El Solidigm D5-P5430 es el modelo estándar de la línea de centros de datos QLC de Solidigm. Se sitúa por debajo del D5-P5336, que maximiza la capacidad , y cuenta con una unidad de indirección más pequeña para las cargas de trabajo de escritura mixtas y de bloques pequeños que una unidad de 16 KB no maneja bien. Analizamos el P5430 de 15.36 TB en su lanzamiento en 2023, cuando la novedad principal fue el salto de la unidad de indirección de 64 KB del P5316 a 4 KB y su impacto en las escrituras de bloques pequeños. El modelo E3.S de 30.72 TB que hemos probado en el laboratorio ahora encabeza la gama con una unidad de indirección de 8 KB, y se presenta en un conjunto de comparación muy diferente: la clase QLC de alta capacidad ha pasado a unidades de 61 TB, 122 TB y 245 TB, varias de ellas en Gen5, mientras que el P5430 es una unidad PCIe 4.0 x4, probada aquí en el formato E3.S de 7.5 mm que la familia ofrece junto con U.2 y E1.S.
Solidigm especifica que la familia ofrece velocidades de lectura secuencial de hasta 7,000 MB/s y de escritura secuencial de hasta 3,000 MB/s, hasta 971 000 IOPS de lectura aleatoria y 120 000 IOPS de escritura aleatoria. El modelo de 30.72 TB, en concreto, ofrece 934 500 IOPS de lectura aleatoria y una resistencia de 31.92 PBW, lo que equivale a 0.58 DWPD durante los cinco años de garantía con una carga de trabajo de escritura aleatoria del 100 %. El consumo energético es de hasta 25 W en funcionamiento y 5 W en reposo.
La propuesta de Solidigm para el P5430 siempre ha sido la densidad con un perfil de lectura similar al de TLC al costo de QLC. La unidad cumple con los requisitos empresariales: NAND 3D QLC de 192 capas detrás del controlador y firmware propios de Solidigm, PCIe 4.0 x4 con NVMe 1.4c, protección de datos de extremo a extremo con ECC y CRC activos simultáneamente, protección contra pérdida de energía, arranque seguro, opciones TCG Opal 2.0 y FIPS 140-2 Nivel 2, telemetría OCP 2.0 y validación de plataforma en Intel, AMD, Ampere y NVIDIA. La familia abarca desde 3.84 TB hasta 30.72 TB en U.2 de 15 mm y E3.S de 7.5 mm, con E1.S de 9.5 mm que alcanza un máximo de 15.36 TB.
Especificaciones del Solidigm D5-P5430 de 30.72 TB
| Especificación | Solidigm D5-P5430 30.72TB |
|---|---|
| Descripción general de la plataforma | |
| Capacidad (probada) | 30.72TB |
| Capacidades familiares | U.2 y 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 |
| Factor de forma | U.2 15mm E3.S 7.5mm (probado) E1.S 9.5mm |
| Fácil de usar | PCIe 4.0x4, NVMe 1.4c |
| NAND | QLC 3D de 192 capas |
| Unidad de Indirección | 8 KB (30.72 TB) 4 KB (de 3.84 TB a 15.36 TB) |
| Rendimiento (calificado por el proveedor) | |
| Lectura secuencial | Hasta 7,000MB / s |
| Escritura secuencial | Hasta 3,000MB / s |
| Lectura aleatoria 4K | Hasta 971K IOPS (familia) 934.5 30.72 IOPS (XNUMX TB) |
| Escritura aleatoria 4K | Hasta 120K IOPS |
| Potencia y resistencia | |
| Raid | 31.92PBW (30.72TB) Hasta 0.58 DWPD, escritura 100% aleatoria |
| Potencia | Hasta 25 W activos Hasta 5 W en reposo |
| Garantía | 5 años |
| Caracteristicas | |
| Protección de Datos | Protección de datos de extremo a extremo (ECC y CRC) Protección contra pérdida de energía UBER fue probado hasta 1E-17 |
| Seguridad | Arranque seguro TCG Ópalo 2.0 FIPS 140-2 Nivel 2 (para determinados artículos) |
| Gestión | Páginas de registro y telemetría de OCP 2.0 |
| Validación de plataforma | Intel, AMD, Ampere, NVIDIA |
