La densité est plus importante que jamais dans les centres de données modernes, où chaque centimètre carré d'espace rack et chaque watt d'énergie consommée ont un impact direct sur l'efficacité opérationnelle et les coûts. Le SSD D5-P5336 122.88 To de Solidigm constitue une solution convaincante à ce défi, intégrant une capacité remarquable dans un seul disque U.2 et établissant une nouvelle référence en matière de densité de stockage SSD.
Cette densité de stockage sans précédent rationalise non seulement l'infrastructure physique, mais transforme également les possibilités de conception des centres de données en réduisant considérablement les besoins en espace rack et en améliorant l'efficacité énergétique globale. Alors que les centres de données doivent de plus en plus concilier les exigences croissantes des charges de travail d'IA, de la diffusion de contenu et du stockage objet avec les pressions liées à la durabilité et aux coûts, des disques comme le Solidigm D5-P5336 représentent non seulement une avancée technologique, mais aussi une évolution essentielle de la stratégie de stockage des entreprises.
Nous constatons déjà cette adoption : les fournisseurs de serveurs et de stockage qualifient rapidement les disques haute capacité afin de répondre aux demandes des clients en matière d'efficacité de stockage. Dell Technologies, par exemple, a déjà ajouté la prise en charge de Disques durs de 122.88 To dans leur gamme PowerScale de baies de stockage, et ils viennent de montrer le PowerEdge R7725xd, qui peut accueillir près de 3 Po de capacité avec ces disques volumineux.
Pour cette analyse, nous n'atteindrons pas ces niveaux d'évolutivité ; nous n'utilisons qu'un seul disque pour ce rapport. Ceci dit, nos charges de travail démontreront les points forts de ce disque pour diverses charges de travail d'entreprise, notamment celles conçues pour prendre en charge les applications d'IA modernes. Si vous préférez une approche plus originale avec les SSD de 122.88 To, nous avons exploré le potentiel du Solidigm D122-P5 de 5336 To dans un déploiement unique d'IA en périphérie plus tôt cette année, en utilisant le Carte graphique NVIDIA Jetson Orin Nano Super.
Un dernier point avant de nous lancer : il est essentiel de comprendre ce qu'est et n'est pas le P122.88 de 5336 To. Ce lancement s'inscrit dans la continuité de la gamme Drive, lancée mi-2023. Solidigm a été l'un des premiers à commercialiser le stockage QLC pour les entreprises, apportant densité, rentabilité, bonnes performances de lecture et performances adéquates aux charges de travail susceptibles de bénéficier de cette combinaison unique. Depuis, le secteur s'est empressé de rattraper le leadership de Solidigm en matière de capacité. Cependant, la diversité des configurations et des formats de disques a rendu la situation plus complexe. Bien que le disque Solidigm de 122.88 To reste un modèle Gen4 au format U.2 (également disponible en format E1.L), il est conçu pour offrir une capacité élevée à un rapport To/$ attractif.
Construire et concevoir
Le Solidigm D5-P5336 122.88 To conserve la même architecture de base que le précédent modèle 61.44 To testé, utilisant une NAND QLC 192 couches. Cette cohérence garantit des performances, un comportement thermique et une compatibilité d'interface prévisibles sur toutes les capacités, ce qui est essentiel pour les déploiements évolutifs. Avec une capacité d'E/S de 32 Ko (contre 16 Ko pour la version 61 To), le D122-P5 de 5336 To est optimisé pour les modèles d'E/S de taille moyenne couramment utilisés dans le stockage objet et les pipelines de données d'IA. Cette conception offre une plus grande flexibilité de charge de travail tout en préservant l'efficacité.
Ce modèle se distingue par sa capacité de 122.88 To, qui double la capacité de stockage sans augmenter l'espace physique. Logé dans un format standard U.2.5 2 mm de 15 pouces, il est également proposé en configurations E3.S 7.5 mm et E1.L 9.5 mm pour répondre à divers besoins hyperscale. Le disque utilise l'interface PCIe Gen4 x4 NVMe, offrant jusqu'à 7 Go/s de débit en lecture séquentielle et 3 Go/s en écriture. Bien qu'il n'adopte pas le PCIe Gen5, le Gen4 offre une bande passante suffisante pour les charges de travail intensives en lecture ciblées par le D5-P5336, notamment les pipelines d'IA, la distribution de contenu et le stockage objet.
Du point de vue des performances, le disque offre jusqu'à 900,000 4 IOPS en lecture aléatoire (256 Ko, QD19,000) et 16 256 IOPS en écriture aléatoire (110 Ko, QD4). La latence de lecture est de 40 microsecondes (32 Ko) et celle d'écriture de 8 microsecondes (4 Ko). La latence d'accès séquentiel est encore plus faible, avec des lectures de 21 microsecondes (32 Ko) et des écritures de XNUMX microsecondes (XNUMX Ko), ce qui garantit une grande réactivité lors des déploiements à grande échelle.
En comparant le SSD P122 de 5336 To à son prédécesseur de 61 To, le SSD de plus grande capacité affiche des performances d'écriture inférieures. Les transferts séquentiels de 128 Ko passent de 3 Go/s à 3.3 Go/s, et les performances d'écriture aléatoire de 16 Ko chutent de manière plus significative, passant de 43 Ko à seulement 19 Ko. Lors de l'évaluation, il est essentiel de noter que les capacités divergent selon les charges de travail spécifiques sollicitant les disques en termes de performances de transfert séquentiel ou aléatoire.
Le disque dur intègre une mémoire cache DRAM SK hynix et des condensateurs de protection contre les coupures de courant. Ces composants assurent une mise en mémoire tampon fiable et protègent les données en cas d'incidents électriques, indispensables dans les environnements d'entreprise. La fiabilité du disque dur se traduit par un temps moyen entre pannes (MTBF) de deux millions d'heures et un taux d'erreur binaire irrécupérable inférieur à une erreur pour 100 quadrillions de bits lus.
