Il Kioxia CD9P-R è il modello ad alte prestazioni in lettura della nuova generazione di SSD NVMe per data center dell'azienda, nonché la prima unità della serie CD basata su memoria TLC BiCS FLASH di ottava generazione. La serie combina il controller e il firmware proprietari di Kioxia con PCIe 5.0 e NVMe 2.0, con prestazioni nominali che raggiungono i 14,800 MB/s in lettura sequenziale e 2.6 milioni di IOPS in lettura casuale, a seconda della capacità. I modelli E3.S sono disponibili con capacità da 1.92 TB a 30.72 TB, mentre la variante da 2.5 pollici estende la capacità fino a 61.44 TB. L'unità in prova è il modello E3.S da 7.68 TB in allestimento SED (KCD9DPJE7T68).
La gamma di capacità presenta una particolarità che è bene comprendere prima di analizzare i grafici. Le specifiche dichiarate da Kioxia raggiungono il picco nella fascia intermedia, non in quella superiore: i modelli da 7.68 TB e 15.36 TB vantano la migliore velocità di lettura sequenziale della linea, pari a 14,800 MB/s, e la migliore velocità di scrittura casuale, pari a 450.000 IOPS, mentre il modello di punta da 30.72 TB scende a 13,500 MB/s e 270.000 IOPS. Le due capacità più piccole utilizzano inoltre memorie NAND BiCS di quinta generazione anziché di ottava. In altre parole, l'unità da 7.68 TB che abbiamo testato rappresenta la configurazione in cui questa piattaforma mostra il suo pieno potenziale, e gli acquirenti che puntano alla massima densità con un'unità da 30.72 TB devono rinunciare a parte di quella capacità, il che non è insolito.
Il salto generazionale rispetto al CD8P è il punto di forza di Kioxia, e le specifiche tecniche pubblicate lo confermano. Con una capacità di 7.68 TB, il precedente CD8P-R E3.S raggiungeva 200 IOPS in scrittura casuale; il CD9P-R porta questo valore a 450, con un miglioramento di 2.25 volte. La velocità di lettura sequenziale aumenta del 23%, passando da 12,000 MB/s a 14,800 MB/s, mentre la velocità di lettura casuale cresce del 30%, da 2 milioni a 2.6 milioni di IOPS. Il consumo energetico in modalità attiva aumenta leggermente, da 21 W tipici a 23 W a questa capacità, allineando il CD9P-R al resto della classe Gen5 ad alta intensità di lettura. L'argomentazione sull'efficienza in questo caso riguarda le prestazioni offerte dall'unità entro tali limiti.
Ecco le specifiche che definiscono la collocazione ideale di questa unità: il CD9P-R presenta un design a porta singola, 1 DWPD. Non è prevista una configurazione a doppia porta per i tradizionali array di storage aziendali, e i carichi di lavoro con elevato utilizzo di scrittura sono più adatti al modello CD9P-V, pensato per un utilizzo misto. Questa unità è progettata per server hyperscale e cloud, livelli di lettura OLTP, distribuzione di contenuti e ambienti virtualizzati in cui il modello di accesso è dominato dalla lettura e il budget energetico è fisso. Soddisfa i requisiti standard della piattaforma, con supporto per OCP Datacenter NVMe SSD v2.5 (non tutti i requisiti), protezione contro le interruzioni di corrente, protezione dei dati end-to-end, opzioni di sicurezza SIE e SED, un MTTF di 2.5 milioni di ore a 50 °C e una garanzia di cinque anni.
Specifiche del KIOXIA CD9P-R
La tabella seguente illustra la serie KIOXIA CD9P-R nel formato E3.S, suddivisa per capacità, evidenziando parametri prestazionali, durata, potenza e specifiche di affidabilità.
| Specifiche della serie KIOXIA CD9P-R (E3.S) | |||||
| 30.72TB | 15.36TB | 7.68TB | 3.84TB | 1.92TB | |
| Numeri di modello | |||||
| Numero di modello SIE | KCD9XPJE30T7 | KCD9XPJE15T3 | KCD9XPJE7T68 | KCD9XPJE3T84 | KCD9XPJE1T92 |
| Numero di modello SED | KCD9DPJE30T7 | KCD9DPJE15T3 | KCD9DPJE7T68 | KCD9DPJE3T84 | KCD9DPJE1T92 |
| Specifiche di base | |||||
| Usa caso | Lettura intensiva (1 scrittura su unità al giorno) | ||||
| Fattore di forma | E3.S, spessore 7.5 mm | ||||
| Interfaccia / Protocollo | PCIe 5.0 x4, NVMe 2.0 | ||||
| Velocità massima dell'interfaccia | 128 GT/s (PCIe Gen5 x4) | ||||
| NAND | KIOXIA BiCS FLASH 3D TLC (Gen 8 per 7.68 TB-30.72 TB; Gen 5 per 1.92 TB-3.84 TB) | ||||
| Conformità OCP | Specifiche OCP Datacenter NVMe SSD v2.5 (parziale) | ||||
| Sicurezza | SIE (Sanitize Instant Erase), SED (TCG Opal & Ruby SSC) | ||||
| Prestazioni (fino a) | |||||
| Lettura sequenziale (128 KiB, MB/s) | 13,500 | 14,800 | 14,800 | 14,500 | 14,500 |
| Scrittura sequenziale (128 KiB, MB/s) | 7,000 | 7,000 | 7,000 | 7,000 | 3,600 |
| Lettura casuale (4 KiB, K IOPS) | 2,600 | 2,600 | 2,600 | 2,600 | 2,000 |
| Scrittura casuale (4 KiB, K IOPS) | 270 | 450 | 450 | 320 | 160 |
