Kioxia CD9P-R은 Kioxia의 새로운 데이터 센터용 NVMe SSD 제품군 중 읽기 성능에 특화된 모델이며, BiCS FLASH 8세대 TLC 기반의 첫 번째 CD 시리즈 드라이브입니다. 이 시리즈는 Kioxia 자체 컨트롤러와 펌웨어를 PCIe 5.0 및 NVMe 2.0과 결합하여 용량에 따라 최대 14,800MB/s의 순차 읽기 속도와 2.6만 IOPS의 랜덤 읽기 성능을 제공합니다. E3.S 모델은 1.92TB에서 30.72TB까지 출시되며, 2.5인치 모델은 최대 61.44TB까지 지원합니다. 본 리뷰 제품은 7.68TB E3.S SED 모델(KCD9DPJE7T68)입니다.
용량별 성능표를 살펴보기 전에 알아두어야 할 중요한 점이 있습니다. Kioxia가 공개한 사양은 제품군 중 최고 사양이 아닌 중간 사양에서 최고 성능을 보여줍니다. 7.68TB와 15.36TB 모델은 순차 읽기 속도 14,800MB/s, 랜덤 쓰기 속도 450K IOPS로 최고 성능을 자랑하는 반면, 플래그십 모델인 30.72TB는 순차 읽기 속도 13,500MB/s, 랜덤 쓰기 속도 270K IOPS로 성능이 다소 떨어집니다. 또한, 가장 작은 두 용량 모델은 BiCS 8세대 NAND가 아닌 이전 세대인 5세대 NAND를 사용합니다. 다시 말해, 테스트에 사용된 7.68TB 드라이브가 이 플랫폼의 진가를 발휘하는 구성이며, 최대 용량을 추구하는 30.72TB 모델은 그 성능을 어느 정도 포기해야 하는 경우가 있는데, 이는 흔한 일입니다.
Kioxia는 CD8P에서 한 단계 더 발전한 CD9P-R을 통해 자사의 경쟁력을 입증하고 있으며, 공개된 사양표가 이를 뒷받침합니다. 7.68TB 용량의 기존 CD8P-R E3.S는 랜덤 쓰기 IOPS가 20만이었지만, CD9P-R은 이를 45만 IOPS로 2.25배 향상시켰습니다. 순차 읽기 속도는 12,000MB/s에서 14,800MB/s로 23% 증가했고, 랜덤 읽기 속도는 200만 IOPS에서 260만 IOPS로 30% 향상되었습니다. 전력 소비량은 기존 21W에서 23W로 소폭 증가했지만, CD9P-R은 읽기 집약적인 Gen5 제품군과 비슷한 수준입니다. 여기서 중요한 것은 이러한 전력 소비량 범위 내에서 드라이브가 제공하는 성능입니다.
이 드라이브의 용도를 명확히 정의하는 세부 사항은 다음과 같습니다. CD9P-R은 단일 포트, 1 DWPD(데이터 웨이트 용량) 설계를 특징으로 합니다. 기존 엔터프라이즈 스토리지 어레이를 위한 듀얼 포트 경로는 제공하지 않으며, 쓰기 작업이 많은 워크로드는 혼합 용도 모델인 CD9P-V에 적합합니다. 이 드라이브는 하이퍼스케일 및 클라우드 서버 환경, OLTP 읽기 계층, 콘텐츠 전송, 가상화 환경 등 읽기 중심의 액세스 패턴과 고정된 전력 예산을 가진 환경에 최적화되어 있습니다. OCP 데이터센터 NVMe SSD v2.5 지원(모든 요구 사항을 충족하는 것은 아님), 전력 손실 보호, 엔드 투 엔드 데이터 보호, SIE 및 SED 보안 옵션, 50°C에서 250만 시간의 MTTF(평균 무고장 시간), 5년 보증 등 플랫폼 요구 사항을 충족합니다.
KIOXIA CD9P-R 사양
아래 표는 KIOXIA CD9P-R 시리즈의 E3.S 폼팩터 모델에 대한 용량별 사양을 요약하여 보여주며, 성능 지표, 내구성 등급, 전력 및 신뢰성 사양을 강조합니다.
| KIOXIA CD9P-R 시리즈 사양 (E3.S) | |||||
| 30.72TB | 15.36TB | 7.68TB | 3.84TB | 1.92TB | |
| 모델 번호 | |||||
| SIE 모델 번호 | KCD9XPJE30T7 | KCD9XPJE15T3 | KCD9XPJE7T68 | KCD9XPJE3T84 | KCD9XPJE1T92 |
| SED 모델 번호 | KCD9DPJE30T7 | KCD9DPJE15T3 | KCD9DPJE7T68 | KCD9DPJE3T84 | KCD9DPJE1T92 |
| 기본 사양 | |||||
| 적용 사례 | 집중 독서 (하루에 1회 읽기/쓰기) | ||||
| 폼 팩터 | E3.S, 두께 7.5mm | ||||
| 인터페이스/프로토콜 | PCIe 5.0 x4, NVMe 2.0 | ||||
| 최대 인터페이스 속도 | 128 GT/s (PCIe Gen5 x4) | ||||
| 낸드 | KIOXIA BiCS FLASH 3D TLC (8세대: 7.68TB~30.72TB, 5세대: 1.92TB~3.84TB) | ||||
| OCP 규정 준수 | OCP 데이터센터 NVMe SSD 사양 v2.5 (일부) | ||||
| 보안 | SIE(Sanitize Instant Erase), SED(TCG Opal & Ruby SSC) | ||||
| 성능 (최대) | |||||
| 순차 읽기(128KiB, MB/s) | 13,500 | 14,800 | 14,800 | 14,500 | 14,500 |
| 순차 쓰기(128KiB, MB/s) | 7,000 | 7,000 | 7,000 | 7,000 | 3,600 |
| 랜덤 읽기(4KiB, K IOPS) | 2,600 | 2,600 | 2,600 | 2,600 | 2,000 |
| 랜덤 쓰기(4KiB, K IOPS) | 270 | 450 | 450 | 320 | 160 |
| 전원 요구 사항 | |||||
| 공급 전압 | 12V ±10%, 3.3V ±15% | ||||
| 전원(활성) | 23W 일반 | ||||
| 전원(대기/대기) | 5W 일반 | ||||
| 신뢰성 | |||||
| MTTF | 0~50°C에서 2,500,000시간 | 0~55°C에서 2,000,000시간 | ||||
| 우버 | < 1당 10섹터17 비트 읽기 | ||||
| DWPD | 1 | ||||
| 품질 보증 | 5 년 | ||||
| 데이터 보호 | 전력 손실 보호(PLP), 엔드 투 엔드 데이터 보호 | ||||
| 크기 | |||||
| 두께 | 7.5mm +0.2 / -0.5mm | ||||
| 폭 | 76mm ± 0.25mm | ||||
| 길이 | 112.75mm ± 0.4mm | ||||
| 중량(평량) | 최대 110g | ||||
| 환경 | |||||
| 온도 (작동) | 0는 ° C를 75하는 C를 ° | ||||
| 온도 (비 작동) | -40 ° C는 ° C를 85하기 | ||||
| 습도 (작동) | 5 % ~ 95 % RH | ||||
| 진동(작동) | 21.27 m/s² { 2.17 Grms } (5–800 Hz) | ||||
| 충격(작동) | 9.8 km/s² { 1,000 G } (0.5 ms) | ||||
KIOXIA CD9P-R 성능
드라이브 테스트 플랫폼
본 리뷰에서는 모든 워크로드 테스트를 위해 Ubuntu 22.04.2 LTS가 설치된 Dell PowerEdge R760 서버를 테스트 플랫폼으로 사용했습니다. Serial Cables Gen5 JBOF를 장착하여 U.2, E1.S, E3.S 및 M.2 SSD와 폭넓은 호환성을 제공합니다. 시스템 구성은 아래와 같습니다.
