NVMe 인터페이스, 특히 PCIe 3.0 NVMe 1.3은 한동안 거의 모든 사용 사례에서 선호되는 SSD 인터페이스였습니다. 이 인터페이스는 공급업체가 새로운 세대마다 계속해서 성능을 개선함에 따라 계속해서 사용되었습니다. PCIe는 이제 4.0에 진입하여 순차 및 무작위 성능에서 엄청난 이득을 가져왔습니다. KIOXIA CD6는 시장에 출시된 최신 SSD(기업용 최초의 PCIe 4.0 중 하나)로 까다로운 연중무휴 환경에서 일관된 성능에 중점을 둡니다. 따라서 혼합 사용 및 읽기 집약적인 내구성이 필요한 데이터 센터에 이상적입니다. KIOXIA CD24 SSD는 또한 SFF-TA-7을 준수하므로 동일한 백플레인(삼중 모드 컨트롤러 포함)에서 SAS, SATA 및 NVMe 드라이브와 연결할 수 있습니다. KIOXIA 제품군은 6GB에서 1001TB에 이르는 용량을 제공하며 다양한 보안 및 내구성 옵션으로 제공됩니다. CD800는 또한 15.36인치, 6mm Z 높이 폼 팩터로 제공되며 KIOXIA의 독점 컨트롤러, 펌웨어 및 BiCS FLASH 2.5 레이어 15D TLC 메모리로 구동됩니다. 단일 포트 설계를 사용합니다(즉, 호스트에서 SSD까지 하나의 데이터 경로가 있음).
업데이트 22년 4월 2일 – 더욱 안정적인 펌웨어를 사용하여 Kioxia CD6를 재검토했습니다.
PCIe 4.0의 성능은 꽤 놀라운 수치에 도달할 가능성이 있으며 KIOXIA CD6도 확실히 예외는 아닙니다. KIOXIA는 읽기 및 쓰기에서 각각 최대 6.2GB/s 및 4.0GB/s의 순차 성능을 제공하는 새로운 드라이브 라인을 인용하며, 임의 성능은 읽기에서 최대 250,000만 IOPS, 쓰기에서 최대 XNUMX IOPS에 도달할 가능성이 있습니다. 이것은 아무리 줄잡아 말해도 인상적인 숫자입니다.
또한 6세대 드라이브 오류 복구, 이중 패리티 보호, 전력 손실 보호(PLP), 추가 안정성을 위한 종단간 데이터 수정 등 다양한 내장 안정성 기능을 제공합니다. KIOXIA CD6는 NVMe 1.4와 호환되어 몇 가지 중요한 기능을 드라이브에 제공합니다. 여기에는 영구 이벤트 로그, 삭제 개선, 네임스페이스 세분성 및 네임스페이스 쓰기 보호가 포함됩니다.
KIOXIA CD6 사양
| 스펙 | CM6-R(읽기 집약적) | CM6-V(혼합 사용) |
| 폼 팩터 |
2.5인치 15mm Z 높이 |
|
| 생산 능력[1][2] | 960GB, 1.92TB, 3.84TB, 7.68TB, 15.36TB | 800GB, 1.6TB, 3.2TB, 6.4TB, 12.8TB |
| 인터페이스 | PCIe Gen3 / 4, 1×4 | |
| 규정 준수 | PCIe 4.0 및 NVMe 1.4 | |
| NAND 형 | KIOXIA BiCS FLASH 96단 3D TLC | |
| 순차적 읽기 | Gen3 = 최대 3,500MB/s; Gen4 = 최대 6,200MB/s | Gen3 = 최대 3,500MB/s; Gen4 = 최대 6,200MB/s |
| 순차적 쓰기 | Gen3 = 최대 2,350MB/s; Gen4 = 최대 4,000MB/s | Gen3 = 최대 2,350MB/s; Gen4 = 최대 4,000MB/s |
| 무작위 읽기 | Gen3 = 최대 770K IOPS; Gen4 = 최대 1.0M IOPS | Gen3 = 최대 770K IOPS; Gen4 = 최대 1.0M IOPS |
| 임의 쓰기 | Gen3 = 최대 75K IOPS; Gen4 = 최대 85K IOPS | Gen3 = 최대 165K IOPS; Gen4 = 최대 250K IOPS |
