las diferencias se hacen más evidentes. El modelo de 122.88 TB alcanza 3,121.54 MB/s y 49,950 61.44 IOPS, superando al modelo de 2,654.46 TB, que alcanza un máximo de 42,470 MB/s y 17.6 122 IOPS. Esto supone un aumento del 6550 % en el rendimiento para la unidad de 10,070.71 TB de mayor capacidad, lo que demuestra un escalado más eficaz bajo una mayor presión de escritura aleatoria. El Micron 161,130 supera con creces sus capacidades, con XNUMX XNUMX MB/s y XNUMX XNUMX IOPS.
Latencia de escritura aleatoria de 64K
Con carga baja (1-1), las tres unidades registran una latencia idéntica de 0.025 ms. Con la carga de trabajo (32-8), el Solidigm P5336 de 122.88 TB registra 5.121 ms, en comparación con los 6.026 ms del P5336 de 61.44 TB. Esto se traduce en una reducción del 15 % en la latencia para el modelo de 122 TB de mayor capacidad. El Micron 6550 mantiene una latencia significativamente menor, de 1.588 ms, lo que demuestra una mayor capacidad de respuesta con escrituras aleatorias concurrentes.
Lectura aleatoria 64K
En la prueba de lectura aleatoria de 64K con carga mínima (1-1), el Micron 6550 alcanza 482.09 MB/s y 7,710 IOPS. El Solidigm P5336 de 61.44 TB le sigue con 299.40 MB/s y 4,790 IOPS, mientras que el P5336 de 122.88 TB alcanza 274.04 MB/s y 4,390 IOPS, lo que representa una disminución del 8.5 % en el rendimiento en comparación con el modelo de 61.44 TB a esta profundidad.
Con alta concurrencia (32-8), el P5336 de 122.88 TB ofrece 7,124.69 MB/s y 113,995 61.44 IOPS, mientras que el de 7,125 TB alcanza una velocidad cercana de 114,000 MB/s y aproximadamente 6550 13,153.64 IOPS. No hay una diferencia significativa de rendimiento entre las dos capacidades a este nivel. El Micron 210,460 continúa escalando a niveles superiores, alcanzando XNUMX XNUMX MB/s y XNUMX XNUMX IOPS.
Latencia de lectura aleatoria de 64K
En cuanto a la profundidad y el número de trabajos (1-1), el Micron 6550 presenta la latencia más baja, con 0.129 ms. El Solidigm P5336 de 61.44 TB le sigue con 0.208 ms, mientras que el P5336 de 122.88 TB presenta una latencia ligeramente superior, de 0.228 ms, lo que resulta en un aumento del 9.6 % para la mayor capacidad. Con una carga más pesada (32-8), ambos modelos Solidigm presentan una latencia idéntica, de 2.245 ms, sin mostrar ningún beneficio por el aumento de capacidad. El Micron 6550 mantiene una latencia mucho menor, de 1.217 ms, en esta ejecución.
Escritura aleatoria 16K
Con carga baja (1-1), el Solidigm P5336 de 122.88 TB ofrece 549.14 MB/s y 35,145 5336 IOPS. El P61.44 de 1,036.53 TB ofrece un rendimiento significativamente mejor, con 66,338 MB/s y 122.88 47 IOPS. Esto reduce el ancho de banda y las IOPS del modelo de 61.44 TB aproximadamente un 6550 % en comparación con el de 856.61 TB. El Micron 54,823 se sitúa entre las dos unidades Solidigm, alcanzando XNUMX MB/s y XNUMX XNUMX IOPS.
Con alta concurrencia (32-8), el modelo de 122.88 TB mantiene un rendimiento de 549.14 MB/s y 35,145 1 IOPS, sin mostrar ninguna diferencia con respecto a su rendimiento 1-61.44. Por otro lado, la versión de 2,542.36 TB alcanza los 162,711 MB/s y 363 122 IOPS, lo que supone un aumento del 6550 % en el rendimiento con respecto a la unidad de 10,295.66 TB. El Micron 658,922 lidera la clasificación general, alcanzando los XNUMX XNUMX MB/s y XNUMX XNUMX IOPS.
Latencia de escritura aleatoria de 16K
En (1-1), el Solidigm P5336 de 122.88 TB muestra una latencia de 0.028 ms, mientras que el P5336 de 61.44 TB ofrece un rendimiento más rápido, de 0.015 ms. El Micron 6550 se sitúa entre ambos con 0.018 ms. Esto resulta en una latencia un 86 % mayor para el modelo de 122 TB en comparación con el Solidigm de 61 TB con una carga mínima. Bajo una carga alta (32-8), el modelo de 122.88 TB mantiene un tiempo de respuesta estable de 0.028 ms, lo que indica que no hay escalado. El modelo de 61.44 TB alcanza los 1.572 ms, lo que refleja una mayor presión en concurrencia, pero también una ganancia significativa de rendimiento. El Micron 6550 mantiene una eficiencia de 0.388 ms, mostrando una mayor capacidad de respuesta bajo un estrés máximo de escritura aleatoria.