Rendimiento del Solidigm D5-P5430 de 30.72 TB
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
Comparación de unidades
- Solidigm D5-P5430 30.72 TB (Gen4 | E3.S 7.5 mm)
- Solidigm D5-P5336 61.44 TB (Gen4 | U.2)
- Solidigm D5-P5336 122.88 TB (Gen4 | U.2)
- DapuStor J5060 61.44 TB (Gen4 | U.2)
- DapuStor R6060 122.88 TB (Gen5 | E3.L)
- Micron 6550 ION 61.44 TB (Gen5 | E3.S, TLC)
- Micron 6600 ION 245.76 TB (Gen5 | E3.L)
El grupo de comparación es la clase QLC de alta capacidad tal como está hoy, con una unidad TLC incluida para escala. El P5430 es la unidad más pequeña del conjunto y la única por debajo de 61 TB, y comparte un enlace Gen4 con el P5336 de 61.44 TB y el P5336 de 122.88 TB y el DapuStor J5060 , los tres en U.2. El DapuStor R6060 , el Micron 6600 ION y el Micron 6550 ION traen enlaces Gen5, por lo que cuando el P5430 los iguala, lo hace con la mitad del bus. Solo el TLC 6550 ION comparte el factor de forma E3.S del P5430; el objetivo del grupo es mostrar dónde se ubica una unidad QLC Gen4 de 30 TB cuando las alternativas en el mercado son más grandes, más nuevas o ambas cosas.
Punto de referencia de rendimiento de FIO
Para medir el rendimiento de almacenamiento de cada SSD según las métricas estándar de la industria, utilizamos FIO. Cada unidad se somete al mismo proceso de prueba, que incluye un paso de preacondicionamiento con dos cargas completas de escritura secuencial, seguido de una medición del rendimiento en estado estable. A medida que cambia el tipo de carga de trabajo que se está midiendo, realizamos otro preacondicionamiento con el nuevo tamaño de transferencia.
En esta sección nos centraremos en los siguientes puntos de referencia de FIO:
- 128K secuencial
- 64K aleatorio
- 4K aleatorio
Escritura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 16 / Número de trabajos 1)
El P5430 alcanzó los 3,150.2 MB/s en la prueba de escritura secuencial de 128 KB, superando su clasificación de 3,000 MB/s e igualando al Solidigm P5336 de 122.88 TB, que obtuvo 3,152.5 MB/s, liderando así la gama Gen4 QLC. El DapuStor R6060 de 122.88 TB alcanzó los 3,920.6 MB/s en su enlace Gen5, y el Micron 6550 ION de 61.44 TB con tecnología TLC se situó muy por encima del resto, con 10 456,4 MB/s. Debajo del P5430 se encontraban el DapuStor J5060 de 61.44 TB a 2,883.1 MB/s, el Micron 6600 ION de 245.76 TB a 2,838.0 MB/s y el Solidigm P5336 de 61.44 TB a 2,503.5 MB/s, lo que situaba al P5430 de 30.72 TB por delante del 6600 ION de 245.76 TB con una velocidad de 312.2 MB/s.
Latencia de escritura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 16 / Número de trabajos 1)
La latencia siguió al ancho de banda, con el P5430 en 634.5 µs, muy cerca del P5336 de 122.88 TB en 634.0 µs y solo por detrás del 6550 ION en 191.0 µs y el R6060 en 509.7 µs. El J5060 en 693.3 µs, el 6600 ION en 704.3 µs y el P5336 de 61.44 TB en 798.4 µs quedaron rezagados.
Lectura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 64 / Número de trabajos 1)
El P5430 registró 7,132.1 MB/s en lectura secuencial de 128K, prácticamente idéntico al P5336 de 61.44 TB con 7,132.3 MB/s, al J5060 con 7,126.8 MB/s y al P5336 de 122.88 TB con 7,121.6 MB/s, y ligeramente por encima de la velocidad máxima de 7,000 MB/s de la unidad. Las cuatro unidades Gen4 se encuentran en el mismo límite superior, y las unidades Gen5 lo superan con creces: el 6550 ION con 13,979.7 MB/s, el 6600 ION con 12,729.8 MB/s y el R6060 con 11,554.0 MB/s.