| Requisiti energetici e pneumatici | |||||
| Tensione di alimentazione | 12 V ±10%, 3.3 V ±15% | ||||
| Potenza (attiva) | 23W tip. | ||||
| Alimentazione (Pronto/Inattivo) | 5W tip. | ||||
| L’affidabilità | |||||
| MTTF | 2,500,000 ore a 0–50°C | 2,000,000 ore a 0–55°C | ||||
| UBER | < 1 settore su 1017 bit letti | ||||
| DWPD | 1 | ||||
| Garanzia | 5 anni | ||||
| Protezione dei dati | Protezione contro le interruzioni di corrente (PLP), protezione dei dati end-to-end | ||||
| Dimensioni | |||||
| Spessore | 7.5 mm+0.2/-0.5 mm | ||||
| Larghezza | 76 mm ± 0.25 mm | ||||
| Lunghezza | 112.75 mm ± 0.4 mm | ||||
| Peso | 110 g max | ||||
| Ambiente | |||||
| Temperatura (operativa) | 0 ° C a 75 ° C | ||||
| Temperatura (non operativa) | -40 ° C a 85 ° C | ||||
| Umidità (operativa) | 5% a 95% RH | ||||
| Vibrazioni (in funzione) | 21.27 m/s² { 2.17 Grms } (5–800 Hz) | ||||
| Shock (operativo) | 9.8 km/s² { 1,000 G } (0.5 ms) | ||||
Prestazioni KIOXIA CD9P-R
Piattaforma di test di guida
Per tutti i carichi di lavoro di questa recensione, utilizziamo un Dell PowerEdge R760 con Ubuntu 22.04.2 LTS come piattaforma di test. Dotato di un JBOF Serial Cables Gen5 , offre un'ampia compatibilità con SSD U.2, E1.S, E3.S e M.2. La configurazione del nostro sistema è descritta di seguito:
- 2 x Intel Xeon Gold 6430 (32 core, 2.1 GHz)
- 16 x 64GB DDR5-4400
- SSD Dell BOSS da 480 GB
- Cavi seriali Gen5 JBOF
- Nvidia L4
Unità a confronto
- Pascari X200P 7.68 TB
- SanDisk SN861 da 7.68 TB
- Solidigm PS1010 7.68 TB
- Kingston DC3000ME 7.68 TB
- Micron 7600 Max 6.4 TB
- Micron 9550 MAX 12.8 TB
- Micron 9550 Pro 7.68 TB
Benchmark di checkpointing DLIO
Per valutare le prestazioni reali degli SSD negli ambienti di addestramento dell'IA, abbiamo utilizzato lo strumento di benchmark Data and Learning Input/Output (DLIO). Sviluppato dall'Argonne National Laboratory, DLIO è specificamente progettato per testare i modelli di I/O nei carichi di lavoro di deep learning. Fornisce informazioni su come i sistemi di storage gestiscono problematiche quali il checkpointing, l'acquisizione dei dati e l'addestramento dei modelli.
Il grafico sottostante illustra come le unità gestiscono il processo attraverso 18 checkpoint. Durante l'addestramento di modelli di machine learning, i checkpoint sono essenziali per salvare periodicamente lo stato del modello, prevenendo la perdita di progressi durante interruzioni o blackout. Questa esigenza di archiviazione richiede prestazioni robuste, soprattutto in presenza di carichi di lavoro prolungati o intensivi. Abbiamo utilizzato la versione 2.0 del benchmark DLIO, rilasciata il 13 agosto 2024.
Per garantire che i nostri benchmark rispecchiassero scenari reali, abbiamo basato i nostri test sull'architettura del modello LLAMA 3.1 405B. Abbiamo implementato il checkpointing utilizzando torch.save() per acquisire i parametri del modello, gli stati dell'ottimizzatore e gli stati dei layer. La nostra configurazione simulava un sistema a otto GPU, implementando una strategia di parallelismo ibrido con parallelismo tensoriale a 4 vie ed elaborazione parallela pipeline a 2 vie distribuita tra le otto GPU. Questa configurazione ha prodotto una dimensione del checkpoint di 1,636 GB, che rispecchia i requisiti per l'addestramento di moderni modelli linguistici di grandi dimensioni.
Analizzando le medie dei passaggi, il KIOXIA CD9P-R ha iniziato con 464.7 secondi nel Passaggio 1, per poi aumentare a 575.6 secondi nel Passaggio 2 e stabilizzarsi a 572.2 secondi nel Passaggio 3. Questo comportamento rispecchia fedelmente quello della maggior parte del gruppo di confronto, che si è attestato tra i 553 e i 590 secondi circa al termine del passaggio. L'eccezione è rappresentata dal Pascari X200P, che ha terminato con un tempo nettamente superiore, pari a 674.5 secondi. Nel complesso, il CD9P-R ha dimostrato una scalabilità prevedibile nelle operazioni di checkpoint ripetute e si è confermato competitivo con gli SSD Gen5 di fascia alta per il settore enterprise testati.
Nel benchmark DLIO Checkpoint fino al checkpoint 12, l'unità KIOXIA CD9P-R da 7.68 TB si è confermata una delle unità più costanti del gruppo di confronto. Dopo un inizio a 471.4 secondi al primo checkpoint, si è stabilizzata in un intervallo operativo relativamente ristretto, compreso tra circa 560 e 580 secondi, per il resto del test, terminando il checkpoint 12 a 569.7 secondi. L'unità KIOXIA ha seguito da vicino le prestazioni di Solidigm PS1010, Micron 7600 MAX e Kingston DC3000ME per la maggior parte del carico di lavoro.