Lectura aleatoria 16K
Con carga mínima (1-1), el Micron 6550 alcanza 188.80 MB/s y 12,083 5336 61.44 IOPS. El Solidigm P126.55 de 8,100 TB le sigue con 5336 MB/s y 122.88 IOPS, mientras que el P125.87 de 8,060 TB registra 0.5 MB/s y XNUMX IOPS. Las dos unidades Solidigm tienen un rendimiento prácticamente idéntico, con una diferencia inferior al XNUMX %, lo que indica que no hay ninguna ventaja en función de la capacidad a esta profundidad.
Con mayor concurrencia (32-16), el Micron 6550 alcanza 13,053.35 835,420 MB/s y 61.44 7,063.02 IOPS. El Solidigm de 452,030 TB alcanza 122.88 MB/s y 6,855.59 438,760 IOPS, ligeramente por encima del modelo de 2.9 TB, con XNUMX MB/s y XNUMX XNUMX IOPS. Esto representa una reducción del XNUMX % en el rendimiento para la unidad Solidigm de mayor capacidad con esta carga de trabajo.
Latencia de lectura aleatoria de 16K
En (1-1), el Micron 6550 registra la latencia más baja, con 0.082 ms. Los dos modelos Solidigm P5336 le siguen con 0.123 ms y 0.124 ms, respectivamente, con una diferencia inferior al 1 % entre ellos. Con cargas de trabajo elevadas (32-16), el Micron mantiene un escalado eficiente de 0.612 ms, mientras que el Solidigm de 61.44 TB aumenta a 1.132 ms y el de 122.88 TB alcanza 1.165 ms. Esto supone un aumento del 2.9 % en la latencia de la unidad Solidigm de mayor capacidad en comparación con el modelo de 61 TB, lo que indica una ligera disminución de la eficiencia con la máxima concurrencia.
Lectura aleatoria 4K
Con carga mínima (1-1), el Micron 6550 ofrece 57.71 MB/s y 14,770 5336 IOPS. El Solidigm P61.44 de 38.21 TB le sigue con 9,782 MB/s y 5336 IOPS, mientras que el P122.88 de 37.93 TB le sigue ligeramente con 9,710 MB/s y 1 IOPS. La diferencia entre los dos modelos Solidigm es inferior al XNUMX %, lo que no muestra ninguna ventaja derivada del aumento de capacidad a baja profundidad.
Con mayor concurrencia (32-16), el Micron 6550 alcanza 7,787.27 MB/s y 1.99 millones de IOPS. El Solidigm de 61.44 TB alcanza 3,799.77 MB/s y 972,743 122.88 IOPS, ligeramente por delante del modelo de 3,643.64 TB, que alcanza 932,770 MB/s y 4.1 4.1 IOPS. Esto representa una reducción del XNUMX % en el rendimiento y del XNUMX % en las IOPS para el modelo de mayor capacidad bajo cargas pico de lectura aleatoria.
Latencia de lectura aleatoria de 4K
En (1-1), el Micron 6550 registra la latencia más baja, con 0.067 ms. Ambos modelos Solidigm P5336 miden 0.102 ms, sin mostrar ninguna mejora en la latencia con el aumento de capacidad. Bajo cargas de trabajo intensas (32-16), el Micron mantiene una alta eficiencia de 0.260 ms. El P5336 de 61.44 TB registra 0.525 ms, mientras que el modelo de 122.88 TB aumenta ligeramente a 0.546 ms, un aumento del 4 % en la latencia que refleja una disminución mínima en la eficiencia de la unidad de mayor capacidad en condiciones de lectura aleatoria máxima.
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, los datos primero deben pasar por la CPU y la memoria del sistema antes de llegar a la GPU. Este proceso genera cuellos de botella, ya que la CPU se convierte en un intermediario, lo que agrega 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 asociada con el movimiento de datos, lo que permite transferencias de datos 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.
Para 16 5336 lecturas aleatorias en un solo subproceso, el Solidigm P61.44 de 526.40 TB ofrece 122.88 MB/s, superando al modelo de 187.21 TB con 181 MB/s por un margen del 6550 %. El Micron 169.15 se sitúa entre ambos con XNUMX MB/s. En este punto, el modelo Solidigm de mayor capacidad presenta un rendimiento inferior al de su homólogo de menor tamaño.
Al alcanzar 128 hilos y 1 millón de lecturas secuenciales en alta concurrencia, el Solidigm P5336 de 61.44 TB lidera con 4,391.68 MB/s, seguido de cerca por el modelo de 122.88 TB con 4,193.56 MB/s. El Micron 6550 se sitúa a un nivel inferior, con 2,667.99 MB/s. La unidad de 122.88 TB se queda un 4.5 % por detrás de su hermano menor, mientras que supera al Micron en un 57 %.
El Solidigm P5336 de 61.44 TB ofrece la latencia más baja, con 0.048 ms, seguido del modelo de 122.88 TB, con 0.082 ms, aproximadamente un 70.8 % superior a su hermano menor. El Micron 6550 se sitúa por detrás de ambos, con la latencia más alta, con 0.090 ms en esta configuración.