| 전력 소비 |
활성: 20W; 유휴: <5W |
|
| 지구력 | 1년간 5 DWPD | 3년간 5 DWPD |
| 수정할 수 없는 BER |
1^10비트 읽기당 17섹터 |
|
| MTTF / AFR |
2.5만 시간 / 0.35% |
|
| 작동 온도 |
0 ~ 70C |
|
KIOXIA CD6 성능
테스트베드
이번 PCIe Gen4 엔터프라이즈 SSD 리뷰에서는 Lenovo ThinkSystem SR635를 사용하여 애플리케이션 테스트와 벤치마크 테스트를 진행했습니다. ThinkSystem SR635는 고성능 로컬 스토리지를 충분히 구동하는 데 필요한 CPU 성능을 제공하는 AMD 단일 CPU 플랫폼입니다. 또한, 저희 연구실에서 유일하게 (그리고 현재 시중에도 몇 안 되는) PCIe Gen4 U.2 베이를 탑재한 플랫폼입니다. 벤치마크 테스트는 많은 CPU 리소스를 요구하지 않지만, 동일한 Lenovo 플랫폼을 활용합니다. 두 테스트 모두 스토리지 제조사에서 제공하는 최대 드라이브 사양에 맞춰 로컬 스토리지의 성능을 최대한으로 보여주는 것을 목표로 합니다.
PCIe Gen4 합성 및 애플리케이션 플랫폼(Lenovo ThinkSystem SR635)
- 1 x AMD 7452(2.35GHz x 32코어)
- 8GB DDR64-4MHz ECC DRAM 3200개
- 센트OS 7.7 1908
- ESXi 6.7u3
PCIe Gen3 애플리케이션 플랫폼 ( 레노버 ThinkSystem SR850 )
- 4 x Intel Platinum 8160 CPU(2.1GHz x 24코어)
- 16 x 32GB DDR4-2666Mhz ECC DRAM
- RAID 2-930i 8Gb/s RAID 카드 12개
- NVMe 베이 8개
- VM웨어 ESXI 6.7u3
PCIe Gen3 합성 플랫폼 ( 델 파워엣지 R740xd )
- Intel Gold 2 CPU 6130개(2.1GHz x 16코어)
- 4GB DDR16-4MHz ECC DRAM 2666개
- 1x PERC 730 2GB 12Gb/s RAID 카드
- 애드인 NVMe 어댑터
- 우분투-16.04.3-데스크탑-amd64
새로운 플랫폼에 대한 첫 번째 리뷰 세트로서 우리는 과거 드라이브 결과를 포함시켰습니다. 이전 플랫폼에서 테스트했기 때문에 유사하지만 100% 사과 대 사과 비교는 아닙니다. 우리의 합성 테스트 차이는 결과에 큰 왜곡이 없지만 단일 CPU AMD 플랫폼과 쿼드 CPU Intel 플랫폼에서 작동하는 애플리케이션 워크로드는 어느 정도 있을 수 있습니다. MySQL 테스트에서 새로운 Gen4 KIOXIA 제품 중 하나가 선두를 차지했지만 SQL 서버 대기 시간은 평균이었습니다. 단 4개의 GenXNUMX 드라이브로 주변에 게시할 수 있었던 상당한 양의 비교 가능한 데이터가 없지만 이러한 결과를 볼 때 참고해야 할 사항입니다. 또한 더 빠른 SSD를 활용하기 위해 합성 테스트를 강화했으며 이제 더 높은 피크 스레드 수로 테스트 결과를 보여줍니다.
테스트 배경 및 유사 항목
StorageReview 엔터프라이즈 테스트 랩은 실제 구축 환경과 유사한 환경에서 엔터프라이즈 스토리지 장치의 벤치마크 테스트를 수행할 수 있는 유연한 아키텍처를 제공합니다. 엔터프라이즈 테스트 랩은 다양한 서버, 네트워킹, 전력 조절 장치 및 기타 네트워크 인프라를 통합하여 실제와 같은 환경을 조성하고 리뷰 과정에서 성능을 정확하게 측정할 수 있도록 지원합니다.