Les entreprises se préoccupent de la durée de vie globale des SSD, notamment du nombre d'écritures effectuées sur plusieurs années d'utilisation. L'indice d'endurance du Solidigm D5-P5336 est de 0.6 écriture par jour (DWPD), basé sur une charge de travail d'écriture aléatoire de 32 Ko, ce qui correspond à 134.3 pétaoctets écrits (PBW) pendant la période de garantie. Le SSD D122-P5 de 5336 To de Solidigm établit une nouvelle référence en matière d'endurance, conçu pour un fonctionnement continu 24h/7 et 32j/5 pendant cinq ans. Il peut gérer soit des écritures aléatoires de 4 Ko, conservant 12 % de son endurance après cinq ans, soit des écritures aléatoires de 0.60 Ko, avec une endurance restante de XNUMX %. Bien qu'il conserve un indice d'écriture par jour (DWPD) de XNUMX, la capacité NAND accrue lui permet de gérer plus efficacement les charges de travail continues.
Le disque est refroidi passivement et logé dans un boîtier en aluminium robuste. Sa consommation d'énergie modeste de 24 watts en mode actif et 5 watts en mode veille lui permet de s'intégrer facilement aux infrastructures existantes. Il pèse environ 166.4 grammes, supporte une plage de températures de fonctionnement de 0 à 70 degrés Celsius, résiste aux vibrations jusqu'à 2.17 GRMS et aux chocs jusqu'à 1,000 XNUMX G, et bénéficie d'une garantie de cinq ans. Conçu pour les environnements privilégiant la densité, l'efficacité et la consolidation des racks, il offre une capacité considérable dans un format professionnel classique.
Spécifications de la série Solidigm D5-P5336 (122.88 To)
| Aperçu des spécifications | Série Solidigm D5-P5336 (122.88 To) |
|---|---|
| Capacités | 122.88TB |
| Facteur de forme | U.2 15 mm ou E1.L 9.5 mm |
| Interface | PCIe 4.0x4, NVMe |
| Case Study | Serveur / Entreprise |
| Lecture séquentielle | 7000MB / s |
| Écriture séquentielle | 3000MB / s |
| Lecture aléatoire (IOPS) | 900,000 4 (256K, QDXNUMX) |
| Écriture aléatoire (IOPS) | 19,000 16 (256K, QDXNUMX) |
| Latence (lecture/écriture) | Lecture : 110 μs (4 Ko) / Écriture : 40 μs (32 Ko) |
| Latence séquentielle (typ.) | Lecture : 8 μs (4 Ko) / Écriture : 21 μs (32 Ko) |
| Alimentation (actif/inactif) | Actif : 24 W / Inactif : 5 W |
| Endurance | 0.6 DWPD (32 134.3 RW) / XNUMX PBW |
| MTBF | 2 millions d'heures |
| UBER | <1 secteur par 10 bits lus |
| Température de fonctionnement | 0 ° C à 70 ° C |
| Vibration / choc | 2.17 GRMS (en fonctionnement), 1,000 XNUMX G (choc) |
| Garantie | 5 ans |
| Poids | 166.4 g ± 10 g |
Test de performance
Plateforme de test de conduite
Nous avons utilisé un Dell PowerEdge R760 sous Ubuntu 22.04.02 LTS comme plateforme de test pour toutes les charges de travail de cette évaluation. Équipé d'un Câbles série Gen5 JBOF, il offre une large compatibilité avec les SSD U.2, E1.S, E3.S et M.2. Notre configuration système est décrite ci-dessous :
- 2 x Intel Xeon Gold 6430 (32 cœurs, 2.1 GHz)
- 16 x 64GB DDR5-4400
- Disque SSD Dell BOSS de 480 Go
- Câbles série Gen5 JBOF
Comparaison des lecteurs
- Solidigm P5336 122.88 To (Gen4 | 2.5″ | U.2)
- Solidigm P5336 61.44 To (Gen4 | 2.5″ | U.2)
- Micron 6550 ION 61.44 To (Gen5 | E3.S)
Comme indiqué en introduction, le marché des disques durs d'entreprise haute capacité est complexe, avec différents formats, types de NAND et rapports qualité-prix à prendre en compte. Pour cette analyse, nous avons sélectionné un petit groupe de SSD à comparer au Solidigm P122.88 de 5336 To, dont le Solidigm P61.44 de 5336 To et le Micron 61.44 de 6550 To.
Le Micron 6550 est unique car il est basé sur les technologies Gen5 et TLC, et il est l'un des rares à être produit à ce niveau de capacité. Le lecteur Micron bénéficiera de vitesses d'E/S plus élevées.
Lors de l'analyse des performances, il est essentiel de comprendre cette structuration. Lors du déploiement, ces disques ne sont peut-être pas en concurrence directe, mais leurs capacités se chevauchent. Pour fournir une référence en termes d'évolutivité, nous avons inclus le disque Micron dans cette analyse.
Performances du CDN
Afin de simuler une charge de travail CDN réaliste à contenu mixte, les SSD ont été soumis à une séquence d'analyse comparative en plusieurs phases conçue pour reproduire les schémas d'E/S des serveurs Edge à contenu important. La procédure de test couvre différentes tailles de blocs, grandes et petites, réparties sur des opérations aléatoires et séquentielles, avec différents niveaux de concurrence.
Avant les principaux tests de performance, chaque SSD a effectué un remplissage complet du périphérique avec une passe d'écriture séquentielle à 100 % utilisant des blocs de 1 Mo. Ce processus utilisait des E/S synchrones et une profondeur de file d'attente de quatre, permettant quatre tâches simultanées. Cette phase garantit que le disque entre dans un état stable représentatif d'une utilisation réelle. Après le remplissage séquentiel, une deuxième phase de saturation d'écriture aléatoire de trois heures a été exécutée selon une distribution bssplit pondérée (taille de bloc/pourcentage), privilégiant fortement les transferts de 128 Ko (98.51 %), avec des contributions mineures des blocs inférieurs à 128 Ko jusqu'à 8 Ko. Cette étape émule les schémas d'écriture fragmentés et irréguliers souvent observés dans les environnements de cache distribué.