- 2 x Intel Xeon Gold 6430(32코어, 2.1GHz)
- 16 x 64GB DDR5-4400
- 480GB 델 보스 SSD
- 직렬 케이블 Gen5 JBOF
- 엔비디아 L4
드라이브 비교
- 파스카리 X200P 7.68TB
- 샌디스크 SN861 7.68TB
- 솔리드다임 PS1010 7.68TB
- 킹스턴 DC3000ME 7.68TB
- 마이크론 7600 맥스 6.4TB
- 마이크론 9550 MAX 12.8TB
- 마이크론 9550 프로 7.68TB
DLIO 체크포인팅 벤치마크
AI 학습 환경에서 SSD의 실제 성능을 평가하기 위해 데이터 및 학습 입출력(DLIO) 벤치마크 도구를 활용했습니다. 아르곤 국립 연구소에서 개발한 DLIO는 딥러닝 워크로드의 I/O 패턴을 테스트하도록 특별히 설계되었습니다. 이 도구는 스토리지 시스템이 체크포인트, 데이터 수집 및 모델 학습과 같은 문제를 어떻게 처리하는지에 대한 통찰력을 제공합니다.
아래 차트는 드라이브가 18개의 체크포인트에 걸쳐 프로세스를 처리하는 방식을 보여줍니다. 머신러닝 모델을 학습할 때 체크포인트는 모델의 상태를 주기적으로 저장하여 중단이나 전원 장애 발생 시 학습 진행 상황 손실을 방지하는 데 필수적입니다. 이러한 스토리지 요구 사항은 특히 지속적이거나 집중적인 워크로드 환경에서 강력한 성능을 필요로 합니다. 본 연구에서는 2024년 8월 13일 릴리스된 DLIO 벤치마크 버전 2.0을 사용했습니다.
실제 시나리오를 반영하는 벤치마킹을 위해 LLAMA 3.1 405B 모델 아키텍처를 기반으로 테스트를 진행했습니다. torch.save() 함수를 사용하여 모델 파라미터, 옵티마이저 상태, 레이어 상태를 저장하는 체크포인트를 구현했습니다. 8개의 GPU를 사용하는 시스템을 시뮬레이션했으며, 4방향 텐서 병렬 처리와 2방향 파이프라인 병렬 처리를 8개의 GPU에 분산하는 하이브리드 병렬 처리 전략을 적용했습니다. 이 구성으로 생성된 체크포인트 크기는 1,636GB로, 최신 대규모 언어 모델 학습에 필요한 크기를 반영합니다.
각 패스의 평균 시간을 살펴보면, KIOXIA CD9P-R은 1차 패스에서 464.7초로 시작하여 2차 패스에서 575.6초로 증가한 후 3차 패스에서 572.2초로 안정화되었습니다. 이러한 양상은 비교 대상 제품들의 전반적인 추세와 유사했으며, 최종 패스에서는 대략 553초에서 590초 사이의 시간을 기록했습니다. 다만, Pascari X200P는 674.5초로 상당히 높은 시간을 기록하며 예외적인 결과를 보였습니다. 전반적으로 CD9P-R은 반복적인 체크포인트 작업에서 예측 가능한 성능 향상을 보여주었으며, 테스트에서 주류 기업용 Gen5 SSD와 경쟁력 있는 성능을 유지했습니다.
DLIO 체크포인트 벤치마크 테스트에서 12번째 체크포인트까지 KIOXIA CD9P-R 7.68TB는 비교 대상 드라이브 중 가장 안정적인 성능을 보였습니다. 첫 번째 체크포인트에서 471.4초를 기록한 후, 테스트가 끝날 때까지 약 560~580초의 비교적 좁은 작동 범위를 유지했으며, 12번째 체크포인트에서는 569.7초로 마무리했습니다. KIOXIA 드라이브는 대부분의 작업 부하에서 Solidigm PS1010, Micron 7600 MAX, Kingston DC3000ME와 유사한 성능을 보였습니다.
파스카리 X200P는 4번째 체크포인트 이후 급격히 속도가 빨라지며 다른 제품들을 크게 앞서 나갔고, 12번째 체크포인트에서는 거의 690초를 기록했습니다. 마이크론 9550 MAX는 테스트 후반부에 가장 낮은 체크포인트 시간을 유지하며 531.3초까지 떨어졌다가 최종적으로 569.1초로 테스트를 마쳤습니다. CD9P-R은 개별 체크포인트에서 가장 빠른 드라이브는 아니었지만, 여러 경쟁 제품에서 나타난 큰 변동폭을 피하고 전체 테스트 기간 동안 안정적인 체크포인트 성능을 보여주었습니다.