Il Pascari X200P si è distinto nettamente, registrando un'impennata dopo il checkpoint 4 e mantenendosi ben al di sopra degli altri, raggiungendo quasi 690 secondi al checkpoint 12. Il Micron 9550 MAX ha mostrato i tempi di checkpoint sostenuti più bassi nella seconda metà del test, scendendo fino a 531.3 secondi prima di terminare a 569.1 secondi. Sebbene il CD9P-R non sia risultato il più veloce in nessun singolo checkpoint, ha evitato le ampie oscillazioni riscontrate in diversi concorrenti e ha offerto prestazioni di checkpoint stabili per tutta la durata del test.
Benchmark delle prestazioni FIO
Per misurare le prestazioni di storage di ogni SSD in base a parametri di settore comuni, utilizziamo FIO. Ogni unità viene sottoposta allo stesso processo di test, che include una fase di precondizionamento con due riempimenti completi dell'unità con un carico di lavoro di scrittura sequenziale, seguita dalla misurazione delle prestazioni in stato stazionario. Al variare del tipo di carico di lavoro misurato, eseguiamo un altro riempimento di precondizionamento con la nuova dimensione di trasferimento.
In questa sezione ci concentreremo sui seguenti benchmark FIO:
- Sequenziale 128K
- 64K casuale
- 16K casuale
- 4K casuale
Scrittura sequenziale 128K (IODepth 16 / NumJobs 1)
Passando al test di scrittura sequenziale a 128K in condizioni stazionarie con un IODepth inferiore pari a 16, la classifica generale del gruppo è rimasta sostanzialmente invariata rispetto al precondizionamento. Il Micron 9550 Max (12.8 TB) ha continuato a guidare con 10,957.9 MB/s, seguito a ruota dal Micron 9550 Pro (7.68 TB) con 10,354.6 MB/s. Il Kingston DC3000ME (7.68 TB) si è piazzato al terzo posto con 8,477.4 MB/s, mentre il Pascari X200P (7.68 TB) lo seguiva a ruota con 8,369.7 MB/s.
Il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ha raggiunto una velocità di 6,912.4 MB/s, posizionandosi in fondo alla classifica. Il Solidigm PS1010 (7.68 TB) con 7,126.5 MB/s e il SanDisk DC SN861 (7.68 TB) con 7,116.5 MB/s si sono piazzati dietro alle unità di fascia media, ma hanno comunque superato il CD9P-R e il Micron 7600 Max (6.4 TB) con 6,960.6 MB/s. Il risultato del KIOXIA è coerente e prevedibile per un'unità NVMe ottimizzata per la lettura.
Latenza di scrittura sequenziale 128K (IODepth 16 / NumJobs 1)
Con un IODepth di 16 per il test di scrittura a regime, la latenza è diminuita sostanzialmente su tutte le unità rispetto alle condizioni di precondizionamento. Il Micron 9550 Max (12.8 TB) si è confermato ancora una volta il migliore con la latenza media più bassa, pari a 182.2 µs, nettamente davanti al Micron 9550 Pro (7.68 TB) con 192.9 µs, con entrambe le unità che hanno beneficiato della loro maggiore velocità di scrittura per gestire le operazioni di I/O in modo più efficiente.
Il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ha registrato 289.0 µs, la latenza di scrittura più alta del gruppo a questa profondità di coda. Il Solidigm PS1010 (7.68 TB) con 280.3 µs e il SanDisk DC SN861 (7.68 TB) con 280.7 µs si sono posizionati appena sotto il CD9P-R, mentre il Micron 7600 Max (6.4 TB) ha raggiunto 287.1 µs. Il Kingston DC3000ME (7.68 TB) e il Pascari X200P (7.68 TB) si sono collocati nella fascia intermedia con rispettivamente 235.6 µs e 238.6 µs.
Lettura sequenziale 128K (IODepth 64 / NumJobs 1)
Il test di lettura sequenziale a 128K ha completamente ribaltato la classifica di scrittura, e il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) si è rivelato uno dei migliori del gruppo. Il CD9P-R ha raggiunto 14,235.9 MB/s, eguagliando di fatto il Pascari X200P (7.68 TB) con 14,242.1 MB/s in cima alla classifica. Il Solidigm PS1010 (7.68 TB) con 14,163.3 MB/s, il Micron 9550 Pro (7.68 TB) con 14,050.1 MB/s e il Micron 9550 Max (12.8 TB) con 14,047.5 MB/s si sono tutti raggruppati in una fascia di 200 MB/s nella parte alta della classifica.
Il Kingston DC3000ME (7.68 TB) si è piazzato dietro ai leader con 13,513.8 MB/s, mentre il SanDisk DC SN861 (7.68 TB) ha raggiunto i 12,631.2 MB/s. Il Micron 7600 Max (6.4 TB), con 11,240.5 MB/s, è stato l'unico disco a scendere al di sotto della soglia dei 12 GB/s.
Latenza di lettura sequenziale 128K (IODepth 64 / NumJobs 1)
I risultati della latenza di lettura sequenziale a 128K rispecchiano fedelmente l'andamento della larghezza di banda. Il Pascari X200P (7.68 TB) si è distinto con 561.4 µs, seguito a ruota dal KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) con 561.7 µs. Il Solidigm PS1010 (7.68 TB) con 564.5 µs, il Micron 9550 Pro (7.68 TB) con 569.0 µs e il Micron 9550 Max (12.8 TB) con 569.1 µs si sono posizionati entro un intervallo di 8 µs dal leader, confermando che questa categoria di unità è limitata dalla larghezza di banda dell'interfaccia Gen5 piuttosto che dalla latenza interna.
Il Kingston DC3000ME (7.68 TB) ha registrato un tempo di 591.6 µs, seguito dal SanDisk DC SN861 (7.68 TB) con 633.0 µs, mentre il Micron 7600 Max (6.4 TB) con 711.4 µs ha mostrato una latenza superiore del 26% rispetto ai modelli migliori, in linea con la sua minore velocità di lettura sequenziale.