Latencia de lectura secuencial de 128 K (Profundidad de E/S 64 / Número de trabajos 1)
El P5430 registró una latencia de lectura secuencial de 128K de 1,121.3 µs, igualando al P5336 de 61.44 TB con 1,121.3 µs y a menos de 2 µs del J5060 y el P5336 de 122.88 TB. Las unidades Gen5 finalizaron entre 571.9 µs (6550 ION) y 692.1 µs (R6060).
Escritura aleatoria 64K
El P5430 inició la prueba de escritura aleatoria de 64K a 2,359.9 MB/s y 37.8K IOPS en 1/1, alcanzó 3,149.9 MB/s en 2/1 y luego se mantuvo entre 3,090.7 MB/s y 3,156.5 MB/s en los 16 puntos restantes de la prueba, alcanzando un pico de 3,156.5 MB/s y 50.5K IOPS en 32/4 y cerrando en 3,149.6 MB/s en 32/8. Ese es el mismo techo de escritura de 3.15 GB/s que encontró la prueba de 128K, y desde 2/1 en adelante, el P5430 se mantuvo en ese nivel en cada profundidad de cola y cantidad de trabajos.
En el grupo, el P5336 de 122.88 TB mostró una meseta casi idéntica, de 2,429.9 MB/s a 3,182.7 MB/s, y el R6060 se mantuvo entre 3,913.8 MB/s y 3,916.9 MB/s después de comenzar en 3,477.9 MB/s. El J5060 se mantuvo cerca de 2,883 MB/s con dos caídas en el rango de 2,700 MB/s, y el P5336 de 61.44 TB funcionó entre 2,412.9 MB/s y 2,721.4 MB/s. El 6600 ION osciló entre 569.1 MB/s y 2,999.6 MB/s dependiendo de la combinación, y finalizó en 694.8 MB/s y 11.1 IOPS a 32/8, mientras que el TLC 6550 ION se situó en otra categoría, alcanzando hasta 10,413.1 MB/s.
Latencia de escritura aleatoria de 64K
Debido a que el rendimiento era plano, la latencia del P5430 escaló casi exactamente con las E/S pendientes: 26.1 µs en 1/1, 39.3 µs en 2/1, de 79.0 µs a 80.5 µs en cuatro pendientes, de 158.3 µs a 161.4 µs en ocho, de 317.1 µs a 322.9 µs en 16, de 633.7 µs a 645.2 µs en 32, 1,268.6 µs en 64, de 2,533.9 µs a 2,539.5 µs en 128 y 5,079.3 µs en 32/8. El P5336 de 122.88 TB finalizó en 5,121.2 µs, el J5060 en 5,548.9 µs y el P5336 de 61.44 TB en 6,026.4 µs, mientras que el R6060 cerró en 4,086.6 µs y el 6550 ION en 1,588.0 µs. Las fluctuaciones de escritura del 6600 ION también se reflejaron en la latencia, en 23 020,7 µs a 32/8.
Lectura aleatoria 64K
El P5430 pasó de 273.3 MB/s y 4400 IOPS en 1/1 a 1,038.8 MB/s en 1/4, 1,951.8 MB/s en 1/8, 3,447.6 MB/s en 2/8 y 5,591.4 MB/s en 4/8, luego alcanzó el límite de la generación 4 en 7,124.8 MB/s y 114 000 IOPS en 8/8 y se mantuvo allí, dentro de 1 MB/s, durante los últimos cinco puntos del barrido. Las otras tres unidades Gen4, la J5060 y ambas P5336, alcanzaron un máximo de 7,125 MB/s, y las unidades Gen5 lo superaron con creces: la R6060 con 13 274,8 MB/s, la 6550 ION con 13 204,6 MB/s y la 6600 ION con 11 946,5 MB/s.
Latencia de lectura aleatoria de 64K
La latencia de lectura para el P5430 comenzó en 228.2 µs en 1/1 y se mantuvo entre 240 µs y 296 µs a través de los ocho puntos pendientes, luego aumentó a 290 µs a 321 µs en 16 pendientes, 357 µs a 374 µs en 32 pendientes, 560.9 µs en 64 pendientes, 1,122 µs en 128 pendientes y 2,244.9 µs en 32/8 una vez que la unidad estaba limitada por el ancho de banda. El J5060 y ambas unidades P5336 terminaron dentro de 1 µs de la misma cifra de 2,245 µs, ya que las cuatro están saturando el mismo enlace; Las unidades Gen5 terminaron con tiempos que oscilaron entre 1,204.5 µs para la R6060 y 1,467.8 µs para la 6600 ION. En el extremo más ligero, los 228.2 µs de la P5430 fueron una de las cifras de primer acceso más lentas del grupo, junto con la P5336 de 122.88 TB a 227.5 µs, mientras que la 6600 ION fue la más rápida con 110.3 µs.