FIO 성능 벤치마크
일반적인 업계 지표에서 각 SSD의 스토리지 성능을 측정하기 위해 FIO를 활용합니다. 각 드라이브는 동일한 테스트 프로세스를 거치는데, 여기에는 순차적 쓰기 워크로드를 사용하여 두 번의 전체 드라이브 채우기를 수행하는 사전 조정 단계와 그 후 정상 상태 성능 측정이 포함됩니다. 측정되는 각 워크로드 유형이 변경됨에 따라, 새로운 전송 크기에 대한 사전 조정 채우기를 다시 실행합니다.
이 섹션에서는 다음 FIO 벤치마크에 초점을 맞춥니다.
- 128K 순차
- 64K 랜덤
- 16K 랜덤
- 4K 랜덤
128K 순차 쓰기(IODepth 16 / NumJobs 1)
IODepth를 16으로 낮춘 상태에서 128K 순차 쓰기 테스트를 진행한 결과, 전체 그룹 순위는 사전 조건 설정 후와 크게 달라지지 않았습니다. Micron 9550 Max(12.8TB)가 10,957.9MB/s로 선두를 유지했으며, Micron 9550 Pro(7.68TB)가 10,354.6MB/s로 그 뒤를 바짝 쫓았습니다. Kingston DC3000ME(7.68TB)는 8,477.4MB/s로 3위, Pascari X200P(7.68TB)는 8,369.7MB/s로 그 뒤를 이었습니다.
KIOXIA CD9P-R(7.68TB)은 6,912.4MB/s의 속도를 기록하며 하위권에 머물렀습니다. Solidigm PS1010(7.68TB)은 7,126.5MB/s, SanDisk DC SN861(7.68TB)은 7,116.5MB/s로 중간급 드라이브들에는 미치지 못했지만, CD9P-R과 Micron 7600 Max(6.4TB)(6,960.6MB/s)보다는 앞섰습니다. KIOXIA의 결과는 읽기 최적화 NVMe 드라이브에서 일관되고 예측 가능한 수준입니다.
128K 순차 쓰기 대기 시간(IODepth 16 / NumJobs 1)
정상 상태 쓰기 테스트에서 IODepth를 16으로 설정했을 때, 모든 드라이브에서 사전 조건 대비 지연 시간이 크게 감소했습니다. Micron 9550 Max(12.8TB)는 평균 지연 시간 182.2µs로 가장 낮은 성능을 보였으며, Micron 9550 Pro(7.68TB)의 192.9µs보다 훨씬 앞섰습니다. 두 드라이브 모두 향상된 쓰기 처리량 덕분에 I/O를 더욱 효율적으로 처리할 수 있었습니다.
KIOXIA CD9P-R(7.68TB)은 289.0µs의 쓰기 지연 시간을 기록하며 동일한 큐 깊이에서 그룹 내 가장 높은 지연 시간을 보였습니다. Solidigm PS1010(7.68TB)은 280.3µs, SanDisk DC SN861(7.68TB)은 280.7µs로 CD9P-R 바로 아래였으며, Micron 7600 Max(6.4TB)는 287.1µs를 기록했습니다. Kingston DC3000ME(7.68TB)와 Pascari X200P(7.68TB)는 각각 235.6µs와 238.6µs로 중간 정도의 지연 시간을 보였습니다.
128K 순차 읽기(IODepth 64 / 작업 수 1)
128K 순차 읽기 테스트에서는 쓰기 성능 순위가 완전히 뒤집혔고, KIOXIA CD9P-R(7.68TB)이 해당 그룹에서 최고 성능을 자랑하는 제품 중 하나로 떠올랐습니다. CD9P-R은 14,235.9MB/s의 속도를 기록하며 Pascari X200P(7.68TB)의 14,242.1MB/s와 사실상 동률을 이루었습니다. Solidigm PS1010(7.68TB)은 14,163.3MB/s, Micron 9550 Pro(7.68TB)는 14,050.1MB/s, Micron 9550 Max(12.8TB)는 14,047.5MB/s로 모두 상위 200MB/s 대역에 근접한 속도를 보였습니다.
Kingston DC3000ME(7.68TB)는 13,513.8MB/s로 선두 제품들에 이어 2위를 기록했고, SanDisk DC SN861(7.68TB)은 12,631.2MB/s를 기록했습니다. Micron 7600 Max(6.4TB)는 11,240.5MB/s로 12GB/s 임계값에 미치지 못한 유일한 드라이브였습니다.
128K 순차 읽기 지연 시간(IODepth 64 / NumJobs 1)
128K 순차 읽기 지연 시간 결과는 대역폭 결과와 매우 유사했습니다. Pascari X200P(7.68TB)가 561.4µs로 가장 빠른 속도를 보였고, KIOXIA CD9P-R(7.68TB)은 561.7µs로 거의 동일한 성능을 나타냈습니다. Solidigm PS1010(7.68TB)은 564.5µs, Micron 9550 Pro(7.68TB)는 569.0µs, Micron 9550 Max(12.8TB)는 569.1µs로 모두 선두 제품과 8µs 이내의 차이를 보였으며, 이는 해당 등급의 드라이브가 내부 지연 시간보다는 Gen5 인터페이스 대역폭에 의해 제한된다는 것을 확인시켜 줍니다.
Kingston DC3000ME(7.68TB)는 591.6µs, SanDisk DC SN861(7.68TB)은 633.0µs를 기록했으며, Micron 7600 Max(6.4TB)는 711.4µs로 최고 성능 제품보다 26% 높은 지연 시간을 보였는데, 이는 낮은 순차 읽기 처리량과 일치하는 결과입니다.