Scrittura casuale 64K
Nell'intero test di scrittura casuale a 64K, il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ha offerto un profilo di larghezza di banda costantemente rispettabile, con una media compresa tra 3 e 6 GB/s e un picco di 6,906 MB/s alle profondità di coda più elevate testate (IODepth 32 / NumJobs 8). Questo ha posizionato il CD9P-R a metà classifica per la velocità di scrittura a 64K, chiaramente dietro al Micron 9550 Max (12.8 TB), che ha raggiunto picchi superiori a 10 GB/s, ma davanti al Solidigm PS1010 (7.68 TB) e al SanDisk DC SN861 (7.68 TB), che si sono posizionati nella metà inferiore della classifica. Il Micron 7600 Max (6.4 TB) ha seguito da vicino, raggiungendo un valore massimo simile e terminando appena sopra il CD9P-R.
Latenza di scrittura casuale di 64K
Il test di latenza di scrittura casuale a 64K del KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ha mostrato un'unità piuttosto equilibrata. A basse profondità di coda, la latenza era ben controllata, partendo da valori inferiori a 100 µs con IODepth 1 / NumJobs 1. Con l'aumentare della concorrenza, la latenza è cresciuta gradualmente nell'intervallo 300-700 µs per la maggior parte del test a profondità intermedia, per poi aumentare ulteriormente ai picchi di profondità di coda, raggiungendo valori intorno ai 2,000 µs. Questo ha posizionato il CD9P-R a metà classifica per la maggior parte del test, con prestazioni più prevedibili rispetto al Solidigm PS1010 (7.68 TB) e al Pascari X200P (7.68 TB), che hanno mostrato picchi più marcati nell'intervallo 4,000-6,000 µs ad alta concorrenza.
Il Micron 9550 Max (12.8 TB) ha mantenuto la latenza più costante durante l'intero test, raramente superando i 1,700 µs anche ai picchi di profondità, mentre il Micron 7600 Max (6.4 TB) e il Micron 9550 Pro (7.68 TB) hanno registrato valori simili.
Lettura casuale 64K
Il test di lettura casuale a 64K ha rivelato uno dei vantaggi più distintivi del KIOXIA CD9P-R (7.68 TB): prestazioni eccezionali a basse profondità di coda. All'estremità inferiore del test, IODepth 1 / NumJobs 1, il CD9P-R ha raggiunto circa 1,334 MB/s, primeggiando con un ampio margine grazie alla sua latenza di lettura per I/O estremamente bassa. Questo vantaggio si è mantenuto anche a profondità di coda inferiori, con prestazioni costantemente ai vertici.
Con l'aumento della profondità della coda nell'intervallo 8/4-32/4, altre unità hanno raggiunto e superato il CD9P-R. Ai livelli di concorrenza più elevati, il CD9P-R si è stabilizzato intorno a 11.0-12.0 GB/s, posizionandosi dietro al Pascari X200P (7.68 TB), al Micron 9550 Pro (7.68 TB) e al Micron 9550 Max (12.8 TB), che hanno raggiunto 13.5-14.2 GB/s.
Latenza di lettura casuale di 64K
Il test di latenza di lettura casuale a 64K ha confermato il vantaggio di latenza di lettura del KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) a basse profondità di coda. Da IODepth 1 / NumJobs 1 fino all'intervallo di bassa concorrenza, il CD9P-R ha costantemente registrato alcune delle latenze più basse del gruppo, rimanendo ben al di sotto della maggior parte dei concorrenti e all'interno di una banda ristretta fino a profondità di coda intermedie.
Man mano che la profondità della coda aumentava oltre l'intervallo 32/1-16/4, il gruppo convergeva e, al termine della scansione, tutte le unità avevano raggiunto valori compresi tra 600 µs e 1,400 µs.
Scrittura casuale 16K
Nel test di IOPS in scrittura casuale a 16K, il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ha offerto un profilo prestazionale costante nella parte centrale del test. Il Micron 9550 Max (12.8 TB) ha nuovamente dominato, mantenendo una traiettoria di IOPS molto elevata, ben al di sopra della media, spesso avvicinandosi a 600-690K IOPS con profondità di coda più elevate, mentre il Micron 7600 Max (6.4 TB) ha mantenuto un throughput elevato nell'intervallo 400-450K.
Il CD9P-R ha seguito le orme del Kingston DC3000ME (7.68 TB), del Micron 9550 Pro (7.68 TB) e del SanDisk DC SN861 (7.68 TB) per gran parte del test, con valori generalmente compresi tra 200 e 250 IOPS a profondità moderate e scalando verso 365-440 IOPS alla massima concorrenza testata (IODepth 32 / NumJobs 16). Il Solidigm PS1010 (7.68 TB) è risultato il meno performante nella scrittura casuale a 16K, spesso dietro a tutte le altre unità.
Latenza di scrittura casuale di 16K
Nel test di latenza di scrittura casuale a 16K, il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) si è costantemente posizionato nella fascia medio-bassa per la maggior parte dell'intervallo di profondità della coda. Con basse profondità di coda, l'unità ha iniziato con una latenza inferiore a 50 µs e ha mantenuto una latenza stabile e ben controllata per tutta la parte intermedia del test. Con l'aumentare della profondità della coda nell'intervallo 8/8-32/8, la latenza è aumentata più rapidamente per tutte le unità e il CD9P-R si è spostato nell'intervallo 500-750 µs prima di raggiungere un picco di circa 1,165 µs.