Lectura aleatoria 4K
El P5430 escaló de 10.0K IOPS a 1/1 a 77.1K a 1/8, 147.0K a 2/8, 273.3K a 4/8, 495.5K a 8/8 y 822.6K a 16/8, luego alcanzó un pico de 975.2K IOPS y 3,809.2MB/s a 32/8. Ese pico está por encima de la clasificación de Solidigm de 934.5K para el modelo de 30.72TB, y superó a ambas unidades P5336, con 948.9K para el de 61.44TB y 935.8K para el de 122.88TB. Los puntos de trabajo único escalaron mucho más lentamente, alcanzando solo 130.2K a 32/1, por lo que la unidad necesita trabajos paralelos para alcanzar su clasificación. Las unidades Gen5 y la J5060 superaron ampliamente ese límite a 32/8: la 6550 ION a 1.797M, la 6600 ION a 1.727M, la R6060 a 1.656M y la J5060 a 1.322M.
Latencia de lectura aleatoria de 4K
La latencia de lectura 4K del P5430 fue de 99.8 µs en 1/1 y se mantuvo entre 102 µs y 130 µs en los puntos de multi-trabajo hasta 8/8, mientras que los puntos de cola profunda de un solo trabajo en 8/1, 16/1 y 32/1 variaron de 166 µs a 245 µs. Aumentó a 142.4 µs en 16/4, 155.0 µs en 16/8, 172.6 µs en 32/4 y 261.8 µs en 32/8 a medida que la unidad se acercaba a su techo de IOPS. Las dos unidades P5336 siguieron la misma curva en unos pocos microsegundos y terminaron en 268.8 µs y 272.0 µs en 32/8. El modelo 6600 ION presentó el valor más bajo en el primer acceso, con 52.4 µs, mientras que el modelo 6550 ION registró el valor más bajo en el extremo superior, con 141.5 µs.
Escritura aleatoria 4K
El P5430 inició la prueba de escritura aleatoria de 4K con 81.8K IOPS en 1/1 con una latencia de 11.8µs, subió a 134.1K en 1/4 y alcanzó un pico de 152.5K IOPS y 595.8MB/s en 1/8. Después de ese pico, se mantuvo entre 111.7K y 149.7K en todas las combinaciones restantes hasta 64 E/S pendientes, excepto por una caída a 84.6K en el punto de trabajo único 32/1, y se estabilizó en 88.2K en 16/8, 90.3K en 32/4 y 74.2K en 32/8 una vez que hubo 128 o más escrituras pendientes. Solidigm califica la unidad con 120 operaciones, y el P5430 superó esa cifra en nueve de los 18 puntos, todos ellos con entre cuatro y 32 operaciones de E/S pendientes. Se mantuvo dentro del 7 % de la calificación con 64 operaciones pendientes y cayó entre un 25 % y un 38 % por debajo de ella en los dos niveles de cola más profundos.
La unidad QLC más cercana, la 6600 ION, alcanzó un pico de 113.8K, pero osciló entre 41K y 114K durante el barrido y finalizó en 41.4K; la R6060 alcanzó un pico de 51.2K y finalizó en 30.8K; la P5336 de 122.88TB alcanzó un pico de 45.5K y finalizó en 25.9K. La TLC 6550 ION fue la única unidad en el mismo rango, con un pico de 116.2K y 95.5K a 32/8. La J5060 y la P5336 de 61.44TB no completaron la prueba de escritura aleatoria de 4K cuando se ejecutó originalmente este grupo, por lo que no están presentes en esta gráfica.
Latencia de escritura aleatoria de 4K
La latencia se mantuvo en 11.8 µs en 1/1, 19.2 µs en 2/1, 29.3 µs en 1/4, 51.8 µs en 1/8 y de 106 µs a 126 µs en 16 pendientes, luego aumentó con la profundidad de la cola a 255 µs a 378 µs en 32, de 558 µs a 572 µs en 64, de 1,416 µs a 1,450 µs en 128 y 3,449.4 µs en 32/8. Esa cifra final se compara con 2,676.6 µs para el 6550 ION, 6,141.0 µs para el 6600 ION, 8,295.3 µs para el R6060 y 9,859.8 µs para el P5336 de 122.88 TB.