64K 랜덤 쓰기
KIOXIA CD9P-R(7.68TB)은 64K 랜덤 쓰기 테스트 전반에 걸쳐 일관되게 우수한 대역폭 프로파일을 보여주었으며, 평균 3~6GB/s 범위의 속도를 기록했고, 테스트된 최고 큐 깊이(IODepth 32 / NumJobs 8)에서는 최대 6,906MB/s의 속도를 달성했습니다. 이로써 CD9P-R은 64K 쓰기 처리량 부문에서 중간 정도의 위치를 차지하게 되었으며, 10GB/s 이상의 최고 속도를 기록한 Micron 9550 Max(12.8TB)에는 미치지 못했지만, 차트 하위권에 머물렀던 Solidigm PS1010(7.68TB)과 SanDisk DC SN861(7.68TB)보다는 앞섰습니다. Micron 7600 Max(6.4TB)는 CD9P-R과 유사한 최고 속도를 기록하며 CD9P-R 바로 위에 위치했습니다.
64K 임의 쓰기 지연 시간
KIOXIA CD9P-R(7.68TB)의 64K 랜덤 쓰기 지연 시간 테스트 결과, 비교적 균형 잡힌 성능을 보였습니다. 낮은 큐 깊이에서는 지연 시간이 안정적으로 제어되었으며, IODepth 1 / NumJobs 1에서 100µs 미만으로 시작했습니다. 동시 작업량이 증가함에 따라 지연 시간은 중간 큐 깊이 구간에서 대부분 300~700µs 범위로 점진적으로 상승했고, 최고 큐 깊이에서는 2,000µs 초반까지 더욱 증가했습니다. 이러한 결과는 CD9P-R이 테스트 전반에 걸쳐 중간 수준의 성능을 보였으며, 높은 동시 작업량에서 4,000~6,000µs 범위에서 급격한 지연 시간 급증을 보인 Solidigm PS1010(7.68TB) 및 Pascari X200P(7.68TB)보다 예측 가능한 성능을 나타냈음을 보여줍니다.
마이크론 9550 Max(12.8TB)는 테스트 전반에 걸쳐 가장 일관된 지연 시간을 유지했으며, 최대 부하에서도 1,700µs를 거의 넘지 않았습니다. 마이크론 7600 Max(6.4TB)와 마이크론 9550 Pro(7.68TB)도 비슷한 수준을 보였습니다.
64K 랜덤 읽기
64K 랜덤 읽기 테스트 결과, KIOXIA CD9P-R(7.68TB)의 가장 두드러진 장점 중 하나인 낮은 큐 깊이에서의 탁월한 성능이 확인되었습니다. 테스트의 최저값인 IODepth 1 / NumJobs 1에서 CD9P-R은 약 1,334MB/s의 속도로 시작하여, 매우 낮은 IO 읽기 지연 시간 덕분에 상당한 차이로 선두를 유지했습니다. 이러한 우위는 낮은 큐 깊이 범위 전반에 걸쳐 지속되었으며, CD9P-R은 최고 수준의 성능을 보여주었습니다.
큐 깊이가 8/4~32/4 범위로 증가함에 따라 다른 드라이브들이 CD9P-R을 따라잡고 앞질렀습니다. 최고 동시 접속 수준에서 CD9P-R은 약 11.0~12.0GB/s의 속도로 안정화되었으며, Pascari X200P(7.68TB), Micron 9550 Pro(7.68TB), Micron 9550 Max(12.8TB)의 13.5~14.2GB/s에 비해 뒤처졌습니다.
64K 랜덤 읽기 대기 시간
64K 랜덤 읽기 지연 시간 테스트 결과, KIOXIA CD9P-R(7.68TB)은 낮은 큐 깊이에서 읽기 지연 시간 측면에서 우위를 보였습니다. IODepth 1 / NumJobs 1부터 낮은 동시 접속량 범위까지, CD9P-R은 그룹 내에서 가장 낮은 지연 시간을 꾸준히 기록하며 대부분의 경쟁 제품보다 훨씬 낮은 수준을 유지했고, 중간 큐 깊이에서도 좁은 범위 내에서 안정적인 성능을 보여주었습니다.
큐 깊이가 32/1~16/4 범위를 넘어서 증가함에 따라 그룹이 수렴되었고, 스윕이 끝날 무렵에는 모든 드라이브의 응답 시간이 600µs~1,400µs 범위로 상승했습니다.
16K 랜덤 쓰기
16K 랜덤 쓰기 IOPS 스윕 테스트에서 KIOXIA CD9P-R(7.68TB)은 스윕 중간 범위에서 일관된 성능을 보여주었습니다. Micron 9550 Max(12.8TB)는 다시 한번 압도적인 성능을 발휘하며 경쟁 제품들을 크게 앞지르는 높은 IOPS 궤적을 유지했고, 높은 큐 깊이에서는 600~690K IOPS에 근접하는 수치를 기록했습니다. 한편, Micron 7600 Max(6.4TB)는 400~450K 범위에서 우수한 처리량을 유지했습니다.
CD9P-R은 테스트 전반에 걸쳐 Kingston DC3000ME(7.68TB), Micron 9550 Pro(7.68TB), SanDisk DC SN861(7.68TB)과 유사한 성능을 보였으며, 중간 수준의 동시 실행 깊이에서는 일반적으로 200~250K IOPS를, 최고 동시 실행 부하(IODepth 32 / NumJobs 16)에서는 365~440K IOPS까지 성능을 향상시켰습니다. Solidigm PS1010(7.68TB)은 16K 랜덤 쓰기에서 가장 저조한 성능을 보였으며, 다른 모든 드라이브보다 낮은 성능을 자주 나타냈습니다.
16K 임의 쓰기 지연 시간
16K 랜덤 쓰기 지연 시간 테스트에서 KIOXIA CD9P-R(7.68TB)은 대부분의 큐 깊이 범위에서 일관적으로 하위에서 중간 수준의 성능을 보였습니다. 낮은 큐 깊이에서는 50µs 미만의 지연 시간으로 시작하여 테스트의 중간 부분까지 안정적이고 잘 제어된 지연 시간을 유지했습니다. 큐 깊이가 8/8~32/8 범위로 증가함에 따라 모든 드라이브에서 지연 시간이 가파르게 상승했으며, CD9P-R은 500~750µs 범위를 거쳐 약 1,165µs까지 최고치를 기록했습니다.