Il Micron 9550 Max (12.8 TB) ha registrato la latenza più stabile durante l'intero ciclo di test, mantenendosi al di sotto della media del gruppo nella maggior parte dei punti dati. Il Solidigm PS1010 (7.68 TB) e il Pascari X200P (7.68 TB) hanno mostrato i picchi di latenza più pronunciati a livelli di coda elevati, raggiungendo rispettivamente i 3,300 µs e i 2,050 µs. Al contrario, il CD9P-R, il Micron 7600 Max (6.4 TB) e il Kingston DC3000ME (7.68 TB) hanno seguito un andamento più prevedibile nell'intervallo di concorrenza più elevato. La latenza di scrittura a 16K del CD9P-R è una delle più costanti del gruppo in presenza di carichi di lavoro misti con parallelismo elevato.
Lettura casuale 16K
Nel test di IOPS in lettura casuale a 16K, il Pascari X200P (7.68 TB) e il Micron 9550 Max (12.8 TB) hanno registrato il valore di IOPS in lettura sostenuta più elevato, avvicinandosi a 900K a saturazione. Il Micron 9550 Pro (7.68 TB) lo ha seguito da vicino con prestazioni simili, mentre il Solidigm PS1010 (7.68 TB) ha completato la top 5.
Il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ha raggiunto 734.3 IOPS al picco misurato (IODepth 32 / NumJobs 8), posizionandosi nella fascia medio-alta, davanti al Micron 7600 Max (6.4 TB) con 719.3, al Kingston DC3000ME (7.68 TB) con 665.6 e al SanDisk DC SN861 (7.68 TB) con 661.1 IOPS.
Latenza di lettura casuale di 16K
Nel test di latenza di lettura casuale a 16K, il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ha mostrato un'eccellente latenza di lettura nella maggior parte dell'intervallo di profondità della coda testato. Partendo dal valore minimo del test, il CD9P-R ha registrato una latenza iniziale di circa 33 µs con IODepth 1 / NumJobs 1. È rimasto in stretto gruppo con i migliori risultati anche nella parte del test a concorrenza moderata, generalmente rimanendo al di sotto dei 100 µs.
Con l'aumentare della profondità della coda nei range di concorrenza più elevati, la latenza di tutte le unità è aumentata bruscamente. Il CD9P-R ha raggiunto un picco di circa 713 µs, posizionandosi dietro al SanDisk DC SN861 (7.68 TB) e al Kingston DC3000ME (7.68 TB), che hanno superato gli 820-845 µs, mentre il Micron 9550 Max (12.8 TB) e il Micron 9550 Pro (7.68 TB) hanno mantenuto una latenza di picco inferiore.
Scrittura casuale 4K
Nel test IOPS di scrittura casuale 4K, i modelli Micron 7600 Max (6.4 TB) e Micron 9550 Max (12.8 TB) hanno mantenuto le posizioni di vertice per la maggior parte del tempo, registrando valori compresi tra 1,500 e 1,780 IOPS al picco di concorrenza. Il Micron 9550 Pro (7.68 TB) e il Pascari X200P (7.68 TB) si sono posizionati ai vertici della classifica, mentre il Solidigm PS1010 (7.68 TB) e il SanDisk DC SN861 (7.68 TB) si sono alternati nella fascia medio-alta.
Il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ha raggiunto 1,263.1 IOPS con IODepth 32 / NumJobs 16, posizionandosi nella fascia medio-bassa per le prestazioni di scrittura casuale 4K.
Latenza di scrittura casuale di 4K
Il test di latenza di scrittura casuale 4K ha prodotto uno dei risultati più variabili del gruppo, e il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) si è nuovamente posizionato a metà classifica. Con basse profondità di coda, la latenza di scrittura del CD9P-R si attestava inizialmente tra i 9 e i 13 µs con IODepth 1, un valore competitivo ma leggermente superiore a quello dei migliori dispositivi in queste condizioni. Nella parte intermedia del test, l'unità si è mantenuta tra i 20 e i 120 µs, in linea con la maggior parte del gruppo.
Ai valori più elevati di profondità della coda, il CD9P-R ha raggiunto valori compresi tra 200 e 410 µs, rimanendo ben al di sotto del Solidigm PS1010 (7.68 TB), che ha toccato un picco vicino ai 740 µs mostrando una significativa volatilità, e del Pascari X200P (7.68 TB) a 544 µs. Il Micron 9550 Max (12.8 TB), il Micron 7600 Max (6.4 TB) e il Micron 9550 Pro (7.68 TB) hanno registrato i profili di latenza più controllati durante l'intero test.
Lettura casuale 4K
Il test di lettura casuale 4K ha fornito uno dei risultati più interessanti nei nostri test FIO per il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB). Con le profondità di coda più basse, IODepth 1 / NumJobs 1 e IODepth 2 / NumJobs 1, il CD9P-R si è distinto nettamente dagli altri, producendo circa 32.3 IOPS (126 MB/s). Con l'aumentare della concorrenza, il resto del gruppo ha recuperato terreno e, al culmine del test, la classifica si è modificata. Il SanDisk DC SN861 (7.68 TB) ha primeggiato in termini di concorrenza con 2,555.6 IOPS. Allo stesso tempo, il KIOXIA CD9P-R ha raggiunto 2,165.0 IOPS con IODepth 32 / NumJobs 16, pareggiando di fatto con il Micron 9550 Max (12.8 TB) a 2,164.8 IOPS per il secondo posto nel gruppo. Seguono il Solidigm PS1010 (7.68 TB) e il Pascari X200P (7.68 TB), mentre il Micron 7600 Max (6.4 TB) e il Kingston DC3000ME (7.68 TB) si posizionano nella parte bassa della classifica.