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 acceder a los datos almacenados en unidades NVMe u otros dispositivos de almacenamiento de alta velocidad sin pasar por la CPU. GDS transfiere los datos directamente entre el dispositivo de almacenamiento y la memoria de la GPU sin almacenarlos temporalmente en la memoria del sistema, lo que reduce la latencia y aumenta el rendimiento.
Tradicionalmente, cuando una GPU procesa datos almacenados en una unidad NVMe, estos deben viajar primero a través de la CPU y la memoria del sistema antes de llegar a la GPU. Este proceso introduce cuellos de botella, ya que la CPU actúa como intermediaria, lo que añade latencia y consume ciclos de CPU y ancho de banda de memoria. El almacenamiento directo de GPU elimina este salto al permitir que la GPU acceda a los datos directamente desde el dispositivo de almacenamiento a través del bus PCIe. Para cargas de trabajo de IA que transmiten terabytes a través de una canalización de entrenamiento o inferencia, esta ruta directa es lo que evita que las GPU permanezcan inactivas en operaciones de E/S. Nuestro análisis GDSIO ejecuta lecturas y escrituras secuenciales con tamaños de transferencia de 16K, 128K y 1M en 1 a 128 hilos, y reportamos el rendimiento, las IOPS y la latencia promedio para cada punto.
Rendimiento de lectura secuencial de GDSIO
La curva de lectura del P5430 tiene la forma que ya esperamos de los controladores QLC de Solidigm: irregular a 16K, y luego un ascenso limpio a medida que aumenta el tamaño de la transferencia. A 16K, comenzó en 537 MiB/s en un solo hilo, bajó a 166 MiB/s en cuatro hilos y a 179 MiB/s en ocho, luego se recuperó a 345 MiB/s en 16, 501 MiB/s en 32 y 808 MiB/s en 64, finalizando en 1.1 GiB/s en 128 hilos. Esa caída y recuperación de un solo hilo es el mismo patrón que mostraron las unidades P5336 y ambos DapuStor en la sección de bloque pequeño, y dejó al P5430 en el medio del grupo a 16K, muy por detrás de los 1.9 GiB/s del Micron 6600 ION en el extremo superior, pero por delante de los dos DapuStor y al mismo nivel que el 6550 ION en el rango de hilos intermedios.
A 128K, el P5430 pasó de 290 MiB/s con un hilo a 713 MiB/s con cuatro, 1.1 GiB/s con ocho, 1.6 GiB/s con 16, 2.0 GiB/s con 32, 2.1 GiB/s con 64 y 2.3 GiB/s con 128. Eso siguió al P5336 de 122.88 TB casi punto por punto y terminó a la par con el 6550 ION, pero las unidades Gen5 se distanciaron aquí: el 6600 ION alcanzó 5.3 GiB/s, el R6060 4.9 GiB/s y el J5060 3.8 GiB/s a 128 hilos, con el P5336 de 61.44 TB a 2.8 GiB/s.
Los resultados de 1M muestran el límite del enlace Gen4 del P5430. Comenzó en 1.0 GiB/s con un hilo, saltó a 2.9 GiB/s con cuatro y a 3.3 GiB/s con ocho, para luego estabilizarse en 3.6 GiB/s con 16 hilos, 3.7 GiB/s con 64 y 3.8 GiB/s con 128. La meseta a partir de los 16 hilos indica que la unidad se queda sin bus, lo que sitúa al P5430 en un grupo muy ajustado con las otras tres unidades Gen4: el P5336 de 122.88 TB a 4.1 GiB/s y el P5336 de 61.44 TB y el J5060 a 4.3 GiB/s. En esta prueba, el par Gen5 que lidera el grupo se diferenció claramente: el R6060 y el 6600 ION alcanzaron los 5.9 GiB/s, mientras que el TLC 6550 ION se situó por detrás con 2.6 GiB/s. En una lectura de GPU de bloques grandes, el P5430 ofrece aproximadamente el 90 % del rendimiento de las unidades QLC Gen4 de mayor capacidad y cerca de dos tercios del rendimiento de los líderes Gen5.
