La famiglia di SSD enterprise KIOXIA CM9-R è la prima basata su memoria FLASH BiCS di ottava generazione e il modello E3.S da 15.36 TB presente nel nostro laboratorio rappresenta il punto di forza della gamma in termini di volume: 3.400.000 IOPS in lettura casuale e 14,800 MB/s in lettura sequenziale, il tutto con un consumo energetico tipico di 25 W. Le unità enterprise di quinta generazione raggiungono regolarmente valori superiori ai 20 MB/s, e la caratteristica principale della generazione CM9 di KIOXIA è che il design CBA (CMOS directly Bonded to Array) di BiCS8 offre prestazioni di alto livello senza un eccessivo consumo energetico.
Il KIOXIA CM9-R da 15.36 TB in formato E3.S: BiCS FLASH, di ottava generazione, con un consumo tipico di 25 W.
Il CM9-R è il modello della famiglia ottimizzato per la lettura con 1 DWPD; al suo fianco si affianca la linea CM9-V a uso misto con 3 DWPD. Le capacità vanno da 1.92 TB a 30.72 TB in formato E3.S, con un modello di punta da 61.44 TB riservato alla versione U.2 da 2.5 pollici. Al di sotto dei 7.68 TB, la serie utilizza memoria flash BiCS di quinta generazione; i modelli da 7.68 TB, 15.36 TB e 30.72 TB utilizzano la generazione 8, e la nostra unità di prova da 15.36 TB (KCM9XRJE15T3) si colloca esattamente al punto di capacità in cui la serie registra le sue migliori specifiche di scrittura: 11,000 MB/s in scrittura sequenziale e 540.000 IOPS in scrittura casuale, entrambi valori massimi della serie condivisi con nessun'altra capacità.
L'unità è PCIe 5.0 x4 con supporto dual-port x2 per topologie ad alta disponibilità, conforme a NVMe 2.0 e NVMe-MI 1.2c e supporta la specifica OCP Datacenter NVMe SSD v2.5 (non tutti i requisiti). La protezione contro le interruzioni di corrente e la protezione end-to-end dei dati sono standard, con varianti di sicurezza SIE, SED e FIPS 140-3 SED disponibili nella matrice dei modelli.
E3.S con passo da 7.5 mm e connettore EDSFF; la stessa serie arriva fino a 61.44 TB nel formato da 2.5 pollici.
Specifiche del KIOXIA CM9-R
| Specificazione | KIOXIA CM9-R 15.36 TB (E3.S) |
|---|---|
| Panoramica della piattaforma | |
| Modello | KCM9XRJE15T3 (SIE) KCM9DRJE15T3 (SED) KCM9FRJE15T3 (FIPS SED) |
| Ultra-Grande | 15,360 GB |
| Fattore di forma | E3.S, 7.5 mm |
| Interfaccia | PCIe 5.0 (singolo x4, doppio x2), NVMe 2.0, NVMe-MI 1.2c |
| NAND | KIOXIA BiCS FLASH di ottava generazione 3D TLC (CBA) |
| Prestazioni (porta singola x4, fino a) | |
| Lettura sequenziale (128 KiB) | 14,800 MB / s |
| Scrittura sequenziale (128 KiB) | 11,000 MB / s |
| Lettura casuale (4 KiB) | 3,400K IOPS |
| Scrittura casuale (4 KiB) | 540K IOPS |
| Latenza di lettura/scrittura (4 KiB QD1, tipica) | 65 µs / 10 µs |
| Potenza e resistenza | |
| Alimentazione (Attiva / Pronta) | 25 W tip. / 5 W tip. |
| Resistenza | 1 DWPD |
| MTTF / Garanzia | 2,500,000 ore / 5 anni |
| Caratteristiche | |
| Marchio | Protezione da perdita di potenza Protezione dei dati end-to-end Doppia porta per HA |
| Conformità | SSD NVMe OCP Datacenter v2.5 (parziale) |
Test di background e comparabili
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
- KIOXIA CD9P-R 7.68 TB (1 DWPD)
- Sandisk DC SN861 7.68 TB (1 DWPD)
- Solidigm PS1010 7.68 TB (1 DWPD)
- Solidigm PS1030 12.8 TB (3 DWPD)
- Micron 7600 MAX 6.4 TB (3 DWPD)
- Micron 9550 MAX 12.8 TB (3 DWPD)
- Micron 9550 Pro 7.68 TB (1 DWPD)
L'abbinamento con il CD9P-R di KIOXIA è fondamentale: il CD9P-R ha dimostrato le potenzialità di BiCS8 nel posizionamento nei data center, e il CM9-R è la versione di punta per il settore enterprise della stessa memoria flash.