La suite de tests principale s'est concentrée sur des opérations de lecture et d'écriture aléatoires à grande échelle afin de mesurer le comportement du lecteur sous des profondeurs de file d'attente et des tâches simultanées variables. Chaque test a duré cinq minutes (300 secondes) et a été suivi d'une période d'inactivité de trois minutes, permettant aux mécanismes de récupération internes de stabiliser les indicateurs de performance.
- Exécuté selon une distribution de taille de bloc fixe privilégiant 128 Ko (98.51 %), les 1.49 % restants étant composés de transferts de plus petite taille, compris entre 64 Ko et 8 Ko. Chaque configuration variait entre 1, 2 et 4 tâches simultanées, avec des profondeurs de file d'attente de 1, 2, 4, 8, 16 et 32, afin de profiler l'évolutivité du débit et la latence dans des conditions d'écriture en périphérie classiques.
- Un profil de taille de bloc fortement hétérogène, imitant la récupération de contenu CDN, a été utilisé, commençant par une composante dominante de 128 Ko (83.21 %) suivie d'une longue traîne de plus de 30 blocs plus petits, allant de 4 Ko à 124 Ko, chacun avec une représentation fréquentielle fractionnaire. Cette distribution reflète les divers schémas de requêtes rencontrés lors de la récupération de segments vidéo, de l'accès aux vignettes et de la recherche de métadonnées. Ces tests ont également été effectués sur l'ensemble de la matrice des nombres de tâches et de la profondeur des files d'attente.
Cette combinaison de tests de préconditionnement, de saturation et d'accès aléatoire de taille mixte est conçue pour révéler comment les SSD gèrent les environnements de type CDN soutenus, en mettant l'accent sur la réactivité et l'efficacité dans les scénarios à forte bande passante et hautement parallélisés.
Charge de travail CDN Lecture 1
Lors de ce test de lecture monothread simulant un trafic de diffusion de contenu léger, les modèles Solidigm P5336 122.88 To et Solidigm P5336 61.44 To présentent des caractéristiques d'évolutivité constantes. Le modèle 122.88 To atteint 7,109 32 Mo/s à QD61.44, légèrement supérieur aux 7,002 6550 Mo/s du modèle 61.44 To. Cette évolutivité quasi identique suggère que le modèle Solidigm de plus grande capacité conserve la même efficacité sous une faible pression de lecture sans dégradation des performances. En revanche, le Micron 12,288 XNUMX To affiche une évolutivité beaucoup plus dynamique, atteignant XNUMX XNUMX Mo/s.
Charge de travail CDN Lecture 2
Avec deux threads appliqués, les Solidigm P5336 122.88 To et P5336 61.44 To offrent des performances quasiment identiques, passant de 840 Mo/s au premier jour à environ 1 7,467 Mo/s et 7,469 32 Mo/s respectivement au troisième jour. Les deux disques affichent des gains constants jusqu'au seizième jour, après quoi le débit stagne, indiquant un point de saturation dans leur architecture actuelle. Pour les applications avec un parallélisme modéré, cela constitue une base fiable pour une évolutivité prévisible. Le Micron 16, en revanche, affiche une plage d'évolutivité globale plus élevée, commençant à 6550 1,384 Mo/s et se poursuivant jusqu'à 13,312 32 Mo/s au troisième jour, reflétant les avantages de sa mémoire NAND TLC et de son interface Gen5.
Charge de travail CDN Lecture 4
Ce scénario de lecture à forte demande sollicite davantage les disques dont la simultanéité est accrue. Les disques Solidigm P5336 122.88 To et P5336 61.44 To affichent une évolutivité constante, atteignant environ 7,466 7,469 à 16 32 Mo/s à QD6550 et conservant une bande passante stable jusqu'à QD13,107. Les résultats entre les deux capacités restent pratiquement identiques, ce qui confirme la cohérence du comportement du contrôleur Solidigm sur toute sa gamme haute capacité. En comparaison, le Micron 16 a atteint XNUMX XNUMX Mo/s à QDXNUMX et a maintenu cette bande passante jusqu'à la fin du test.
Écriture de la charge de travail CDN 1
En écriture monothread, le Solidigm P5336 122.88 To démarre à 1,742 2,572 Mo/s et atteint environ 32 5336 Mo/s à QD61.44. Le Solidigm P461 3,029 To démarre à 6550 Mo/s, mais évolue plus rapidement, culminant à 984 6,288 Mo/s. Le Micron 32 démarre à XNUMX Mo/s et continue d'évoluer de manière constante sur toute la plage de profondeur de file d'attente, atteignant XNUMX XNUMX Mo/s à QDXNUMX. Les modèles Solidigm présentent des caractéristiques d'évolutivité différentes, tandis que le Micron maintient une progression plus linéaire tout au long du test.
Écriture de la charge de travail CDN 2
En passant aux performances d'écriture double thread, la bande passante augmente pour les trois disques. Le Solidigm P5336 61.44 To démarre à 2,771 32 Mo/s et maintient un débit relativement stable jusqu'à QD5336, avec seulement de légères fluctuations. Le Solidigm P122.88 2,468 To fonctionne dans une plage plus étroite, se maintenant entre 2,620 6550 Mo/s et 2,035 6,743 Mo/s sur toutes les profondeurs de file d'attente. Le Micron 32 affiche une évolutivité continue, commençant à XNUMX XNUMX Mo/s et atteignant XNUMX XNUMX Mo/s à QDXNUMX. Les disques Solidigm maintiennent un débit constant, tandis que le Micron affiche un profil d'évolutivité plus large sur la même plage.
Écriture de la charge de travail CDN 4
En conditions de simultanéité maximale, les deux modèles Solidigm P5336 affichent une évolutivité stable, mais limitée. Le P5336 61.44 To démarre à environ 2,935 3,062 Mo/s et atteint un pic à 5336 122.88 Mo/s, tandis que le P2,529 2,562 To démarre à 16 122.88 Mo/s et termine légèrement plus bas à 61.44 6550 Mo/s. Cela se traduit par un débit maximal inférieur d'environ 2,323 % pour le modèle 6,731 To par rapport à la version 32 To. Le Micron XNUMX, quant à lui, évolue régulièrement de XNUMX XNUMX Mo/s à XNUMX XNUMX Mo/s en QDXNUMX.