Micron 9550 Max(12.8TB)는 테스트 전반에 걸쳐 가장 안정적인 지연 시간을 기록하며 대부분의 데이터 포인트에서 평균 이하의 값을 유지했습니다. Solidigm PS1010(7.68TB)과 Pascari X200P(7.68TB)는 높은 큐 깊이에서 가장 두드러진 지연 시간 급증 현상을 보였으며, 각각 3,300µs와 2,050µs의 최고치를 기록했습니다. 반면, CD9P-R, Micron 7600 Max(6.4TB), Kingston DC3000ME(7.68TB)는 높은 동시 실행 부하 범위에서 보다 예측 가능한 지연 시간 추이를 보였습니다. CD9P-R의 16K 쓰기 지연 시간은 높은 혼합 병렬 부하 조건에서도 그룹 내에서 가장 일관된 성능을 보여주었습니다.
16K 랜덤 읽기
16K 랜덤 읽기 IOPS 테스트에서 Pascari X200P(7.68TB)와 Micron 9550 Max(12.8TB)는 최대 부하 시 900K에 육박하는 가장 높은 지속 읽기 IOPS를 기록했습니다. Micron 9550 Pro(7.68TB)는 비슷한 확장성을 보이며 그 뒤를 바짝 쫓았고, Solidigm PS1010(7.68TB)이 상위권을 차지했습니다.
KIOXIA CD9P-R(7.68TB)은 측정된 최고점(IODepth 32 / NumJobs 8)에서 734.3K IOPS를 제공하여 Micron 7600 Max(6.4TB)의 719.3K, Kingston DC3000ME(7.68TB)의 665.6K, SanDisk DC SN861(7.68TB)의 661.1K IOPS보다 높은 상위 중간 등급에 속합니다.
16K 랜덤 읽기 대기 시간
16K 랜덤 읽기 지연 시간 테스트에서 KIOXIA CD9P-R(7.68TB)은 테스트된 대부분의 큐 깊이 범위에서 탁월한 읽기 지연 시간을 보여주었습니다. 테스트의 최저치인 IODepth 1 / NumJobs 1에서 CD9P-R은 약 33µs의 지연 시간으로 시작하여, 테스트의 중간 동시 처리량 구간에서도 최고 성능 제품들과 유사한 수준을 유지하며 일반적으로 100µs 미만의 지연 시간을 보였습니다.
큐 깊이가 최고 동시 접속량 범위까지 증가함에 따라 모든 드라이브의 지연 시간이 급격히 상승했습니다. CD9P-R은 최고 지연 시간이 약 713µs에 달해 820~845µs를 초과한 SanDisk DC SN861(7.68TB) 및 Kingston DC3000ME(7.68TB)보다 뒤처졌으며, Micron 9550 Max(12.8TB) 및 Micron 9550 Pro(7.68TB)는 더 낮은 최고 지연 시간을 유지했습니다.
4K 랜덤 쓰기
4K 랜덤 쓰기 IOPS 테스트에서 Micron 7600 Max(6.4TB)와 Micron 9550 Max(12.8TB)는 테스트 기간 내내 상위권을 유지하며 최대 동시 접속 시 1,500~1,780K IOPS를 기록했습니다. Micron 9550 Pro(7.68TB)와 Pascari X200P(7.68TB)가 그 뒤를 이었고, Solidigm PS1010(7.68TB)과 SanDisk DC SN861(7.68TB)은 중상위권에서 순위를 주고받았습니다.
KIOXIA CD9P-R(7.68TB)은 IODepth 32 / NumJobs 16에서 1,263.1K IOPS를 달성하여 4K 랜덤 쓰기 성능에서 중하위권에 속합니다.
4K 임의 쓰기 지연 시간
4K 랜덤 쓰기 지연 시간 테스트 결과는 테스트 그룹 내에서 가장 변동성이 큰 양상을 보였으며, KIOXIA CD9P-R(7.68TB)은 다시 한번 중간 정도의 성능을 나타냈습니다. 낮은 큐 깊이에서 CD9P-R의 쓰기 지연 시간은 IODepth 1 기준으로 9~13µs 범위에서 시작했는데, 이는 경쟁력 있는 수준이지만 동일 설정에서 최고 성능을 보이는 제품들보다는 약간 높은 수치입니다. 테스트의 중간 구간에서는 대부분의 제품과 마찬가지로 20~120µs 범위의 지연 시간을 유지했습니다.
최대 큐 깊이에서 CD9P-R은 200~410µs까지 상승하여, 최대 740µs에 달하며 상당한 변동성을 보인 Solidigm PS1010(7.68TB)과 544µs를 기록한 Pascari X200P(7.68TB)보다 훨씬 낮은 지연 시간을 유지했습니다. Micron 9550 Max(12.8TB), Micron 7600 Max(6.4TB), 그리고 Micron 9550 Pro(7.68TB)는 전체 테스트 기간 동안 가장 안정적인 지연 시간 프로파일을 보여주었습니다.
4K 랜덤 읽기
KIOXIA CD9P-R(7.68TB)의 FIO 테스트에서 4K 랜덤 읽기 스윕은 가장 흥미로운 결과 중 하나를 보여주었습니다. 가장 낮은 큐 깊이인 IODepth 1 / NumJobs 1 및 IODepth 2 / NumJobs 1에서 CD9P-R은 약 32.3K IOPS(126MB/s)를 기록하며 다른 제품들과 확연한 차이를 보였습니다. 동시 실행량이 증가함에 따라 다른 제품들도 따라잡았고, 스윕의 최고점에 도달했을 때는 순위 변동이 있었습니다. SanDisk DC SN861(7.68TB)이 2,555.6K IOPS로 동시 실행 부문에서 선두를 차지했습니다. 동시에 KIOXIA CD9P-R은 IODepth 32 / NumJobs 16에서 2,165.0K IOPS를 기록하며 Micron 9550 Max(12.8TB)의 2,164.8K IOPS와 함께 그룹 내 2위를 차지했습니다. Solidigm PS1010(7.68TB)과 Pascari X200P(7.68TB)가 그 뒤를 이었고, Micron 7600 Max(6.4TB)와 Kingston DC3000ME(7.68TB)는 하위권에 머물렀습니다.