Prestazioni FIO
Scrittura sequenziale 128K (IODepth 16 / NumJobs 1)
Il CM9-R ha esordito nel test FIO con un ottimo risultato di scrittura sequenziale a 128K in condizioni stazionarie: 8,668.1 MB/s a 230.4 µs, terzo nel gruppo dietro solo al Micron 9550 MAX (10,957.9 MB/s) e al 9550 Pro (10,354.6 MB/s), e nettamente distanziato dal resto dei concorrenti, che si sono attestati tra 6,370 e 7,127 MB/s. Rispetto al suo "fratello" CD9P-R, fermo a 6,912.4 MB/s, l'unità enterprise ha registrato un vantaggio del 25%, un divario significativo considerando che entrambe utilizzano la stessa memoria flash BiCS8.
Lettura sequenziale 128K (IODepth 64 / NumJobs 1)
Il lato lettura è l'unico risultato nel nostro set di dati che si discosta significativamente dalla valutazione dell'unità. Con IODepth 64 su un singolo worker, il CM9-R ha raggiunto 9,974.6 MB/s a 801.7 µs, ultimo nel gruppo e ben al di sotto sia della specifica di 14,800 MB/s che dei 14,235.9 MB/s registrati dal suo omologo CD9P-R nella stessa configurazione. Questo è un test a singolo job e le curve di lettura riportate di seguito mostrano il CM9-R in lettura a piena velocità quando il lavoro è distribuito su più job. Tuttavia, gli acquirenti con modelli di lettura a blocchi di grandi dimensioni a flusso singolo dovrebbero tenere conto di questo comportamento e testare la propria pipeline.
Scrittura casuale 64K
Il test di scrittura casuale a 64K ha posizionato il CM9-R al secondo posto del gruppo, con un picco di 9,635.3 MB/s (IODepth 8 / NumJobs 2, a soli 103.4 µs), dietro solo al Micron 9550 MAX con 10,878.1 MB/s. Il test a bassa profondità di coda è stato il migliore in assoluto: 3,334.8 MB/s a 18.4 µs con IODepth 1 / NumJobs 1, davanti al Solidigm PS1030 (2,901.7 MB/s a 21.1 µs) e a tutti gli altri. Il limite di latenza è rimasto sotto controllo, raggiungendo un massimo di 1,942.5 µs durante il test, mentre diversi concorrenti hanno superato i 2,300 µs e il PS1010 ha toccato quasi i 6,000 µs.
Lettura casuale 64K
Con 64 letture, il CM9-R ha registrato la migliore apertura single-stream del gruppo, 1,359.0 MB/s a 45.6 µs con IODepth 1 / NumJobs 1, superando persino il CD9P-R (1,334.0 MB/s), mentre il resto dei dispositivi ha iniziato con circa la metà di questo valore. Altrettanto sorprendente è la minima concorrenza necessaria: l'unità ha raggiunto il suo picco di 13,402.4 MB/s con IODepth 4 / NumJobs 8 con soli 148.7 µs di latenza, mentre la maggior parte dei dispositivi ha richiesto configurazioni IODepth 32 per raggiungere lo stesso risultato. Il primato per le code profonde è andato al Solidigm PS1030 con 14,162.9 MB/s, ma nessun altro dispositivo del gruppo gestisce letture da 64 a bassa concorrenza così bene come i due dischi KIOXIA.