Performances d'ObjectStorage
Ce test exploite un script FIO approchant une charge de travail ObjectStorage, avec 65 % des requêtes émises à une taille de transfert de 64 Kio pour représenter les opérations courantes sur petits blocs, 15 % à 8 Mio pour les charges de travail de streaming de milieu de gamme, et 15 % supplémentaires à 64 Mio pour solliciter la gestion des gros blocs du disque. Les 5 % restants, à 1 Gio, poussent le débit séquentiel maximal. En entrelaçant ces quatre tailles de blocs dans les proportions spécifiées, il simule une charge de travail mixte qui révèle à la fois l'agilité du contrôleur pour les petites E/S et ses capacités de bande passante brute pour les transferts massifs.
Lecture aléatoire (1 thread, 40QD)
| par chaîne | Bande passante de lecture (Mo/s) | Lire les IOPS | Latence de lecture (ms) |
|---|---|---|---|
| Micron 6550 61 To | 13,444.10 | 3,165.10 | 12.5011 |
| Solidigm P5336 61 To | 7,117.38 | 1,673.76 | 23.4513 |
| Solidigm P5336 122 To | 7,101.97 | 1,674.78 | 23.4385 |
Lors de ce test de lecture aléatoire monothread et haute profondeur, les Solidigm P5336 122.88 To et P5336 61.44 To affichent des performances quasi identiques. Le modèle 122.88 To atteint 7,101.97 1,674.78 Mo/s et 23.44 61.44 IOPS avec une latence de 7,117.38 ms, tandis que la variante 1,673.76 To affiche 23.45 0.25 Mo/s et 5336 XNUMX IOPS à XNUMX ms. La différence de bande passante entre les deux capacités Solidigm est inférieure à XNUMX %, ce qui témoigne de la constance des performances de la gamme PXNUMX pour les charges de travail en lecture aléatoire.
Le Micron 6550 offre des performances nettement supérieures, atteignant 13,444.10 3,165.10 Mo/s et 12.50 5 IOPS avec une latence réduite de 4 ms. Son avantage dans ce scénario réside dans l'utilisation de la mémoire NAND TLC et d'une interface PCIe GenXNUMX, qui contribuent toutes deux à un débit de lecture aléatoire et une réactivité supérieurs à ceux des disques Solidigm GenXNUMX basés sur QLC.
Lecture séquentielle (1 thread, 40QD)
| par chaîne | Bande passante de lecture (Mo/s) | Lire les IOPS | Latence de lecture (ms) |
|---|---|---|---|
| Micron 6550 61 To | 13,955.46 | 223.32 | 174.723 |
| Solidigm P5336 61 To | 7,098.64 | 114.12 | 341.727 |
| Solidigm P5336 122 To | 7,103.98 | 114.60 | 340.322 |
Concernant les performances de lecture séquentielle, les Solidigm P5336 122.88 To et P5336 61.44 To affichent des résultats quasiment identiques. Le modèle 122.88 To atteint 7,103.98 114.60 Mo/s avec 340.32 IOPS et une latence de 61.44 ms, tandis que la version 7,098.64 To affiche 114.12 341.73 Mo/s, 0.1 IOPS et 6550 ms. La différence de performances entre les deux est inférieure à 13,955.46 %, ce qui reflète un comportement cohérent des deux capacités lors de charges de travail de lecture séquentielle soutenues. Le Micron 223.32 affiche des performances nettement supérieures, avec 174.72 96 Mo/s et XNUMX IOPS avec une latence de XNUMX ms, offrant un débit supérieur d'environ XNUMX % à celui des deux modèles Solidigm lors de ce test.
Lecture aléatoire (4 thread, 10QD)
| par chaîne | Bande passante de lecture (Mo/s) | Lire les IOPS | Latence de lecture (ms) |
|---|---|---|---|
| Micron 6550 61 To | 13,301.67 | 3,142.01 | 12.5619 |
| Solidigm P5336 61 To | 7,131.65 | 1,686.98 | 22.9787 |
| Solidigm P5336 122 To | 7,131.95 | 1,690.84 | 22.9315 |
En lecture à quatre threads et avec une profondeur de file d'attente de 10, le Solidigm P5336 122.88 To enregistre 7,131.95 1,690.84 Mo/s, 22.93 5336 IOPS et une latence de 61.44 ms. Le Solidigm P7,131.65 1,686.98 To arrive juste derrière avec 22.98 0.005 Mo/s et 6550 13,301.67 IOPS, avec une latence de 3,142.01 ms. La différence de bande passante entre les deux modèles est inférieure à 12.56 %. Le Micron 86 atteint XNUMX XNUMX Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS avec une latence de XNUMX ms, offrant un débit supérieur d'environ XNUMX % à celui des deux disques Solidigm.
Lecture séquentielle (4 thread, 10QD)
| par chaîne | Bande passante de lecture (Mo/s) | Lire les IOPS | Latence de lecture (ms) |
|---|---|---|---|
| Micron 6550 61 To | 13,524.00 | 218.06 | 171.040 |
| Solidigm P5336 61 To | 7,130.97 | 115.03 | 315.565 |
| Solidigm P5336 122 To | 7,130.99 | 114.72 | 316.304 |
Lors de ce test de lecture séquentielle à quatre threads avec une profondeur de file d'attente de 10, le Solidigm P5336 122.88 To atteint 7,130.99 114.72 Mo/s avec 316.30 IOPS et une latence de 5336 ms. La latence du Solidigm P61.44 7,130.97 To est similaire : 115.03 315.57 Mo/s, 0.01 IOPS et 6550 ms. Les deux modèles affichent des performances séquentielles quasiment identiques sur toutes les capacités, avec une différence inférieure à 13,524.00 %. Le Micron 218.06 atteint 171.04 89 Mo/s et XNUMX IOPS avec une latence de XNUMX ms, offrant un débit environ XNUMX % supérieur à celui des deux disques Solidigm dans les mêmes conditions.