Latenza di lettura casuale di 4K
Il test di latenza di lettura casuale 4K ha confermato quanto suggerito dal grafico IOPS: il KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) ha la latenza di lettura più bassa misurata a basse profondità di coda tra le unità testate nel gruppo di confronto. Partendo da circa 30 µs con IODepth 1 / NumJobs 1, il CD9P-R ha mostrato una latenza quasi dimezzata rispetto alla maggior parte delle unità concorrenti, che si attestavano nell'intervallo 60-90 µs allo stesso punto dati. Nella parte intermedia del test, il CD9P-R ha mantenuto il suo vantaggio in termini di latenza, rimanendo al di sotto del gruppo fino a IODepth 8 e 16, prima di convergere con gli altri all'aumentare della concorrenza. Alle profondità di coda più elevate testate, tutte le unità si sono posizionate nell'intervallo 120-275 µs, con il SanDisk DC SN861 (7.68 TB) che ha registrato la latenza più alta, pari a circa 200 µs. Il KIOXIA CD9P-R ha terminato la scansione a circa 236 µs, posizionandosi a metà del gruppo.
Archiviazione diretta GPU
Uno dei test che abbiamo condotto su questo banco di prova è stato il test Magnum IO GPU Direct Storage (GDS). GDS è una funzionalità sviluppata da NVIDIA che consente alle GPU di bypassare la CPU quando accedono ai dati archiviati su unità NVMe o altri dispositivi di archiviazione ad alta velocità. Invece di instradare i dati attraverso la CPU e la memoria di sistema, GDS consente la comunicazione diretta tra la GPU e il dispositivo di archiviazione, riducendo significativamente la latenza e migliorando la velocità di elaborazione dei dati.
Come funziona l'archiviazione diretta GPU
Tradizionalmente, quando una GPU elabora i dati memorizzati su un'unità NVMe, i dati devono prima passare attraverso la CPU e la memoria di sistema prima di raggiungere la GPU. Questo processo introduce colli di bottiglia, poiché la CPU funge da intermediario, aggiungendo latenza e consumando preziose risorse di sistema. GPU Direct Storage elimina questa inefficienza consentendo alla GPU di accedere ai dati direttamente dal dispositivo di archiviazione tramite il bus PCIe. Questo percorso diretto riduce il sovraccarico di trasferimento dei dati, consentendo trasferimenti più rapidi ed efficienti.
I carichi di lavoro AI, in particolare quelli che coinvolgono il deep learning, sono altamente intensivi in termini di dati. L'addestramento di grandi reti neurali richiede l'elaborazione di terabyte di dati e qualsiasi ritardo nel trasferimento dei dati può portare a GPU sottoutilizzate e tempi di addestramento più lunghi. GPU Direct Storage affronta questa sfida assicurando che i dati vengano consegnati alla GPU il più rapidamente possibile, riducendo al minimo i tempi di inattività e massimizzando l'efficienza computazionale.
Inoltre, GDS è particolarmente utile per carichi di lavoro che comportano lo streaming di grandi set di dati, come l'elaborazione video, l'elaborazione del linguaggio naturale o l'inferenza in tempo reale. Riducendo la dipendenza dalla CPU, GDS accelera lo spostamento dei dati e libera risorse della CPU per altre attività, migliorando ulteriormente le prestazioni complessive del sistema.
Velocità di lettura sequenziale GDSIO
Il test GDSIO Sequential Read Throughput ha evidenziato le eccellenti prestazioni di lettura del KIOXIA CD9P-R (7.68 TB). In tutti e tre i segmenti di dimensione dei blocchi, il CD9P-R si è dimostrato l'unità con la velocità di trasferimento dati più elevata nella maggior parte dei casi, considerando il numero di thread.
Nel segmento con blocchi da 16K, il CD9P-R ha aperto a circa 0.3 GiB/s su 16K/1 thread, partendo dietro alla maggior parte dei concorrenti. Unità come il Pascari X200P (7.68 TB) e il Micron 7600 Max (6.4 TB) sono entrate in questo segmento a circa 0.55-0.6 GiB/s su un singolo thread. Con l'aumentare del numero di thread, il CD9P-R ha scalato in modo aggressivo, superando il gruppo nella fascia media. Con 16K/16 ha superato la maggior parte dei concorrenti e con 16K/64 ha raggiunto circa 2.0 GiB/s, la velocità di trasferimento più elevata del gruppo a quel punto. Con 16K/128, il CD9P-R si è mantenuto a circa 1.9 GiB/s ed è rimasto tra i migliori, mentre diverse altre unità hanno raggiunto un plateau o hanno registrato un calo di prestazioni. Il vantaggio del CD9P-R in termini di velocità di lettura a 16K è dovuto alla sua efficienza nello scalare con il numero di thread, non al predominio di un singolo flusso di dati.
Passando al segmento dei blocchi da 128 KB, il CD9P-R ha aperto a circa 1.6 GiB/s a 128 KB/1, posizionandosi ai vertici del gruppo con quel numero di thread, insieme al SanDisk DC SN861 (7.68 TB). Le sue prestazioni sono poi migliorate costantemente con un numero di thread intermedio, raggiungendo circa 3.9 GiB/s a 128 KB/8, il throughput più elevato del gruppo in quel punto, mentre la maggior parte dei concorrenti si attestava ancora tra 1.7 e 2.0 GiB/s. Anche con 128 KB/16 e 128 KB/32, il CD9P-R ha continuato a primeggiare, nonostante le prestazioni degli altri dischi aumentassero. Con velocità di 128K/64 e 128K/128, i modelli Micron 9550 Pro (7.68 TB) e Micron 9550 Max (12.8 TB) hanno raggiunto e superato il CD9P-R, arrivando a circa 5.2-5.3 GiB/s, mentre il CD9P-R ha raggiunto un picco di circa 5.1 GiB/s per poi scendere a circa 4.8 GiB/s con velocità di 128K/128.