Scrittura sequenziale 16K
Una nota sulla programmazione: la nostra copertura a 16K è ora sequenziale anziché casuale, un carico di lavoro che abbiamo analizzato per la prima volta nella nostra recensione del Micron 9550 MAX e che stiamo estendendo a tutto il gruppo, poiché i flussi sequenziali di medie dimensioni dominano le implementazioni reali, in particolare le pipeline di IA che spostano i dati ordinati in sequenze anziché distribuire accessi casuali.
La modifica si addice al CM9-R. Il suo picco di 10,812.2 MB/s è secondo solo al Micron 9550 MAX con 10,970.8 MB/s, ma mentre il 9550 MAX necessitava di IODepth 32 / NumJobs 4 e 181.9 µs per raggiungere tale valore, il CM9-R ha raggiunto il suo picco con IODepth 1 / NumJobs 16 con una latenza di 22.8 µs, la stessa caratteristica di bassa profondità di coda che contraddistingue questa unità in ogni altro aspetto. La latenza a singolo worker di 10.4 µs è stata ancora una volta la migliore del gruppo e l'unità ha superato i 10,400 MB/s in tre punti distinti che spaziano da IODepth 1 a 32.
Lettura sequenziale 16K
Nelle operazioni di lettura, il CM9-R ha registrato 13,393.2 MB/s con IODepth 32 / NumJobs 8, secondo solo al suo fratello CD9P-R con 13,819.7 MB/s, e ha fornito praticamente lo stesso valore, 13,390.1 MB/s, con IODepth 16 / NumJobs 8 con la metà della latenza, 149.0 contro 298.3 µs. Un'osservazione a margine: a differenza dei test casuali, le letture sequenziali single-stream 16K hanno favorito il Sandisk SN861 (12.5 µs) e il Micron (da 13.9 a 21.3 µs) rispetto alla coppia KIOXIA, che si sono attestate intorno ai 32 µs. Una volta introdotto il parallelismo, il CM9-R ha mostrato una buona scalabilità, raggiungendo 12,400 MB/s con IODepth 4 / NumJobs 16.
Scrittura casuale 4K
Il CM9-R ha raggiunto 1,502.9 mila IOPS con IODepth 8 / NumJobs 16 con una latenza di soli 84.6 µs, quarto nel gruppo dietro al Micron 7600 MAX (1,781.2 mila), Solidigm PS1030 (1,595.8 mila) e 9550 MAX (1,544.2 mila), e quasi 2.8 volte il suo valore nominale di 540 mila, che KIOXIA specifica a una profondità di coda fissa. Con una profondità di coda pari a 1, ha guidato l'intero gruppo con 115.8 mila IOPS e 8.2 µs, il tempo di risposta in scrittura di piccoli blocchi più veloce che abbiamo misurato tra le unità di questo gruppo.
Lettura casuale 4K
Il test di lettura 4K con code profonde è il punto debole del CM9-R: 1,973.4K IOPS al picco con IODepth 16 / NumJobs 16, settimo su otto, davanti solo al Micron 7600 MAX e ben al di sotto dei 2,555.6K del Sandisk SN861, leader del gruppo. Si noti il contesto della valutazione: la specifica di 3,400K IOPS del KIOXIA è misurata a profondità di coda superiori al limite del nostro test con IODepth 32 / NumJobs 16, quindi consideriamo la differenza come una differenza nella configurazione di test piuttosto che una carenza, ma unità come l'SN861 e il PS1030 hanno trovato valori sostanzialmente superiori nello stesso test. L'altra metà del grafico appartiene al CM9-R: 33.6 IOPS a 29.3 µs con profondità di coda 1, la latenza di lettura 4K più bassa del gruppo, leggermente superiore a quella del CD9P-R, che a giugno aveva fatto di questa caratteristica il suo punto di forza.