Benchmark de point de contrôle DLIO
Pour évaluer les performances réelles des SSD dans les environnements d'entraînement d'IA, nous avons utilisé l'outil de référence DLIO (Data and Learning Input/Output). Développé par l'Argonne National Laboratory, DLIO est spécialement conçu pour tester les schémas d'E/S dans les charges de travail d'apprentissage profond. Il fournit des informations sur la façon dont les systèmes de stockage gèrent les défis tels que les points de contrôle, l'ingestion de données et l'entraînement des modèles. Le graphique ci-dessous illustre la façon dont les deux disques gèrent le processus sur 99 points de contrôle (198 pour le 122 To). Lors de l'entraînement des modèles d'apprentissage automatique, les points de contrôle sont essentiels pour sauvegarder périodiquement l'état du modèle et éviter ainsi la perte de progression en cas d'interruption ou de panne de courant. Cette demande de stockage exige des performances robustes, notamment sous des charges de travail soutenues ou intensives. Nous avons utilisé la version 2.0 du benchmark DLIO du 13 août 2024.
Afin de garantir que notre benchmark reflète des scénarios réels, nous avons basé nos tests sur l'architecture du modèle LLAMA 3.1 405B. Nous avons implémenté des points de contrôle à l'aide de torch.save() pour capturer les paramètres du modèle, les états de l'optimiseur et les états des couches. Notre configuration simulait un système à huit GPU, mettant en œuvre une stratégie de parallélisme hybride avec un traitement parallèle de tenseur à 4 voies et un traitement parallèle de pipeline à 2 voies réparti sur les huit GPU. Cette configuration a permis d'obtenir des points de contrôle de 1,636 XNUMX Go, représentatifs des besoins d'entraînement des modèles de langage modernes à grande échelle.
En comparant les performances des SSD Solidigm P61 de 122 To et de 5336 To aux points de contrôle, le SSD de 122 To affiche des temps de contrôle plus longs une fois le disque plein. Lors du premier passage, l'écart entre les deux SSD est d'environ 20 % plus rapide pour la version 122 To que pour la version 61 To, tandis qu'aux deuxième et troisième passages, il est respectivement de 16.4 % et 18.4 % plus lent. Le Micron 61 de 6550 To affiche un temps de contrôle moyen de 585 secondes lors du troisième passage, contre 640 secondes pour le P61 de 5336 To et 757 secondes pour le P122 de 5336 To.
Le Solidigm P122 de 5336 To présente un avantage unique dès le départ en termes de points de contrôle : il peut en accueillir un grand nombre. Alors que les SSD de 61 To atteignent un maximum de 33 points de contrôle par passage, le modèle de 122 To peut en accueillir 66 avant d'atteindre sa capacité maximale. Si le graphique ci-dessus, qui présente le temps moyen par passage, masque quelque peu les chiffres, la vue du temps par point de contrôle illustre l'avantage de capacité. Les deux SSD Solidigm se stabilisent après le premier passage de points de contrôle, tandis que le Micron 6550 reste relativement stable tout au long du test, avec une tendance plus rapide.
Benchmark de performance FIO
Pour mesurer les performances de stockage de chaque SSD selon les indicateurs courants du secteur, nous utilisons FIO. Chaque disque est soumis au même processus de test, qui comprend une étape de préconditionnement avec deux remplissages complets du disque avec une charge de travail d'écriture séquentielle, suivie d'une mesure des performances à l'état stable. À chaque changement de type de charge de travail mesuré, nous effectuons un nouveau remplissage de préconditionnement avec cette nouvelle taille de transfert.
Dans cette section, nous nous concentrons sur les benchmarks FIO suivants :
- Séquentiel 128K
- 64K Aléatoire
- 16K Aléatoire
- 4K Aléatoire
Avec les SSD QLC haute capacité conçus pour les transferts importants, nos tests de vitesse d'écriture s'arrêtent à 16 Ko aléatoires. Pour 4 Ko, nous utilisons l'état prérempli de la charge de travail 16 Ko pour mesurer uniquement les performances de lecture aléatoire 4 Ko.
Précondition séquentielle de 128 K (IODepth 256 / NumJobs 1)
Lors de ce test de préconditionnement avec une profondeur de file d'attente importante, le Solidigm P5336 122.88 To atteint 3,134 5336 Mo/s, tandis que le P61.44 2,500.9 To atteint 25.3 6550 Mo/s. Cela représente une amélioration de 10,455.3 % de la bande passante d'écriture pour le modèle de plus grande capacité. Le Micron 122 arrive en tête du classement avec 61 5336 Mo/s. Bien que les deux modèles Solidigm soient moins performants que le Micron en termes de débit brut, l'écart de performances entre les modèles 6550 To et XNUMX To met en évidence une optimisation à grande échelle au sein de la même plateforme PXNUMX, le disque plus grand affichant des gains évidents en termes de gestion des écritures séquentielles soutenues. Bien que le Micron XNUMX semble avoir une étape de préconditionnement beaucoup plus courte, sa vitesse d'écriture plus élevée lui a permis d'effectuer le premier remplissage beaucoup plus rapidement.
Latence de précondition séquentielle de 128 K (IODepth 256 / NumJobs 1)
En termes de latence lors de l'écriture séquentielle préconditionnée de 128 Ko, le Micron 6550 enregistre la valeur la plus faible, soit 3.06 ms. Le Solidigm P5336 122.88 To suit avec 10.21 ms, tandis que le P5336 61.44 To atteint 12.80 ms. Cela représente une réduction de latence de 20.2 % pour le modèle 122.88 To par rapport au modèle 61.44 To, ce qui reflète une latence plus efficace et plus stable, et démontre les améliorations apportées à la série Solidigm P5336.
Écriture séquentielle de 128 K (IODepth 16 / NumJobs 1)
Lors de ce test d'écriture séquentielle utilisant une profondeur de file d'attente de 16 et une seule tâche, le Solidigm P5336 122.88 To atteint 3,152.5 25,220 Mo/s avec 5336 61.44 IOPS. Le modèle P2,503.5 20,030 To est à la traîne avec 25.9 122 Mo/s et 6550 10,456.4 IOPS, soit une amélioration de 83,650 % du débit par rapport au modèle XNUMX To. Le Micron XNUMX atteint les performances globales les plus élevées avec XNUMX XNUMX Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS, surpassant ainsi les deux disques Solidigm.