IOPS de lectura secuencial de GDSIO
El P5430 alcanzó un pico de 74.8K IOPS en la carga de trabajo de 16K con 128 subprocesos, lo que lo situó en cuarto lugar del grupo, por detrás del 6600 ION con 130.4K, el P5336 de 61.44TB con 93.3K y el P5336 de 122.88TB con 83.0K, y por delante del R6060 con 62.6K, el 6550 ION con 62.1K y el J5060 con 54.7K. Las curvas de 128K y 1M IOPS siguen las mesetas de rendimiento anteriores, con el P5430 estabilizándose justo por debajo de 19K IOPS a 128K y alrededor de 3.8K IOPS a 1M una vez que se satura el enlace Gen4.
Latencia de lectura secuencial GDSIO
En el extremo más ligero de la prueba, la latencia de lectura de 16K de un solo hilo del P5430, de 27.8 µs, solo fue superada por los dos DapuStor, con 20.2 µs para el J5060 y 22.1 µs para el R6060, y superó ligeramente al P5336 de 61.44 TB, que registró 28.4 µs. El 6600 ION se situó en 38.6 µs, y las dos unidades que tuvieron problemas en QD1 fueron el P5336 de 122.88 TB, con 82.1 µs, y el 6550 ION, con 90.9 µs, ambos con una penalización por primer acceso que el P5430 no tiene. A medida que aumentaba el número de hilos, la latencia aumentaba con la profundidad de la cola, como ocurre con todas las unidades del grupo, y con 1 millón de hilos y 128 hilos, el P5430 terminó con una latencia de alrededor de 33 ms, superior a la de las unidades Gen5 (21 ms) pero inferior a los 48 ms del 6550 ION y en línea con las dos unidades P5336.
Rendimiento de escritura secuencial GDSIO
A 1M, el P5430 escribió 2.9 GiB/s en un solo hilo, 3.0 GiB/s en cuatro hilos, 2.9 GiB/s desde ocho hasta 32 hilos, y 2.7 GiB/s en 64 y 128 hilos. Eso está en o por encima de la clasificación de la unidad de 3,000 MB/s (alrededor de 2.8 GiB/s) de un hilo a 32, con una disminución de alrededor del 10 por ciento desde el pico en 128 hilos, y colocó al P5430 en cuarto lugar en el grupo a 1M detrás del R6060 a 3.8 GiB/s, el pico de 3.9 GiB/s del 6550 ION en 32 hilos, y el P5336 61.44 TB a 3.2 GiB/s, mientras que superó al 6600 ION a 2.95 GiB/s, al J5060 a 2.8 GiB/s y al P5336 122.88 TB a 2.86 GiB/s.
A 128K, el P5430 aumentó de 1.7 GiB/s con un hilo a 2.8 GiB/s con cuatro y 2.9 GiB/s con ocho y 16, luego bajó a 2.1 GiB/s con 32, 1.7 GiB/s con 64 y 1.7 GiB/s con 128. El P5336 de 122.88 TB mostró la misma disminución en una base más baja, de 2.8 GiB/s con ocho hilos a 2.1 GiB/s con 128, y el P5336 de 61.44 TB pasó de 3.2 GiB/s a 2.4 GiB/s, por lo que la caída bajo colas de escritura profundas de 128K parece ser una característica de la familia Solidigm QLC compartida por las tres unidades. El DapuStor R6060 y el Micron 6550 ION mantuvieron velocidades de entre 3.7 GiB/s y 3.8 GiB/s a través de 64 hilos a 128K, mientras que el J5060 se mantuvo estable en 2.8 GiB/s durante todo el barrido. A 16K, el P5430 osciló entre 582 MiB/s y 1.3 GiB/s, en el mismo rango que todos los demás, excepto el P5336 de 122.88 TB, que nunca superó los 0.8 GiB/s a 16K.
IOPS de escritura secuencial de GDSIO
El P5430 alcanzó un pico de 88.2 K en operaciones de escritura secuencial por segundo (IOPS) de 16K con 16 subprocesos, lo que lo sitúa sexto en un grupo donde cinco unidades se encuentran entre 94K y 100K: el 6550 ION con 100.0K, el R6060 con 98.4K, el 6600 ION con 98.0K, el P5336 de 61.44 TB con 94.4K y el J5060 con 89.0K. El P5336 de 122.88 TB con 53.3K es la única unidad muy por debajo. La diferencia entre el 6550 ION y el P5430 es del 12%, abarcando unidades con entre dos y ocho veces la capacidad del P5430.