4K 랜덤 읽기 대기 시간
4K 랜덤 읽기 지연 시간 테스트 결과는 IOPS 차트에서 제시된 바와 같이 KIOXIA CD9P-R(7.68TB)이 비교 대상 드라이브 중 낮은 큐 깊이에서 가장 낮은 읽기 지연 시간을 기록했음을 확인시켜 주었습니다. IODepth 1 / NumJobs 1에서 약 30µs로 시작하는 CD9P-R은 동일 데이터 포인트에서 60~90µs 범위에 집중된 대부분의 경쟁 드라이브보다 거의 절반에 가까운 지연 시간을 보였습니다. 테스트의 중간 단계에서도 CD9P-R은 지연 시간 우위를 유지하며 IODepth 8과 16까지 그룹 평균보다 낮은 지연 시간을 기록하다가 동시 작업 수가 증가함에 따라 다른 드라이브들과 비슷한 수준으로 수렴했습니다. 가장 높은 큐 깊이에서는 모든 드라이브가 120~275µs 범위로 이동했으며, SanDisk DC SN861(7.68TB)이 약 200µs로 가장 높은 지연 시간을 기록했습니다. KIOXIA CD9P-R은 약 236µs에서 측정을 종료하여 해당 그룹의 중간 정도에 위치했습니다.
GPU 직접 스토리지
이 테스트벤치에서 수행한 테스트 중 하나는 Magnum IO GPU Direct Storage(GDS) 테스트였습니다. GDS는 NVIDIA에서 개발한 기능으로, GPU가 NVMe 드라이브나 다른 고속 스토리지 장치에 저장된 데이터에 액세스할 때 CPU를 우회할 수 있도록 해줍니다. GDS는 CPU와 시스템 메모리를 통해 데이터를 라우팅하는 대신 GPU와 스토리지 장치 간의 직접 통신을 가능하게 하여 대기 시간을 크게 줄이고 데이터 처리량을 개선합니다.
GPU 직접 스토리지 작동 방식
전통적으로 GPU가 NVMe 드라이브에 저장된 데이터를 처리할 때, 데이터는 GPU에 도달하기 전에 먼저 CPU와 시스템 메모리를 거쳐야 합니다. 이 과정에서 CPU가 중개자 역할을 하므로 병목 현상이 발생하고, 지연 시간이 늘어나고 귀중한 시스템 리소스가 소모됩니다. GPU Direct Storage는 GPU가 PCIe 버스를 통해 저장 장치의 데이터에 직접 액세스할 수 있도록 하여 이러한 비효율성을 제거합니다. 이러한 직접 경로는 데이터 이동 오버헤드를 줄여 더 빠르고 효율적인 데이터 전송을 가능하게 합니다.
AI 워크로드, 특히 딥 러닝과 관련된 워크로드는 매우 데이터 집약적입니다. 대규모 신경망을 훈련하려면 테라바이트 규모의 데이터를 처리해야 하며, 데이터 전송이 지연되면 GPU 활용도가 낮아지고 훈련 시간이 길어질 수 있습니다. GPU Direct Storage는 데이터가 가능한 한 빨리 GPU에 전달되도록 하여 유휴 시간을 최소화하고 계산 효율성을 극대화함으로써 이러한 과제를 해결합니다.
또한 GDS는 비디오 처리, 자연어 처리 또는 실시간 추론과 같이 대용량 데이터 세트를 스트리밍하는 작업 부하에 특히 유용합니다. GDS는 CPU에 대한 의존도를 줄임으로써 데이터 이동을 가속화하고 다른 작업을 위한 CPU 리소스를 확보하여 전반적인 시스템 성능을 더욱 향상시킵니다.
GDSIO 순차 읽기 처리량
GDSIO 순차 읽기 처리량 테스트 결과 KIOXIA CD9P-R(7.68TB)의 뛰어난 읽기 성능이 확인되었습니다. 세 가지 블록 크기 세그먼트 모두에서 CD9P-R은 가장 많은 스레드 수에서 가장 높은 처리량을 자랑하는 드라이브로 나타났습니다.
16K 블록 크기 세그먼트에서 CD9P-R은 16K/1 스레드에서 약 0.3GiB/s의 처리량으로 시작하여 대부분의 경쟁 제품에 비해 뒤처졌습니다. Pascari X200P(7.68TB) 및 Micron 7600 Max(6.4TB)와 같은 드라이브는 단일 스레드에서 약 0.55~0.6GiB/s로 해당 세그먼트에 진입했습니다. 스레드 수가 증가함에 따라 CD9P-R은 공격적으로 확장하여 중간 범위에서 그룹을 앞질렀습니다. 16K/16에서는 대부분의 경쟁 제품을 추월했고, 16K/64에서는 약 2.0GiB/s에 도달하여 당시 그룹에서 가장 높은 처리량을 기록했습니다. 16K/128에서도 CD9P-R은 약 1.9GiB/s의 처리량을 유지하며 다른 여러 드라이브의 처리량이 정체되거나 감소하는 동안에도 최고 수준의 성능을 보여주었습니다. CD9P-R의 16K 읽기 처리량 우위는 단일 스트림의 우위 때문이 아니라 스레드 수에 따라 효율적으로 확장되는 능력 덕분입니다.
128K 블록 크기 세그먼트로 넘어가면서 CD9P-R은 128K/1에서 약 1.6GiB/s의 처리량을 기록하며 해당 스레드 수에서 SanDisk DC SN861(7.68TB)과 함께 그룹 내 최고 수준에 근접했습니다. 중간 스레드 범위에서도 안정적인 확장성을 보여주며 128K/8에서 약 3.9GiB/s에 도달하여 해당 시점에서 그룹 내 최고 처리량을 기록했는데, 대부분의 경쟁 제품은 여전히 1.7~2.0GiB/s 범위에 머물렀습니다. 128K/16 및 128K/32에서도 CD9P-R은 다른 드라이브들이 스레드 수를 늘리는 동안에도 계속해서 선두를 유지했습니다. 128K/64 및 128K/128 환경에서 Micron 9550 Pro(7.68TB)와 Micron 9550 Max(12.8TB)는 CD9P-R을 따라잡고 앞질러 약 5.2~5.3GiB/s의 속도를 기록한 반면, CD9P-R은 128K/128 환경에서 최고 약 5.1GiB/s를 기록한 후 약 4.8GiB/s로 속도가 떨어졌습니다.