저희는 연구실 환경 및 프로토콜에 대한 세부 정보를 리뷰에 포함하여 IT 전문가와 스토리지 구매 담당자가 다음과 같은 결과를 얻게 된 조건을 이해할 수 있도록 합니다. 저희 리뷰는 테스트 대상 장비 제조업체로부터 어떠한 비용도 지원받거나 감독을 받지 않습니다. StorageReview 엔터프라이즈 테스트 랩 에 대한 자세한 정보 와 네트워킹 기능에 대한 개요는 해당 페이지에서 확인할 수 있습니다.
애플리케이션 워크로드 분석
엔터프라이즈 스토리지 장치의 성능 특성을 이해하기 위해서는 실제 운영 환경에서 발견되는 인프라 및 애플리케이션 워크로드를 모델링하는 것이 필수적입니다. 따라서 Kioxia CD6에 대한 벤치마크는 SysBench를 사용한 MySQL OLTP 성능 과 시뮬레이션된 TCP-C 워크로드를 사용한 Microsoft SQL Server OLTP 성능 으로 구성됩니다. 애플리케이션 워크로드의 경우, 각 드라이브에서 동일하게 구성된 가상 머신(VM) 4개를 실행합니다.
SQL 서버 성능
각 SQL Server VM은 100개의 vDisk(부팅용 500GB 볼륨, 데이터베이스 및 로그 파일용 8GB 볼륨)로 구성됩니다. 시스템 리소스 관점에서 vCPU 64개, DRAM XNUMXGB로 각 VM을 구성하고 LSI Logic SAS SCSI 컨트롤러를 활용했습니다. Sysbench 워크로드는 이전에 스토리지 I/O 및 용량 모두에서 플랫폼을 포화 상태로 테스트했지만 SQL 테스트는 대기 시간 성능을 찾고 있습니다.
이 테스트는 Windows Server 2012 R2 게스트 VM에서 실행되는 SQL Server 2014를 사용하며, Quest의 데이터베이스 벤치마크 팩토리를 통해 부하 테스트를 진행합니다. StorageReview의 Microsoft SQL Server OLTP 테스트 프로토콜은 복잡한 애플리케이션 환경에서 발생하는 활동을 시뮬레이션하는 온라인 트랜잭션 처리 벤치마크인 TPC-C(Transaction Processing Performance Council's Benchmark C)의 최신 버전을 사용합니다. TPC-C 벤치마크는 합성 성능 벤치마크보다 데이터베이스 환경에서 스토리지 인프라의 성능 강점과 병목 현상을 측정하는 데 더 가깝습니다. 이 리뷰에 사용된 각 SQL Server VM 인스턴스는 333GB(1,500개 확장) SQL Server 데이터베이스를 사용하며, 15,000명의 가상 사용자 부하에서 트랜잭션 성능과 지연 시간을 측정합니다.
SQL Server 테스트 구성(VM당)
- 윈도우 서버 2012 R2
- 스토리지 공간: 600GB 할당, 500GB 사용
- SQL 서버 2014
-
- 데이터베이스 크기: 1,500 규모
- 가상 클라이언트 로드: 15,000
- RAM 버퍼: 48GB
- 시험 시간: 3시간
- 2.5시간 전처리
- 30분 샘플 기간
SQL Server 트랜잭션 벤치마크의 경우 KIOXIA CD6의 점수는 12,633.7VM에서 4 TPS였습니다.
평균 대기 시간은 KIOXIA CD6이 5.5VM에서 4ms(CD6와 동일)로 Huawei 및 Memblaze 드라이브보다 약간 뒤처졌습니다.
시스벤치 성능
다음 애플리케이션 벤치마크는 SysBench를 사용하여 측정한 Percona MySQL OLTP 데이터베이스 입니다 . 이 테스트는 평균 TPS(초당 트랜잭션 수), 평균 지연 시간 및 평균 99번째 백분위수 지연 시간을 측정합니다.