Latence d'écriture séquentielle de 128 K (IODepth 16 / NumJobs 1)
En termes de latence, le Micron 6550 enregistre la latence la plus faible, soit 0.191 ms. Le Solidigm P5336 122.88 To suit avec 0.634 ms, affichant une meilleure réactivité que le P5336 61.44 To, qui affiche 0.798 ms. Cela reflète une réduction de 20.5 % de la latence pour le modèle Solidigm de plus grande capacité, indiquant une efficacité accrue des opérations d'écriture séquentielle.
Lecture séquentielle de 128 K (IODepth 64 / NumJobs 1)
Lors de ce test de lecture séquentielle avec une profondeur de 64 files d'attente, le Solidigm P5336 61.44 To atteint 7,132.3 57,060 Mo/s et 122.88 7,121.6 IOPS, suivi de près par le modèle 56,970 To avec 0.2 6550 Mo/s et 13,979.7 111,840 IOPS. La différence entre les deux est inférieure à 96 %, ce qui ne montre aucun avantage mesurable en termes de débit grâce à cette capacité accrue. Le Micron XNUMX atteint XNUMX XNUMX Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS, offrant une bande passante de lecture supérieure de près de XNUMX % à celle des deux modèles Solidigm lors de ce test.
Latence de lecture séquentielle de 128 K (IODepth 64 / NumJobs 1)
Lors de ce test de latence de lecture séquentielle, le Micron 6550 atteint la latence la plus faible, soit 0.572 ms. Le Solidigm P5336 122.88 To atteint 1.123 ms, un résultat quasiment identique à celui du P5336 61.44 To, qui atteint 1.121 ms. Les résultats ne montrent aucun avantage réel en termes de latence lié à la capacité accrue, les deux disques Solidigm offrant des performances équivalentes en termes de réactivité de lecture séquentielle.
Écriture aléatoire 64K
Lors du test d'écriture aléatoire de 64 Ko à faible concurrence (1-1), les trois disques affichent des performances similaires. Le Micron 6550 affiche 2,485.97 39,780 Mo/s et 5336 122.88 IOPS. Le Solidigm P2,429.93 38,880 To suit avec 5336 61.44 Mo/s et 2,412.90 38,610 IOPS, tandis que le PXNUMX XNUMX To est légèrement en retrait avec XNUMX XNUMX Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS.
À mesure que la charge de travail évolue vers une concurrence plus élevée (32-8), les différences deviennent plus marquées. Le modèle 122.88 To atteint 3,121.54 49,950 Mo/s et 61.44 2,654.46 IOPS, surpassant le modèle 42,470 To, qui atteint 17.6 122 Mo/s et 6550 10,070.71 IOPS. Cela représente une augmentation de 161,130 % du débit pour le disque de XNUMX To, plus grande capacité, et une évolutivité plus efficace sous une pression d'écriture aléatoire plus importante. Le Micron XNUMX se démarque nettement avec XNUMX XNUMX Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS.
Latence d'écriture aléatoire de 64 K
À faible charge (1-1), les trois disques affichent une latence identique de 0.025 ms. Sous la charge de travail (32-8), le Solidigm P5336 122.88 To enregistre 5.121 ms, contre 6.026 ms pour le P5336 61.44 To. Cela se traduit par une réduction de 15 % de la latence pour le modèle 122 To de plus grande capacité. Le Micron 6550 maintient une latence nettement inférieure à 1.588 ms, affichant une meilleure réactivité en cas de forte simultanéité d'écriture aléatoire.
Lecture aléatoire 64K
Lors du test de lecture aléatoire de 64 K à charge minimale (1-1), le Micron 6550 atteint 482.09 Mo/s et 7,710 5336 IOPS. Le Solidigm P61.44 299.40 To suit avec 4,790 Mo/s et 5336 122.88 IOPS, tandis que le P274.04 4,390 To affiche 8.5 Mo/s et 61.44 XNUMX IOPS, soit une baisse de performances de XNUMX % par rapport au modèle XNUMX To à cette profondeur.
En forte concurrence (32-8), le P5336 122.88 To offre 7,124.69 113,995 Mo/s et 61.44 7,125 IOPS, tandis que le 114,000 To atteint un débit proche de 6550 13,153.64 Mo/s et environ 210,460 XNUMX IOPS. À ce niveau, il n'y a pas de différence de performances significative entre les deux capacités. Le Micron XNUMX continue d'évoluer, atteignant XNUMX XNUMX Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS.
Latence de lecture aléatoire de 64 K
À une profondeur (1-1) et avec un nombre de tâches égal, le Micron 6550 affiche la latence la plus faible, soit 0.129 ms. Le Solidigm P5336 61.44 To suit avec 0.208 ms, tandis que le P5336 122.88 To affiche une latence légèrement supérieure, soit 0.228 ms, ce qui représente une augmentation de 9.6 % pour cette capacité supérieure. Sous une charge plus importante (32-8), les deux modèles Solidigm affichent une latence identique, soit 2.245 ms, ne montrant aucun avantage lié à cette capacité accrue. Le Micron 6550 maintient une latence bien inférieure, soit 1.217 ms, pour cette exécution.
Écriture aléatoire 16K
À faible charge (1-1), le Solidigm P5336 122.88 To offre un débit de 549.14 Mo/s et 35,145 5336 IOPS. Le P61.44 1,036.53 To affiche des performances nettement supérieures avec 66,338 122.88 Mo/s et 47 61.44 IOPS. Le modèle 6550 To affiche ainsi une bande passante et des IOPS inférieurs d'environ 856.61 % à ceux du modèle 54,823 To. Le Micron XNUMX se situe entre les deux disques Solidigm, avec XNUMX Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS.
À haute concurrence (32-8), le modèle 122.88 To maintient un débit de 549.14 Mo/s et 35,145 1 IOPS, sans aucune variation par rapport à ses performances 1-61.44. La version 2,542.36 To, quant à elle, atteint 162,711 363 Mo/s et 122 6550 IOPS, soit une augmentation de 10,295.66 % du débit par rapport au disque 658,922 To. Le Micron XNUMX domine le classement général, atteignant XNUMX XNUMX Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS.