1M 블록 크기 구간에서 CD9P-R은 1M/1 설정에서 약 3.9GiB/s의 처리량을 보였으며, 이후 스레드 수가 증가함에 따라 처리량도 꾸준히 증가했습니다. 1M/128 설정에서는 약 6.2GiB/s에 도달하여 비교 그룹에서 가장 높은 최대 읽기 처리량을 기록했습니다. Pascari X200P(7.68TB)와 Micron 9550 Max(12.8TB)는 각각 약 6.1GiB/s로 그 뒤를 이었고, Solidigm PS1010(7.68TB)과 Micron 9550 Pro(7.68TB)는 약 6.0GiB/s를 기록했습니다. Kingston DC3000ME(7.68TB)는 약 5.9GiB/s를 기록했으며, Micron 7600 Max(6.4TB)는 약 5.6GiB/s로 가장 낮은 처리량을 보였습니다.
GDSIO 순차 읽기 지연 시간
GDSIO 순차 읽기 지연 시간 차트는 8개의 드라이브 모두 전체 테스트 기간 동안 거의 동일한 궤적을 따랐음을 보여줍니다. 지연 시간 값은 드라이브별 특성보다는 블록 크기와 스레드 수에 의해 좌우되므로, 이 차트는 처리량 및 IOPS 결과만큼 차별화된 정보를 제공하지 못합니다.
단일 스레드 기준선(16K 블록, 1개 스레드)에서 CD9P-R은 약 44µs의 지연 시간을 기록하여 중간 수준에 위치했습니다. 이 구성에서 더 빠른 드라이브로는 Pascari X200P(7.68TB)의 약 26µs, SanDisk DC SN861(7.68TB)의 약 26µs, Micron 7600 Max(6.4TB)의 약 27µs가 있었습니다. 반면 Kingston DC3000ME(7.68TB)는 약 83µs, Solidigm PS1010(7.68TB)은 약 71µs를 기록하며 단일 스레드 읽기 지연 시간에서 가장 큰 편차를 보였습니다.
나머지 측정 과정에서 그래프 선들은 수렴했습니다. 모든 드라이브는 1M/128에서 20,000~22,000µs 범위에 도달했으며, CD9P-R은 약 20.3ms로 그룹의 하위권에 속했는데, 이는 해당 구성에서 더 높은 처리량을 보이는 것과 일치합니다.
GDSIO 순차 쓰기 처리량
GDSIO 순차 쓰기 처리량 조사 결과 그룹 전체에 걸쳐 상당한 차이가 드러났습니다.
Solidigm PS1010(7.68TB)은 128K 블록 크기 영역에서 높은 스레드 수로 인해 쓰기 처리량이 급격히 감소하는 현상을 보였습니다. 128K/32에서 경쟁력 있는 3.9GiB/s의 처리량을 제공했지만, 128K/64에서는 약 2.5GiB/s로, 128K/128에서는 1.6GiB/s로 급격히 떨어져 동일 구성에서 경쟁 제품 대부분의 절반에도 미치지 못하는 처리량을 기록했습니다. 이러한 성능 저하는 1M 영역까지 이어져 중간 정도의 스레드 수에서 최대 4.2GiB/s에 그쳤고, 높은 스레드 수에서는 다시 감소했습니다. 이처럼 높은 멀티스레드 쓰기 부하 조건에서 지속적으로 발생하는 처리량 감소는 데이터 세트에서 가장 두드러진 이상 현상입니다. 마이크론 9550 Max(12.8TB) 또한 1M 구간에서 처리량이 급격히 감소하는 현상을 보였는데, 1M/32에서 약 4.7GiB/s였던 처리량이 1M/64에서 약 2.2GiB/s로 떨어졌다가 1M/128에서 부분적으로 회복되었습니다.
16K 블록 크기 구간에서 모든 드라이브는 0.6~1.5GiB/s 범위 내에서 매우 유사한 속도를 보였으며, 대부분의 스레드 수에서 차이는 불과 몇 십분의 일 GiB/s에 불과했습니다. CD9P-R은 16K/1에서 약 0.7GiB/s로 시작하여 16K/32에서 약 1.5GiB/s까지 상승한 후 안정적인 속도를 유지했습니다. Micron 9550 Max(12.8TB)는 예외적으로 16K/128에서 약 0.7GiB/s로 급격히 속도가 떨어지는 반면, 나머지 드라이브들은 1.2~1.4GiB/s 범위를 유지했습니다.
128K 세그먼트에서 CD9P-R은 낮은 스레드 수에서 가장 뛰어난 성능을 보였습니다. 128K/1에서 약 2.7GiB/s의 속도로 그룹 상위권에 진입했으며, 128K/8에서는 약 4.7GiB/s까지 확장되어 당시 그룹에서 가장 높은 성능을 기록했습니다. 128K/16부터는 Micron 9550 Pro(7.68TB)와 Micron 9550 Max(12.8TB)가 각각 약 5.1~5.3GiB/s의 최고 속도를 기록하며 CD9P-R을 앞질렀습니다. CD9P-R은 128K 세그먼트의 나머지 구간에서 약 4.1~4.5GiB/s의 속도를 유지했습니다.
1M 블록 크기 세그먼트에서 CD9P-R은 1M/1 설정에서 약 4.9GiB/s의 처리량을 기록하며 해당 단일 스레드 구성에서 그룹 내 최고 성능을 보였습니다. 그러나 이후 모든 스레드 수에서 처리량은 약 4.3~4.4GiB/s 수준으로 거의 변동 없이 유지되었으며, 성능 향상을 지속하지 못했습니다. 다른 대부분의 드라이브는 스레드 수를 늘려 처리량을 더욱 향상시켰습니다. Micron 9550 Pro(7.68TB), Micron 7600 Max(6.4TB), Pascari X200P(7.68TB)는 모두 1M/4 이상의 설정에서 CD9P-R을 넘어 약 5.2~5.7GiB/s의 최고 처리량을 달성했습니다. CD9P-R의 최대 쓰기 처리량은 4.9GiB/s로, 8개 드라이브 중 5위를 기록했으며, 그 뒤를 이어 Micron 9550 Max(5.69GiB/s), Micron 9550 Pro(5.54GiB/s), Micron 7600 Max(5.44GiB/s), Pascari X200P(5.41GiB/s) 순으로 높은 순위를 차지했습니다.