Latencia de escritura secuencial GDSIO
La latencia de escritura de 16K de un solo hilo para el P5430 fue de 26.0 µs, solo superada por el R6060 con 21.9 µs y empatada con el P5336 de 61.44 TB, con el J5060 en 26.9 µs, el 6600 ION en 30.6 µs, el 6550 ION en 30.7 µs y el P5336 de 122.88 TB en 31.2 µs. El P5430 mantuvo esa posición durante las cargas de 16K y 128K más ligeras y de gama media. En el extremo pesado se separó en la otra dirección: a 128K y 128 hilos su 9.4 ms fue el más alto del grupo, una consecuencia de la disminución del rendimiento anterior, y a 1M y 128 hilos terminó alrededor de 47 ms, entre el 6600 ION a 54 ms y el P5336 122.88 TB a 50 ms en el lado alto y el J5060, R6060, P5336 61.44 TB y 6550 ION a 39 ms a 45 ms por debajo.
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 los puntos de control, la ingesta de datos y el entrenamiento de modelos. La prueba está diseñada para que cada unidad se llene completamente con puntos de control; las unidades SSD de mayor capacidad admiten más 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 de escritura sostenido, especialmente en entrenamientos prolongados. Utilizamos la versión 2.0 de la herramienta de evaluación comparativa 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 sistema de 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 paralelismo tensorial de 4 vías y paralelismo de pipeline de 2 vías distribuidos entre las ocho GPU. Esta configuración dio como resultado tamaños de puntos de control de 1,636 GB, representativos de los requisitos de entrenamiento de modelos de lenguaje grandes actuales.
Con 1,636 GB cada uno, el P5430 de 30.72 TB almacena 15 puntos de control por pasada, en comparación con los 33 de las dos unidades de 61.44 TB, los 66 del P5336 de 122.88 TB, los 68 del R6060 y los 130 del 6600 ION. El J5060 no formaba parte de este grupo. Los resultados representan el tiempo promedio para escribir un punto de control en cada una de las tres pasadas.
En la primera pasada, el P5430 promedió 526.03 segundos por punto de control, tercero detrás del R6060, que registró la primera pasada más rápida del grupo, y el 6550 ION con 484.30 segundos por punto de control. Terminó justo por delante del P5336 de 122.88 TB con 530.75 segundos, con el 6600 ION con 580.98 segundos y el P5336 de 61.44 TB con 662.68 segundos. Con 1,636 GB por punto de control, la primera pasada del P5430 equivale a aproximadamente 3.1 GB/s, cerca del límite de escritura FIO medido de 3,150 MB/s.
La segunda pasada comenzó con cada unidad ya llena de la primera. El promedio del P5430 aumentó un 27 por ciento a 666.85 segundos. El R6060 prácticamente duplicó su tiempo de primera pasada para la segunda pasada más lenta del grupo, el 6600 ION aumentó un 60 por ciento a 926.70 segundos, y el P5336 de 122.88 TB aumentó un 41 por ciento a 746.14 segundos, mientras que el 6550 ION subió un 18 por ciento a 570.23 segundos y el P5336 de 61.44 TB fue ligeramente más rápido a 640.71 segundos.
Los promedios de la tercera pasada variaron menos del 5 por ciento con respecto a la segunda pasada en cada unidad. El P5430 finalizó en 677.89 segundos, un 1.7 por ciento más, y volvió a quedar tercero, por detrás del 6550 ION (585.03 segundos) y el P5336 (61.44 TB, 639.63 segundos). Esto supone un tiempo por punto de control un 10 por ciento menor que el del P5336 (122.88 TB, 757.31 segundos) y un 30 por ciento menor que el del R6060 (965.27 segundos) y el del 6600 ION (968 segundos).
Después de un primer punto de control de 501.2 segundos, el P5430 se mantuvo entre 526.2 y 528.4 segundos para los otros 14 puntos de control de la primera pasada, una dispersión de 2.2 segundos; el P5336 122.88TB, el siguiente más ajustado, osciló entre 520.3 y 548.6 segundos en su primera pasada. Desde el punto de control 16 hasta el punto de control 45, el P5430 funcionó en una banda más amplia, entre 601.4 y 713.6 segundos, sin ningún aumento entre la segunda y la tercera pasada. El P5336 122.88TB siguió el mismo patrón de dos niveles, con tiempos de 661 a 848 segundos después de su primera pasada, y el R6060 y el 6600 ION terminaron sus carreras en el rango de 878 a 1,034 segundos.