Latence d'écriture aléatoire de 16 K
À (1-1), le Solidigm P5336 122.88 To affiche une latence de 0.028 ms, tandis que le P5336 61.44 To est plus rapide à 0.015 ms. Le Micron 6550 se situe entre les deux à 0.018 ms. Cela se traduit par une latence 86 % supérieure pour le modèle 122 To par rapport au Solidigm 61 To à charge minimale. Sous une charge élevée (32-8), le modèle 122.88 To maintient un temps de réponse stable de 0.028 ms, indiquant une absence de mise à l'échelle. Le modèle 61.44 To atteint 1.572 ms, reflétant une pression accrue en simultanéité, mais aussi un gain de débit significatif. Le Micron 6550 reste efficace à 0.388 ms, affichant une meilleure réactivité en cas de sollicitation maximale en écriture aléatoire.
Lecture aléatoire 16K
À charge minimale (1-1), le Micron 6550 atteint 188.80 Mo/s et 12,083 5336 61.44 IOPS. Le Solidigm P126.55 8,100 To suit avec 5336 Mo/s et 122.88 125.87 IOPS, tandis que le P8,060 0.5 To enregistre XNUMX Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS. Les deux disques Solidigm affichent des performances quasiment identiques, avec une différence inférieure à XNUMX %, ce qui indique l'absence d'avantage lié à la capacité à cette profondeur.
À une concurrence plus élevée (32-16), le Micron 6550 atteint 13,053.35 835,420 Mo/s et 61.44 7,063.02 IOPS. Le Solidigm 452,030 To atteint 122.88 6,855.59 Mo/s et 438,760 2.9 IOPS, légèrement devant le modèle XNUMX To, qui atteint XNUMX XNUMX Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS. Cela représente une baisse de débit de XNUMX % pour le disque Solidigm, plus grand, sous cette charge de travail.
Latence de lecture aléatoire de 16 K
À (1-1), le Micron 6550 enregistre la latence la plus faible, soit 0.082 ms. Les deux modèles Solidigm P5336 suivent avec respectivement 0.123 ms et 0.124 ms, avec une différence de moins de 1 %. Sous forte charge (32-16), le Micron maintient une mise à l'échelle efficace à 0.612 ms, tandis que le Solidigm 61.44 To atteint 1.132 ms et le 122.88 To atteint 1.165 ms. Cela représente une augmentation de 2.9 % de la latence pour le disque Solidigm de plus grande capacité par rapport au modèle 61 To, ce qui indique une légère baisse d'efficacité en cas de concurrence maximale.
Lecture aléatoire 4K
À charge minimale (1-1), le Micron 6550 offre 57.71 Mo/s et 14,770 5336 IOPS. Le Solidigm P61.44 38.21 To suit avec 9,782 Mo/s et 5336 122.88 IOPS, tandis que le P37.93 9,710 To est légèrement en retrait avec 1 Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS. La différence entre les deux modèles Solidigm est inférieure à XNUMX %, ce qui ne montre aucun avantage de la capacité accrue à faible profondeur.
Avec une concurrence accrue (32-16), le Micron 6550 atteint 7,787.27 1.99 Mo/s et 61.44 million d'IOPS. Le Solidigm 3,799.77 To atteint 972,743 122.88 Mo/s et 3,643.64 932,770 IOPS, légèrement plus que le Solidigm 4.1 To, qui affiche 4.1 XNUMX Mo/s et XNUMX XNUMX IOPS. Cela représente une baisse de XNUMX % du débit et une baisse de XNUMX % des IOPS pour le modèle de plus grande capacité en cas de charge de lecture aléatoire maximale.
Latence de lecture aléatoire de 4 K
À (1-1), le Micron 6550 affiche la latence la plus faible, soit 0.067 ms. Les deux modèles Solidigm P5336 atteignent 0.102 ms, sans amélioration de la latence avec l'augmentation de la capacité. Sous forte charge (32-16), le Micron conserve une efficacité élevée, à 0.260 ms. Le P5336 61.44 To enregistre 0.525 ms, tandis que le modèle 122.88 To augmente légèrement à 0.546 ms, soit une augmentation de 4 % de la latence qui reflète une baisse d'efficacité très minime pour le disque de plus grande capacité dans des conditions de lecture aléatoire maximales.
Stockage direct du GPU
L'un des tests que nous avons menés sur ce banc d'essai était le test Magnum IO GPU Direct Storage (GDS). GDS est une fonctionnalité développée par NVIDIA qui permet aux GPU de contourner le CPU lors de l'accès aux données stockées sur des disques NVMe ou d'autres périphériques de stockage haute vitesse. Au lieu de faire transiter les données par le CPU et la mémoire système, GDS permet une communication directe entre le GPU et le périphérique de stockage, réduisant ainsi considérablement la latence et améliorant le débit.
Comment fonctionne le stockage direct GPU
Traditionnellement, lorsqu'un GPU traite des données stockées sur un disque NVMe, les données doivent d'abord transiter par le processeur et la mémoire système avant d'atteindre le GPU. Ce processus introduit des goulots d'étranglement, car le processeur devient un intermédiaire, ce qui ajoute de la latence et consomme de précieuses ressources système. Le stockage direct GPU élimine cette inefficacité en permettant au GPU d'accéder directement aux données depuis le périphérique de stockage via le bus PCIe. Ce chemin direct réduit la surcharge associée au déplacement des données, permettant des transferts de données plus rapides et plus efficaces.
Les charges de travail de l’IA, en particulier celles impliquant l’apprentissage profond, sont très gourmandes en données. La formation de grands réseaux neuronaux nécessite le traitement de téraoctets de données, et tout retard dans le transfert de données peut entraîner une sous-utilisation des GPU et des temps de formation plus longs. Le stockage direct GPU relève ce défi en garantissant que les données sont transmises au GPU le plus rapidement possible, en minimisant les temps d’inactivité et en maximisant l’efficacité de calcul.
En outre, GDS est particulièrement utile pour les charges de travail impliquant la diffusion de grands ensembles de données, comme le traitement vidéo, le traitement du langage naturel ou l'inférence en temps réel. En réduisant la dépendance au processeur, GDS accélère le déplacement des données et libère les ressources du processeur pour d'autres tâches, améliorant ainsi encore les performances globales du système.