Nel segmento con dimensione del blocco di 1 MB, il CD9P-R ha raggiunto una velocità di circa 3.9 GiB/s a 1 MB/1, scalando costantemente con ogni successivo numero di thread. A 1 MB/128, ha raggiunto circa 6.2 GiB/s, il picco di velocità di lettura più elevato nel gruppo di confronto. Il Pascari X200P (7.68 TB) e il Micron 9550 Max (12.8 TB) si sono piazzati subito dietro con circa 6.1 GiB/s ciascuno, seguiti dal Solidigm PS1010 (7.68 TB) e dal Micron 9550 Pro (7.68 TB) a circa 6.0 GiB/s. Il Kingston DC3000ME (7.68 TB) ha raggiunto circa 5.9 GiB/s, mentre il Micron 7600 Max (6.4 TB) è risultato nettamente inferiore con circa 5.6 GiB/s.
Latenza di lettura sequenziale GDSIO
Il grafico della latenza di lettura sequenziale GDSIO ha mostrato che tutte e otto le unità hanno seguito traiettorie pressoché identiche durante l'intero ciclo di test. I valori di latenza sono influenzati principalmente dalla dimensione del blocco e dal numero di thread, piuttosto che dalle caratteristiche specifiche dell'unità, il che rende questo grafico meno discriminante rispetto ai risultati di throughput e IOPS.
Al test di base a singolo thread (blocco da 16K, 1 thread), il CD9P-R ha registrato circa 44 µs, posizionandosi a metà del gruppo. Tra le unità più veloci in questa configurazione figurano il Pascari X200P (7.68 TB) con circa 26 µs, il SanDisk DC SN861 (7.68 TB) con circa 26 µs e il Micron 7600 Max (6.4 TB) con circa 27 µs. All'estremo opposto, il Kingston DC3000ME (7.68 TB) ha registrato circa 83 µs e il Solidigm PS1010 (7.68 TB) circa 71 µs, di gran lunga i valori anomali più elevati per la latenza di lettura a singolo thread nel gruppo.
Nel resto della scansione, le linee sono convergete. Tutte le unità hanno raggiunto l'intervallo 20,000-22,000 µs entro 1M/128, con la CD9P-R a circa 20.3 ms che si è posizionata nella parte inferiore del gruppo, in linea con la sua maggiore velocità di trasmissione in quella configurazione.
Velocità di scrittura sequenziale GDSIO
L'analisi della velocità di scrittura sequenziale di GDSIO ha rivelato differenze significative all'interno del gruppo.
L'unità Solidigm PS1010 (7.68 TB) ha mostrato un drastico calo della velocità di scrittura in scrittura con un elevato numero di thread nel segmento di dimensione del blocco di 128 KB. Dopo aver raggiunto un valore competitivo di 3.9 GiB/s a 128 KB/32, l'unità è crollata a circa 2.5 GiB/s a 128 KB/64 e poi a soli 1.6 GiB/s a 128 KB/128, meno della metà della velocità di scrittura della maggior parte delle unità concorrenti in quella configurazione. Il degrado è continuato nel segmento da 1 MB, dove il picco dell'unità ha raggiunto solo 4.2 GiB/s con un numero moderato di thread, per poi diminuire nuovamente all'estremità superiore. Questo crollo prolungato sotto un carico di scrittura multi-thread elevato si distingue come l'anomalia più significativa nel set di dati. Anche il Micron 9550 Max (12.8 TB) ha mostrato un netto calo di velocità di trasferimento nel segmento 1M, passando da circa 4.7 GiB/s a 1M/32 a circa 2.2 GiB/s a 1M/64, prima di un parziale recupero a 1M/128.
Nel segmento con blocchi da 16K, tutte le unità hanno registrato velocità molto simili, comprese tra 0.6 e 1.5 GiB/s, con differenze di pochi decimi di GiB/s per la maggior parte dei thread. Il CD9P-R ha aperto a circa 0.7 GiB/s a 16K/1, è salito a circa 1.5 GiB/s a 16K/32 e poi si è stabilizzato. Il Micron 9550 Max (12.8 TB) è stato l'eccezione, con un calo improvviso a circa 0.7 GiB/s a 16K/128, mentre il resto del gruppo si è mantenuto nell'intervallo tra 1.2 e 1.4 GiB/s.
Nel segmento 128K, il CD9P-R si è distinto tra i dispositivi con le prestazioni migliori a basso numero di thread. Con 128K/1, ha raggiunto una velocità di circa 2.7 GiB/s, posizionandosi tra i migliori del gruppo, per poi scalare fino a circa 4.7 GiB/s con 128K/8, il valore più alto in quella fase. Da 128K/16 in poi, il Micron 9550 Pro (7.68 TB) e il Micron 9550 Max (12.8 TB) hanno superato il CD9P-R, raggiungendo picchi di circa 5.1-5.3 GiB/s. Il CD9P-R si è mantenuto su una velocità di circa 4.1-4.5 GiB/s per il resto del segmento 128K.
Nel segmento con blocchi da 1 MB, il CD9P-R si è posizionato a circa 4.9 GiB/s con configurazione 1M/1, il throughput più elevato del gruppo in quella configurazione a singolo thread. Tuttavia, è rimasto sostanzialmente invariato a circa 4.3-4.4 GiB/s con tutti i successivi conteggi di thread, anziché continuare a scalare. La maggior parte degli altri dischi ha utilizzato thread aggiuntivi per ottenere prestazioni superiori: il Micron 9550 Pro (7.68 TB), il Micron 7600 Max (6.4 TB) e il Pascari X200P (7.68 TB) hanno tutti superato il CD9P-R con configurazione 1M/4 e superiori, raggiungendo un throughput massimo di circa 5.2-5.7 GiB/s. La velocità di scrittura massima del CD9P-R, pari a 4.9 GiB/s, si è classificata quinta tra le otto unità testate, dietro al Micron 9550 Max con 5.69 GiB/s, al Micron 9550 Pro con 5.54 GiB/s, al Micron 7600 Max con 5.44 GiB/s e al Pascari X200P con 5.41 GiB/s.