각 Sysbench VM은 부팅용(~92GB), 사전 구축된 데이터베이스용(~447GB), 그리고 테스트 대상 데이터베이스용(270GB)의 세 개의 vDisk로 구성됩니다. 시스템 리소스 측면에서, 각 VM에는 8개의 vCPU, 60GB의 DRAM이 할당되었으며 LSI Logic SAS SCSI 컨트롤러를 활용했습니다.
Sysbench 테스트 구성(VM당)
- 센트OS 6.3 64비트
- 페르코나 XtraDB 5.5.30-rel30.1
-
- 데이터베이스 테이블: 100
- 데이터베이스 크기: 10,000,000
- 데이터베이스 스레드: 32
- RAM 버퍼: 24GB
- 시험 시간: 3시간
- 2시간 동안 32개 스레드 사전 조정
- 1시간 32 스레드
Sysbench 트랜잭션 벤치마크로 이동하면 KIOXIA는 9,333VM에서 4TPS라는 최고 점수를 기록했습니다.
Sysbench 평균 대기 시간에서 우리는 6VM에서 대기 시간이 13.71ms에 불과한 CD4을 보았고 다시 선두를 차지했습니다.
최악의 시나리오 대기 시간(99번째 백분위수)의 경우 CD6는 27.48VM에서 4ms를 기록했으며 이번에는 Huawei에 머리카락(27.22ms)을 뒤지고 있습니다.
VDBench 워크로드 분석
스토리지 장치를 벤치마킹할 때 애플리케이션 테스트가 가장 좋고 합성 테스트가 두 번째입니다. 실제 워크로드를 완벽하게 나타내지는 못하지만 합성 테스트는 경쟁 솔루션 간의 비교를 쉽게 수행할 수 있는 반복성 요소로 스토리지 장치의 기준선을 만드는 데 도움이 됩니다. 이러한 워크로드는 "포 코너" 테스트, 일반적인 데이터베이스 전송 크기 테스트에서 다양한 VDI 환경의 추적 캡처에 이르기까지 다양한 테스트 프로필을 제공합니다. 이러한 모든 테스트는 스크립팅 엔진과 함께 공통 vdBench 워크로드 생성기를 활용하여 대규모 컴퓨팅 테스트 클러스터에서 결과를 자동화하고 캡처합니다. 이를 통해 플래시 어레이 및 개별 스토리지 장치를 포함한 광범위한 스토리지 장치에서 동일한 워크로드를 반복할 수 있습니다. 이러한 벤치마크에 대한 테스트 프로세스는 전체 드라이브 표면을 데이터로 채운 다음 드라이브 용량의 25%에 해당하는 드라이브 섹션을 분할하여 드라이브가 애플리케이션 작업 부하에 어떻게 반응하는지 시뮬레이션합니다. 이것은 드라이브의 100%를 사용하고 정상 상태로 만드는 전체 엔트로피 테스트와 다릅니다. 결과적으로 이 수치는 더 높은 지속 쓰기 속도를 반영합니다.
프로필 :
- 4K 임의 읽기: 100% 읽기, 128 스레드, 0-120% iorate
- 4K 임의 쓰기: 100% 쓰기, 128 스레드, 0-120% iorate
- 4K 임의 읽기(고부하): 100% 읽기, 512 스레드, 0-120% iorate
- 4K 임의 쓰기(고부하): 100% 쓰기, 512 스레드, 0-120% 속도
- 64K 순차 읽기: 100% 읽기, 32 스레드, 0-120% iorate
- 64K 순차 쓰기: 100% 쓰기, 16개 스레드, 0-120% 속도
- 64K 순차 읽기(고부하): 100% 읽기, 64 스레드, 0-120% iorate
- 64K 순차 쓰기(고부하): 100% 쓰기, 64개 스레드, 0-120% 속도
- 합성 데이터베이스: SQL 및 Oracle
- VDI 전체 클론 및 연결된 클론 추적
유사점:
첫 번째 VDBench 워크로드 분석인 Random 4K Read에서 KIOXIA CD6의 최대 점수는 760,160 IOPS이고 지연 시간은 165.5µs입니다.