Conclusión
El Solidigm D5-P5430 de 30.72 TB tiene un diseño de tres años de antigüedad con una interfaz Gen4, y los resultados de GDSIO indican que ha envejecido bien para su categoría. En lecturas directas de GPU de bloques grandes, ofreció 3.8 GiB/s a 1M, aproximadamente el 90 por ciento de lo que lograron las unidades Gen4 QLC de 61 TB y 122 TB, y alrededor de dos tercios de las Gen5 R6060 y 6600 ION, y en escrituras se mantuvo en o por encima de su clasificación de 3,000 MB/s desde un solo hilo hasta 32 hilos con una disminución de alrededor del 10 por ciento a 128, y su pico de 3.0 GiB/s superó al 6600 ION, al J5060 y al P5336 de 122.88 TB. La latencia de un solo hilo de 27.8 µs en lecturas y 26.0 µs en escrituras lo sitúa entre los tres primeros del grupo en ambos aspectos, y sus IOPS de escritura de 16K se ubicaron dentro del 12 por ciento de las unidades con una capacidad entre dos y ocho veces mayor. Los dos puntos débiles fueron los que se esperan de una unidad Gen4: los límites de lectura de 128K y 1M, donde el par Gen5 los superó, y las escrituras de 128K con cola profunda, donde se redujo a 1.7 GiB/s de la misma manera que sus hermanos P5336.
En FIO, el P5430 se mantuvo en el límite superior de Gen4 en todos los casos donde la carga de trabajo estaba limitada a la lectura, con 7,132.1 MB/s en lectura secuencial de 128K, 7,125 MB/s en lectura aleatoria de 64K y 975.2K IOPS en lectura aleatoria de 4K, y escribió a una velocidad constante de 3,150 MB/s en lectura secuencial de 128K y aleatoria de 64K sin disminución en ninguna profundidad de cola. El resultado de escritura aleatoria de 4K es donde se diferencia de la clase: un pico de 152.5K IOPS y 111.7K o mejor en cada combinación hasta 64 E/S pendientes excepto una, frente a picos de 45.5K y 51.2K para las dos unidades QLC de 122TB y un 6600 ION que osciló entre 41K y 114K. El P5430 utiliza una unidad de indirección de 8 KB a esta capacidad, frente a los 16 KB del P5336 y el 6600 ION.
En el punto de control DLIO, el P5430 escribió su primera pasada a aproximadamente 3.1 GB/s, cerca de su límite de escritura FIO, con una dispersión de 2.2 segundos en los últimos 14 puntos de control, y se estabilizó en 677.89 segundos por punto de control de 1,636 GB en la tercera pasada. Eso lo colocó tercero en el grupo, detrás del TLC 6550 ION y el P5336 de 61.44 TB, y tardó aproximadamente un 10 % menos de tiempo por punto de control que el P5336 de 122.88 TB y aproximadamente un 30 % menos que el R6060 y el 6600 ION. Las unidades de 122 TB y 245 TB tienen de cuatro a nueve veces más puntos de control por llenado, pero después de la primera pasada, cada uno tardó más en escribirse.
Aunque tardamos un poco en analizar esta unidad, la P5430 encaja en 2026 como la ranura QLC principal para la que Solidigm la diseñó: niveles de contenido y objetos con alta carga de lectura, lagos de datos calientes que alimentan GPU con grandes tamaños de bloque y cargas de trabajo virtualizadas o mixtas donde la unidad de indirección de 16 KB de la P5336 no es la más adecuada. El argumento en contra es el mismo que contra la tecnología QLC Gen4 en general: un comprador que arme un nuevo sistema con Gen5 obtiene entre un 62 % y un 96 % más de ancho de banda de lectura secuencial de 128K y entre dos y ocho veces la capacidad por ranura de las unidades más nuevas, si esos son los factores que influyen en la decisión de compra. Para todos los demás, la P5430 sigue siendo una unidad de 30 TB sensata, con la durabilidad, la potencia y el rendimiento de bloques pequeños en los que las unidades QLC más grandes no destacan.
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