Con un alto número de subprocesos, la latencia del Solidigm de 61.44 TB fue de 0.291 ms, seguida por la del de 122.88 TB con 0.305 ms, un aumento del 4.8 %. El Micron 6550 quedó en último lugar con 0.479 ms, mostrando una latencia significativamente mayor con una carga de escritura intensa.
En un solo subproceso con un tamaño de bloque de 16 K, el Solidigm P5336 de 61.44 TB comienza con 592.34 MB/s, seguido del Micron 6550 con 502.97 MB/s. El Solidigm P5336 de 122.88 TB se queda ligeramente atrás con 496.59 MB/s, lo que muestra una diferencia de rendimiento del 16.1 % entre los dos modelos Solidigm en esta configuración de baja carga.
Con una concurrencia máxima de 128 TB y un tamaño de bloque de 1 M, el Micron 6550 comienza con 3,281.49 MB/s, justo por delante del Solidigm de 61.44 TB, que registra 3,134.03 MB/s. El Solidigm de 122.88 TB alcanza los 2,549.28 MB/s, lo que lo hace aproximadamente un 18.6 % más lento que el modelo de 61 TB. A pesar de su mayor capacidad, la variante de 122 TB muestra un escalado de rendimiento reducido con esta alta carga de escritura.
Con 1 TB y 16 6550 escrituras secuenciales, el Micron 0.030 vuelve a registrar la latencia más baja, con 5336 ms, ligeramente por delante del Solidigm P122.88 de 0.031 TB, con 5336 ms, una diferencia insignificante. El Solidigm P61.44, con 0.026 TB, lidera el grupo con XNUMX ms, superando a ambos discos por un pequeño margen.
En escrituras secuenciales de 128 TB y 1 millón de bits con alta concurrencia, el Micron 6550 alcanza una latencia de 0.390 ms. El Solidigm de 61.44 TB le sigue con 0.408 ms, mientras que el modelo de 122.88 TB se queda atrás con 0.502 ms, lo que refleja un aumento del 23 % en la latencia en comparación con el modelo Solidigm de 61 TB.
Conclusión
El SSD D5-P5336 de 122.88 TB de Solidigm ofrece una densidad de almacenamiento inigualable, una robusta eficiencia energética por TB y una escalabilidad impresionante, satisfaciendo así las necesidades empresariales críticas de reducción de espacio, ahorro de energía y simplificación de la gestión de la infraestructura. Al aumentar drásticamente la capacidad por unidad sin ampliar el espacio físico, Solidigm permite a los centros de datos consolidar significativamente los racks de almacenamiento, lo que beneficia directamente los costes operativos y la sostenibilidad ambiental, a la vez que se prepara para las crecientes demandas de las cargas de trabajo emergentes impulsadas por el auge de la IA.
En las pruebas de carga de trabajo de CDN, el SSD ofreció un rendimiento de lectura secuencial consistente, alcanzando aproximadamente 7.5 GB/s con profundidades de cola más altas, manteniendo la estabilidad incluso con mayor concurrencia. En lecturas aleatorias dentro de escenarios de CDN, se acercó a su homólogo más pequeño de 61.44 TB, demostrando un rendimiento prácticamente idéntico, lo que destaca la consistencia efectiva de la arquitectura de Solidigm. En las pruebas de rendimiento de FIO, el D5-P5336 de 122.88 TB superó notablemente al modelo anterior de 61 TB en escrituras secuenciales en hasta un 25 %, alcanzando 3,152.5 MB/s con una profundidad de cola de 16, con una mejora de latencia de aproximadamente el 20 % (0.634 ms frente a 0.798 ms). Sin embargo, los escenarios de escritura aleatoria mostraron algunas desventajas, ya que el disco de mayor tamaño registró un rendimiento menor con tamaños de bloque de 16 XNUMX, lo que refleja la optimización de su diseño para cargas de trabajo secuenciales y de lectura intensiva.
En condiciones de almacenamiento directo en GPU (GDSIO), la unidad mantuvo velocidades de lectura secuencial competitivas de aproximadamente 4,193 MB/s en bloques de 1 MB con alta concurrencia, superando solo ligeramente a su versión más pequeña (4.5%). En general, la unidad SSD Solidigm D5-P5336 de 122.88 TB ofrece una densidad atractiva, un rendimiento predecible y capacidades de escalado eficaces, adaptadas a entornos de datos empresariales modernos y exigentes.
A medida que el insaciable apetito por los datos continúa creciendo, las soluciones de almacenamiento que maximizan la densidad y minimizan el consumo de energía se vuelven cada vez más esenciales. Unidades como la D5-P5336 ilustran claramente cómo la innovación en tecnología NAND y el diseño inteligente pueden ayudar a los centros de datos a gestionar de forma sostenible el crecimiento futuro. De cara al futuro, prevemos que Solidigm seguirá ampliando los límites de capacidad y eficiencia, con la posibilidad de duplicar su capacidad para ofrecer un revolucionario SSD de 245.76 TB antes de que finalice este año.
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