Random 4K Read의 높은 부하 동안 우리는 KIOXIA CD6가 1만 IOPS 마크에 근접하여 약간 느려지는 것을 보았고 1,067,840µs에서 최고 472 IOPS에 도달했습니다.
4K 랜덤 쓰기의 경우 CD6는 579,919µs의 대기 시간에서 211.1 IOPS로 최고 성능을 보였습니다.
높은 쓰기 부하에서 KIOXIA CD6는 709,547µs의 대기 시간과 함께 713.3 IOPS라는 인상적인 피크를 보여주었습니다.
순차 워크로드로 전환한 CD6는 68,413µs에서 최고 4.28 IOPS(또는 465.6GB/s)의 견고한 결과를 보여주었습니다(다른 KIOXIA는 예상대로 읽기에서 최고의 드라이브였습니다). 
순차 읽기에서 높은 부하가 발생하는 동안 CD6는 75,598 IOPS(4.72GB/s)로 정점에 도달한 후 속도가 느려져 843.5ms의 높은 대기 시간에 도달했습니다.
64K 순차 쓰기의 경우, KIOXIA CD6는 최대 53,402 IOPS(또는 3.33GB/s)와 291.6ms의 대기 시간을 게시한 후 마지막에 약간 감소하면서 쓰기의 최강자임을 다시 한 번 보여주었습니다.
높은 쓰기 부하에서 KIOXIA CD6는 42,299 IOPS(또는 2.58GB/s)로 정점을 찍었고 대기 시간은 65.1ms에 불과했습니다.
다음 테스트 세트는 SQL, SQL 90-10 및 SQL 80-20과 같은 SQL 워크로드입니다. SQL부터 시작하여 KIOXIA CD6는 241,700 IOPS의 견고한 피크와 131.1ms의 대기 시간을 가졌습니다. 
SQL 90-10에서 CD6는 Memblaze 드라이브와 거의 동일한 성능을 보였고 최고 243,292 IOPS와 129.9ms의 지연 시간을 보였습니다.
SQL 80-20에서 최고 성능 드라이브는 CD6가 244,857ms의 대기 시간과 함께 최고 128.3 IOPS를 기록하면서 매우 유사한 성능을 자랑했습니다.
다음은 Oracle 워크로드인 Oracle, Oracle 90-10 및 Oracle 80-20입니다. Oracle을 시작으로 KIOXIA CD6는 견고한 253,635 IOPS와 137.5µs의 대기 시간으로 XNUMX위를 기록했습니다. 
Oracle 90-10은 위의 내용을 더 많이 보여주었습니다. CD6는 대기 시간이 168,000µs인 116.8 IOPS로 정점을 찍었습니다.
Oracle 80-20에서 상위 4개 드라이브는 CD6가 192,663ms의 대기 시간으로 112.3으로 최고점을 기록했기 때문에 매우 유사한 성능을 보였습니다.
다음으로 VDI 클론 테스트인 Full and Linked로 전환했습니다. VDI 전체 클론(FC) 부팅의 경우 KIOXIA CD6는 196,584µs의 대기 시간에서 172.3 IOPS의 피크를 기록하여 XNUMX위를 차지했습니다. 
VDI FC 초기 로그인인 KIOXIA CD6는 169,412ms에서 최고 172.6 IOPS로 최고의 성능을 보였습니다.
VDI FC 월요일 로그인, CD6는 109,488ms에서 142.7 IOPS의 피크로 다시 한 번 최고의 성능을 보여주었습니다.
VDI LC(Linked Clone) 부팅의 경우 CD6는 대기 시간 100,678ms에서 인상적인 157 IOPS를 보여 KIOXIA CM6에 뒤처졌습니다. 
VDI LC 초기 로그인은 초기 로그인 프로필 동안 25,235 IOPS와 313.8ms의 대기 시간으로 정점을 찍고 성능이 크게 저하되는 등 불균일한 수치를 보였습니다.
마지막으로 VDI LC 월요일 로그인을 통해 KIOXIA CD6는 84,903ms에서 184.3 IOPS를 자랑하는 또 다른 좋은 성능으로 테스트를 마쳤습니다.