Pour des lectures aléatoires de 16 5336 milliards de bits en monothread, le Solidigm P61.44 526.40 To offre un débit de 122.88 Mo/s, surpassant de 187.21 % le modèle 181 To à 6550 Mo/s. Le Micron 169.15 se situe entre les deux avec XNUMX Mo/s. Dans ce cas, le modèle Solidigm de plus grande capacité est moins performant que son homologue plus petit.
En lecture séquentielle à 128 threads et 1 Mo en haute simultanéité, le Solidigm P5336 61.44 To est en tête avec 4,391.68 122.88 Mo/s, suivi de près par le modèle 4,193.56 To à 6550 2,667.99 Mo/s. Le Micron 122.88 arrive en deuxième position avec 4.5 57 Mo/s. Le disque XNUMX To accuse un retard d'environ XNUMX % sur son petit frère, tout en surpassant le Micron de XNUMX %.
Le Solidigm P5336 61.44 To offre la latence la plus faible, soit 0.048 ms, suivi du modèle 122.88 To, avec 0.082 ms, soit environ 70.8 % de plus que son petit frère. Le Micron 6550 est à la traîne, avec la latence la plus élevée de 0.090 ms dans cette configuration.
Avec un nombre élevé de threads, la latence du Solidigm 61.44 To était de 0.291 ms, suivie par celle du 122.88 To à 0.305 ms, soit une augmentation de 4.8 %. Le Micron 6550 arrive en dernière position avec 0.479 ms, affichant une latence nettement supérieure sous forte charge d'écriture.
Avec un seul thread et une taille de bloc de 16 Ko, le Solidigm P5336 61.44 To démarre à 592.34 Mo/s, suivi du Micron 6550 à 502.97 Mo/s. Le Solidigm P5336 122.88 To est légèrement en retrait à 496.59 Mo/s, affichant un écart de performances de 16.1 % entre les deux modèles Solidigm à ce niveau de charge faible.
Avec une simultanéité maximale de 128 To et une taille de bloc de 1 Mo, le Micron 6550 démarre à 3,281.49 61.44 Mo/s, juste devant le Solidigm 3,134.03 To, qui affiche 122.88 2,549.28 Mo/s. Le Solidigm 18.6 To affiche 61 122 Mo/s, soit environ XNUMX % de moins que le modèle XNUMX To. Malgré sa capacité supérieure, la variante XNUMX To présente une évolutivité du débit réduite sous cette charge d'écriture importante.
Avec 1 To d'écriture séquentielle à 16 Ko, le Micron 6550 affiche à nouveau la latence la plus faible, soit 0.030 ms, légèrement devant le Solidigm P5336 122.88 To (0.031 ms), soit une différence négligeable. Avec 5336 To, le Solidigm P61.44 domine le groupe avec 0.026 ms, devançant légèrement les deux disques.
En écriture séquentielle de 128 To et 1 Mo avec une forte concurrence, le Micron 6550 atteint une latence de 0.390 ms. Le Solidigm 61.44 To suit avec 0.408 ms, tandis que le modèle 122.88 To est à la traîne avec 0.502 ms, ce qui représente une augmentation de 23 % de la latence par rapport au modèle Solidigm 61 To.
Conclusion
Le SSD D5-P5336 122.88 To de Solidigm offre une densité de stockage inégalée, une efficacité énergétique par To exceptionnelle et une évolutivité impressionnante, répondant ainsi aux besoins critiques des entreprises en matière de réduction de l'espace, d'économies d'énergie et de simplification de la gestion de l'infrastructure. En augmentant considérablement la capacité par disque sans accroître l'empreinte physique, Solidigm permet aux centres de données de consolider considérablement leurs racks de stockage, ce qui améliore directement les coûts d'exploitation et la durabilité environnementale, tout en étant prêt à répondre aux exigences croissantes des nouvelles charges de travail, stimulées par l'essor de l'IA.
Lors des tests de charge de travail CDN, le SSD a fourni un débit de lecture séquentielle constant, atteignant environ 7.5 Go/s à des profondeurs de file d'attente plus élevées, tout en maintenant la stabilité même en cas de concurrence accrue. Pour les lectures aléatoires dans les scénarios CDN, il a été proche de son homologue plus petit de 61.44 To, affichant des performances quasi identiques, soulignant la cohérence efficace de l'architecture de Solidigm. Lors des tests FIO, le D5-P5336 122.88 To a nettement surpassé le modèle précédent de 61 To en écriture séquentielle jusqu'à 25 %, atteignant 3,152.5 16 Mo/s à une profondeur de file d'attente de 20, avec une amélioration de la latence d'environ 0.634 % (0.798 ms contre 16 ms). Cependant, les scénarios d'écriture aléatoire ont révélé certains compromis, le disque plus grand enregistrant un débit inférieur à des tailles de blocs de XNUMX Ko, reflétant sa conception optimisée pour les charges de travail séquentielles et à lecture intensive.
En conditions de stockage direct GPU (GDSIO), le disque a maintenu des vitesses de lecture séquentielle compétitives d'environ 4,193 1 Mo/s avec des blocs de 4.5 Mo et une forte simultanéité, soit un léger retard de 5 % sur sa version plus petite. Globalement, le SSD Solidigm D5336-P122.88 de XNUMX To offre une densité convaincante, des performances prévisibles et des capacités d'évolutivité efficaces, adaptées aux environnements de données d'entreprise modernes et exigeants.
Face à l'appétit croissant pour les données, les solutions de stockage optimisant la densité et minimisant la consommation d'énergie deviennent de plus en plus essentielles. Des disques comme le D5-P5336 illustrent clairement comment l'innovation en matière de technologie NAND et de conception intelligente peut aider les centres de données à gérer durablement leur croissance future. À l'avenir, nous prévoyons que Solidigm repoussera encore les limites de la capacité et de l'efficacité, en doublant potentiellement sa capacité pour proposer un SSD révolutionnaire de 245.76 To avant la fin de l'année.
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