Prestazioni GDSIO
Le letture GPU Direct Storage sono il campo in cui lo scaling dei thread del CM9-R mostra le stesse caratteristiche del suo fratello CD9P-R, già dimostrato a giugno. Le due unità KIOXIA hanno dominato il segmento con blocchi da 16K, e il risultato di picco del CM9-R di 136.4K IOPS con blocchi da 16K è stato il migliore dell'intero gruppo, davanti ai 134.2K del CD9P-R e nettamente superiore alla coppia Solidigm in fondo alla classifica (il PS1030 ha raggiunto 101.2K). Nel segmento da 1M, il CM9-R ha raggiunto un picco di 6.06 GiB/s, secondo solo ai 6.16 GiB/s del CD9P-R, con il Solidigm PS1010 e il Micron 9550 MAX a 6.05 GiB/s alle sue spalle. La latenza di lettura single-thread da 16K di 44.5 µs si è posizionata a metà classifica, risultando praticamente identica a quella del CD9P-R; Il Sandisk SN861 ha mantenuto il tempo di risposta del singolo thread a 26.1 µs.
È nella fase di scrittura che il CM9-R si distingue nettamente. Il suo picco di 5.51 GiB/s (blocco da 1 MB, 16 thread) è secondo solo ai 5.69 GiB/s del Micron 9550 MAX sulla carta, ma la vera storia sta nella forma delle due curve: il 9550 MAX è sceso a circa 2.2 GiB/s a 1 MB/64 nella sua finestra di volatilità documentata, mentre il CM9-R ha mantenuto la linea più stabile del gruppo sull'intero segmento da 1 MB. Ha inoltre evitato il crollo ad alto numero di thread a 128 KB riscontrato in entrambe le unità Solidigm. La latenza di scrittura a singolo thread a 16 KB di 21.4 µs è risultata la migliore del gruppo, a pari merito con il CD9P-R. Per flussi di scrittura sostenuti in prossimità della GPU, questa è stata l'unità più prevedibile del banco prova.
Prestazioni del checkpoint DLIO
Il nostro test checkpoint DLIO scrive checkpoint di training ricorrenti su tre passaggi ed è un test di coerenza tanto quanto di velocità; tempi inferiori sono migliori e il divario tra il primo e il terzo passaggio mostra come si comporta un'unità quando il suo FTL (Full Time Load) lavora sotto pressione continua. Una nota su questi dati: il numero di checkpoint è proporzionale alla capacità dell'unità, quindi le unità più grandi, come la CM9-R da 15.36 TB, registrano più checkpoint per esecuzione e i risultati per checkpoint non sono allineati punto per punto tra le unità. Ecco perché la tabella seguente presenta le medie dei passaggi, che normalizzano l'esecuzione di ciascuna unità in un valore direttamente confrontabile; un valore inferiore è migliore. Nel primo passaggio, l'intero gruppo di confronto rientra in un intervallo ristretto di 459-465 secondi, con la CM9-R a 462.8 secondi. La differenza si nota in seguito. Al terzo passaggio, il CM9-R si attesta a 580.9 secondi, posizionandosi a metà gruppo verso la parte posteriore: più veloce del Solidigm PS1030 (599.2 secondi), ma dietro al Sandisk SN861 (553.3), al Micron 9550 MAX (555.3) e al suo "fratello" CD9P-R (570.6).