맺음말
KIOXIA CD6는 새로운 PCIe 4.0 인터페이스를 활용하여 시장에 출시된 최신 고성능 데이터 센터 SSD입니다. 까다로운 연중무휴 환경, 특히 혼합 사용 및 읽기 집약적인 내구성이 필요한 환경을 위해 특별히 제작되었습니다. 새로운 KIOXIA 드라이브는 24인치 7mm Z 높이 폼 팩터로 제공되며 KIOXIA BiCS FLASH 2.5단 15D TLC를 특징으로 하며 96GB에서 3TB까지 다양한 용량으로 제공됩니다. 또한 다양한 보안 옵션이 제공됩니다.
성능을 위해 CD6를 KIOXIA CM6을 포함하여 유사한 등급의 다른 SSD와 비교했습니다. 애플리케이션 워크로드 분석의 경우, 우리는 CD6가 SQL Server에서 12,633.7ms의 평균 대기 시간으로 5.5 TPS에 도달하여 Memblaze 및 Huawei 드라이브 바로 아래에 있음을 확인했습니다. Sysbench의 경우 드라이브는 9,333 TPS, 평균 대기 시간 13.71ms, 최악의 시나리오 대기 시간 27.48m를 기록했습니다.
VDbench 테스트에서는 KIOXIA의 성능이 더욱 견고해졌습니다. 그러나 대부분의 경우 CM6 드라이브를 뒤쫓았습니다. 하이라이트: 760,160K 읽기에서 4 IOPS(1,067,840 IOPS 고부하), 579,919 IOPS 4K 쓰기(709,547 IOPS 고부하), 4.28GB/s 64K 읽기(4.72GB/s 고부하), 3.33GB/s 64K 읽기 쓰기(2.58GB/s 고부하). SQL 워크로드는 242K IOPS, SQL 243-90의 경우 10K IOPS, SQL 245-80의 경우 20K IOPS를 보였습니다. Oracle에서 최고 성능의 드라이브는 매우 유사하게 작동하여(그 중 CD6) 254 IOPS, Oracle 168-90에서 10K IOPS, Oracle 192-80에서 20K IOPS로 워크로드를 게시했습니다. VDI 클론 테스트에서 CD6는 VDI FC 먼데이 로그인 및 VDI FC 초기 로그인 테스트에서 최고의 성능으로 강조된 전반적으로 인상적인 성능을 보여주었습니다.
이 리뷰의 초점은 인상적인 스코어 카드를 구성하는 CD6의 성능에 있습니다. 아마도 더 큰 이야기는 PCIe Gen4의 미래일 것입니다. Lenovo는 전면에서 후면까지 PCIe Gen4를 지원하는 서버를 처음으로 출시했습니다. 대부분의 다른 서버는 뒤에서 Gen4만 지원하며 이는 근본적인 설계 결정입니다. 전면 베이를 건너뛰는 것이 더 쉽고 빠릅니다. Lenovo는 보다 포괄적인 경로를 택했고 AMD가 제공해야 하는 모든 것을 활용할 수 있도록 Rome 서버를 개발했습니다. 최종 결과는 Lenovo가 CD6 형태의 KIOXIA와 같은 신기술을 활용할 수 있다는 것입니다. 이로 인해 적어도 Intel이 차세대 서버 CPU를 출시할 때까지 KIOXIA는 닭/달걀 시나리오에 놓이게 됩니다. 이 경우 IT 곡선을 앞서는 것은 괜찮다고 말할 수 있지만 CD6는 PCIe Gen4 시스템을 사용할 수 있을 때 더 많은 것을 제공할 준비가 된 레거시 플랫폼과 잘 작동할 것입니다. 지금은 특히 Lenovo 듀얼 CPU 시스템이 시장에 출시됨에 따라 AMD 서버의 이점을 선전하는 풍부한 벤치마크를 볼 수 있을 것으로 기대합니다.
업데이트 22년 4월 2일 – 더욱 안정적인 펌웨어를 사용하여 Kioxia CD6를 재검토했습니다.
아마존