Latenza di scrittura sequenziale GDSIO
Nel segmento 16K, tutte le unità hanno seguito un andamento simile a bassi conteggi di thread. A 16K/1, il CD9P-R ha registrato circa 21 µs, la latenza di scrittura più bassa del gruppo in quella configurazione, appena al di sotto del Solidigm PS1010 (7.68 TB) con circa 22 µs. Il Pascari X200P (7.68 TB) ha seguito con circa 25 µs, mentre il Micron 9550 Max (12.8 TB) e il Micron 7600 Max (6.4 TB) si sono entrambi attestati intorno ai 30 µs. A 16K/128, il Micron 9550 Max ha raggiunto un picco di circa 2,500 µs, la latenza di scrittura più alta del gruppo in quella configurazione, mentre il CD9P-R si è mantenuto a circa 1,500 µs, rimanendo tra i valori più bassi del gruppo.
Nel segmento 128K, il crollo del throughput della Solidigm PS1010 si è manifestato nel grafico della latenza con un picco netto fino a circa 9,700 µs a 128K/64, l'anomalia più evidente in quella porzione della scansione. La CD9P-R ha seguito l'andamento del gruppo principale per tutto il segmento 128K, rimanendo nell'intervallo tra 1,900 e 3,800 µs sia a 128K/64 che a 128K/128.
Nel segmento 1M, due unità hanno mostrato picchi di latenza elevati a 1M/64, coerenti con il degrado del throughput in tale configurazione. Il Micron 9550 Max (12.8 TB) e il Micron 9550 Pro (7.68 TB) hanno raggiunto entrambi circa 27,000-28,000 µs a 1M/64, per poi salire ulteriormente a 1M/128. Il CD9P-R ha raggiunto circa 14,500 µs a 1M/64, a testimonianza del suo throughput di scrittura più stabile in tale configurazione, e ha concluso il test a circa 29,100 µs a 1M/128. Il Pascari X200P (7.68 TB) ha fornito la latenza di scrittura più bassa a 1M/128, pari a circa 25,000 µs. I valori più elevati a 1M/128 sono stati osservati per il Micron 9550 Pro a circa 44,900 µs e per il Solidigm PS1010 a circa 40,700 µs, seguiti dal Micron 7600 Max a circa 36,000 µs.
Conclusione
L'SSD KIOXIA CD9P-R E3.S da 7.68 TB fa esattamente quello che ci si aspetta da un'unità ad alta intensità di lettura, e i dati del test confermano pienamente questa affermazione. Le letture sequenziali si sono posizionate ai vertici del gruppo con 14,235.9 MB/s nel nostro test a 128 KB, eguagliando di fatto il Pascari X200P, e la vera caratteristica distintiva dell'unità si è manifestata a basse profondità di coda: circa 30 µs di latenza di lettura casuale a 4 KB con QD1, quasi la metà dei 60-90 µs registrati dalla maggior parte dei concorrenti. Questo comportamento a bassa latenza in lettura si è confermato anche con GPU Direct Storage, dove il CD9P-R ha scalato in modo impeccabile con il numero di thread, raggiungendo la velocità di lettura a 1 MB più elevata del gruppo, pari a circa 6.2 GiB/s.
I compromessi sono altrettanto chiari e si allineano con il design 1 DWPD dell'unità, anziché ostacolarlo. Le prestazioni di scrittura si sono posizionate a metà classifica, con scritture sequenziali a 128K di 6,912.4 MB/s, in fondo al gruppo, e una velocità di scrittura sequenziale GDSIO che ha raggiunto un picco di 4.9 GiB/s, posizionandosi al quinto posto tra le otto unità. La famiglia Micron 9550 ha primeggiato in questi carichi di lavoro di scrittura sia in termini di velocità di trasmissione che di latenza. Nulla di tutto ciò rappresenta una critica al CD9P-R; si tratta di un SSD pensato principalmente per la lettura e gli acquirenti che necessitano di prestazioni di scrittura sostenute dovrebbero invece considerare il CD9P-V, più adatto a un utilizzo misto.
La costanza sotto carico è l'altro aspetto fondamentale. Nei test di checkpoint DLIO con il profilo LLAMA 3.1 405B, il CD9P-R si è stabilizzato intorno ai 572 secondi per passaggio, rimanendo all'interno della fascia compresa tra 553 e 590 secondi che caratterizza la fascia mainstream dei dischi Gen5, evitando le oscillazioni che hanno spinto il Pascari X200P fino a 674.5 secondi. La piattaforma è inoltre ampiamente scalabile rispetto al nostro campione: la famiglia CD9P-R arriva fino a 30.72 TB in E3.S e 61.44 TB nel formato da 2.5 pollici con la stessa architettura, il che consente a una singola qualifica di coprire tutto, dai nodi di calcolo ad alte prestazioni ai livelli di lettura ad alta densità.
Per flotte cloud, pipeline di dati AI, distribuzione di contenuti e livelli di lettura virtualizzati con modelli di accesso prevalentemente in lettura, il CD9P-R è un'unità che consigliamo senza esitazione. Combina la velocità di lettura Gen5 di alto livello con la latenza di lettura low-QD più bassa del nostro gruppo di confronto e uno stack di capacità elevato, mantenendo prestazioni stabili anche sotto carico prolungato.
Pagina del prodotto – KIOXIA CD9P-R 7.68 TB
Classifica: Il Kioxia CD9P-R si aggiudica il primo posto nella classifica dei migliori SSD aziendali per prestazioni di lettura intensive.
Amazon