| DRIVE | Media del passaggio 1 (secondi) | Media del passaggio 2 (secondi) | Media del passaggio 3 (secondi) |
|---|---|---|---|
| Sandisk DC SN861 7.68 TB | 461.3 | 558.6 | 553.3 |
| Micron 9550 MAX 12.8 TB | 462.8 | 558.9 | 555.3 |
| Micron 9550 Pro 7.68 TB | 461.4 | 577.9 | 559.7 |
| Solidigm PS1010 7.68 TB | 458.8 | 561.1 | 564.6 |
| Micron 7600 MAX 6.4 TB | 464.2 | 581.5 | 567.3 |
| KIOXIA CD9P-R 7.68 TB | 464.7 | 575.6 | 570.6 |
| KIOXIA CM9-R 15.36 TB | 462.8 | 571.9 | 580.9 |
| Solidigm PS1030 12.8 TB | 462.3 | 578.0 | 599.2 |
La posizione del terzo passaggio merita un'interpretazione piuttosto che un allarme. Un'unità con 1 DWPD, pensata per un utilizzo intensivo in lettura, non viene acquistata per scritture di checkpoint prolungate, e i risultati FIO confermano il vero punto di forza dell'unità: la migliore latenza a bassa profondità di coda del gruppo, sia in lettura che in scrittura, offerta in modo costante. In particolare, il CM9-R ha mostrato un degrado graduale e prevedibile nel corso dei passaggi, anziché oscillazioni improvvise, dimostrando la stessa stabilità della sua linea di scrittura GDS, che è ciò che interessa alla pianificazione dei checkpoint una volta che l'unità è in rotazione. Gli acquirenti che necessitano di picchi di checkpoint dovrebbero valutare la famiglia Micron 9550 o attendere il modello CM9-V, pensato per un utilizzo misto.
Conclusione
Il KIOXIA CM9-R da 15.36 TB è il primo SSD di classe enterprise con BiCS8, testato al punto di capacità in cui la serie offre le sue migliori prestazioni di scrittura, e i nostri dati lo confermano chiaramente: la latenza più bassa a bassa profondità di coda nel gruppo di confronto per ogni carico di lavoro eseguito. Con una profondità di coda pari a 1, ha primeggiato in assoluto nelle letture 4K (33.6 IOPS a 29.3 µs), nelle scritture 4K (115.8 IOPS a 8.2 µs), nelle scritture sequenziali 16K (10.4 µs single-worker) e nelle letture 64K (1,359.0 MB/s a 45.6 µs), raggiungendo il picco di lettura 64K con una frazione della concorrenza richiesta dai suoi rivali. In GPU Direct Storage, ha prodotto il miglior IOPS di lettura di piccoli blocchi del gruppo, pari a 136.4, e la linea di scrittura sostenuta più stabile sul banco di prova, con un picco di 5.51 GiB/s, senza la volatilità ad alto numero di thread riscontrata in diversi concorrenti.
La latenza più bassa del gruppo con profondità di coda 1 su tutti i carichi di lavoro eseguiti è stata di 25W (tipica).
Il picco di 1,973.4K IOPS in lettura 4K in coda profonda si è classificato settimo su otto nella nostra prova (il punteggio di 3,400K di KIOXIA è misurato a profondità di coda superiori al nostro limite di test, ma i concorrenti hanno trovato di più all'interno della stessa prova), e la lettura sequenziale 128K a singolo worker di 9,974.6 MB/s è stato l'unico risultato al di sotto del suo punteggio.
Per i livelli di lettura sensibili alla latenza, i frontend OLTP, gli ambienti virtualizzati su infrastrutture HA a doppia porta e i server AI ad alta intensità di lettura, dove il tempo di risposta a profondità di coda reali è più importante dei picchi di coda simulati, il CM9-R rappresenta la prova più convincente che il design CBA di BiCS8 rivoluziona la categoria. Le pipeline con un elevato volume di scrittura dovrebbero optare per il CM9-V o per le unità a uso misto di questo gruppo. Tutti gli altri possono scegliere l'unità che offre la risposta più rapida quando conta, con una capacità che arriva fino a 30.72 TB in E3.S e 61.44 TB in formato da 2.5 pollici.
La capacità del CM9-R di superare la coda con profondità 1 gli ha anche fatto guadagnare un posto in classifica: ora detiene il titolo di Migliore per carichi di lavoro critici in termini di latenza nella nostra classifica. I migliori SSD per aziende .
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