GDSIO 순차 쓰기 대기 시간
16K 세그먼트에서 모든 드라이브는 낮은 스레드 수에서 매우 유사한 성능을 보였습니다. 16K/1 구성에서 CD9P-R은 약 21µs의 쓰기 지연 시간을 기록하며 해당 구성에서 그룹 내 가장 낮은 값을 나타냈으며, Solidigm PS1010(7.68TB)의 약 22µs 바로 아래에 위치했습니다. Pascari X200P(7.68TB)는 약 25µs로 그 뒤를 이었고, Micron 9550 Max(12.8TB)와 Micron 7600 Max(6.4TB)는 모두 약 30µs를 기록했습니다. 16K/128 구성에서는 Micron 9550 Max가 약 2,500µs까지 급증하여 해당 구성에서 그룹 내 가장 높은 쓰기 지연 시간을 기록한 반면, CD9P-R은 약 1,500µs를 유지하며 그룹 내에서 낮은 값을 보였습니다.
128K 구간에서 Solidigm PS1010의 처리량 저하는 지연 시간 차트에서 128K/64에서 약 9,700µs까지 급격한 상승으로 나타났으며, 이는 해당 구간에서 가장 눈에 띄는 이상 현상이었습니다. CD9P-R은 128K 구간 전체에서 주요 그룹과 유사한 성능을 보였으며, 128K/64 및 128K/128 모두에서 1,900~3,800µs 범위 내에 머물렀습니다.
1M 구간에서 두 드라이브는 1M/64 구성에서 처리량 저하와 일관되게 지연 시간이 급격히 증가하는 현상을 보였습니다. Micron 9550 Max(12.8TB)와 Micron 9550 Pro(7.68TB)는 각각 1M/64에서 약 27,000~28,000µs에 도달했으며, 1M/128에서는 더욱 증가했습니다. CD9P-R은 1M/64에서 약 14,500µs를 기록하여 해당 구성에서 비교적 안정적인 쓰기 처리량을 보였으며, 1M/128에서는 약 29,100µs로 테스트를 마무리했습니다. Pascari X200P(7.68TB)는 1M/128에서 약 25,000µs로 가장 낮은 쓰기 지연 시간을 나타냈습니다. 1M/128에서 가장 높은 값은 Micron 9550 Pro에서 약 44,900µs, Solidigm PS1010에서 약 40,700µs로 관찰되었으며, Micron 7600 Max는 약 36,000µs로 그 뒤를 이었습니다.
맺음말
KIOXIA CD9P-R E3.S 7.68TB는 읽기 작업에 특화된 드라이브로서 제 역할을 훌륭히 수행하며, 테스트 데이터는 처음부터 끝까지 그 성능을 여실히 보여줍니다. 128K 테스트에서 순차 읽기 속도는 14,235.9MB/s로, Pascari X200P와 거의 동등한 수준으로 그룹 내 최고 수준을 기록했습니다. 이 드라이브의 진정한 강점은 낮은 큐 깊이에서 드러났습니다. QD1에서 4K 랜덤 읽기 지연 시간은 약 30µs로, 대부분의 드라이브가 기록한 60~90µs의 절반 수준에 불과했습니다. 이러한 낮은 지연 시간의 읽기 성능은 GPU Direct Storage에서도 이어져, CD9P-R은 스레드 수에 따라 안정적으로 확장되며 약 6.2GiB/s의 1M 읽기 처리량으로 그룹 내 최고 수준을 달성했습니다.
장단점은 명확하며, 드라이브의 1 DWPD 설계와 조화를 이루며 오히려 그 장점을 저해하지 않습니다. 쓰기 성능은 중간 수준으로, 128K 순차 쓰기 속도는 6,912.4MB/s로 그룹 하위권에 머물렀고, GDSIO 순차 쓰기 처리량은 최대 4.9GiB/s로 8개 드라이브 중 5위를 기록했습니다. 마이크론 9550 제품군은 이러한 쓰기 작업 부하에서 처리량과 지연 시간 모두에서 선두를 차지했습니다. 이는 CD9P-R의 단점이 아니라, 읽기 작업에 특화된 SSD라는 점을 시사합니다. 지속적인 쓰기 성능이 필요한 사용자는 읽기/쓰기 겸용 제품인 CD9P-V를 고려해야 합니다.
부하 조건에서의 일관성 또한 중요한 부분입니다. LLAMA 3.1 405B 프로파일을 사용한 DLIO 체크포인트 테스트에서 CD9P-R은 패스당 약 572초의 안정적인 성능을 보였으며, 이는 일반적인 Gen5 제품군의 553~590초 범위 내에 속합니다. Pascari X200P에서 나타났던 674.5초까지의 변동폭은 나타나지 않았습니다. 또한, 이 플랫폼은 샘플 용량을 훨씬 뛰어넘는 확장성을 제공합니다. CD9P-R 제품군은 동일한 아키텍처를 기반으로 E3.S 규격에서 최대 30.72TB, 2.5인치 폼팩터에서 최대 61.44TB 용량까지 제공되므로, 단일 인증으로 고성능 컴퓨팅 노드부터 고밀도 읽기 계층까지 모든 환경을 커버할 수 있습니다.
클라우드 환경, AI 데이터 파이프라인, 콘텐츠 전송, 읽기 작업이 주를 이루는 가상화된 읽기 계층에 CD9P-R은 강력히 추천할 만한 드라이브입니다. 최고 수준의 Gen5 읽기 처리량과 비교 그룹에서 가장 낮은 저지연(low-QD) 읽기 지연 시간, 그리고 풍부한 용량을 제공하며, 지속적인 부하에서도 안정적인 성능을 유지합니다.
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