KIOXIA CM9-R은 8세대 BiCS FLASH 기반의 최초의 엔터프라이즈 SSD 제품군이며, 저희 연구실에서 테스트한 15.36TB E3.S 모델은 이 제품군 중 최적의 성능을 보여줍니다. 이 드라이브는 일반적인 활성 전력 소비량이 25W에 불과하지만, 랜덤 읽기 IOPS는 3,400K, 순차 읽기 속도는 14,800MB/s에 달합니다. 5세대 엔터프라이즈 드라이브는 일반적으로 최고 성능을 내기 위해 20W 후반대의 전력 소비량을 기록하는데, KIOXIA는 CM9 세대에서 BiCS8의 CBA(CMOS Direct Bonded to Array) 설계를 통해 전력 소모를 줄이면서도 최고 수준의 처리량을 제공한다고 강조합니다.
KIOXIA CM9-R 15.36TB E3.S: BiCS FLASH 8세대, 일반 소비 전력 25W.
CM9-R은 1 DWPD의 읽기 전용 제품군이며, 3 DWPD의 혼합 용도 제품군인 CM9-V도 함께 출시됩니다. 용량은 E3.S 규격으로 1.92TB부터 30.72TB까지 다양하며, 2.5인치 U.2 버전은 61.44TB의 플래그십 모델입니다. 7.68TB 미만 용량에는 BiCS 5세대 플래시가 탑재되어 있으며, 7.68TB, 15.36TB, 30.72TB 모델에는 8세대 플래시가 적용됩니다. 저희가 리뷰한 15.36TB 모델(KCM9XRJE15T3)은 이 시리즈에서 최고의 쓰기 성능을 자랑하는 용량으로, 순차 쓰기 11,000MB/s, 랜덤 쓰기 IOPS 540K를 기록했습니다. 이는 시리즈 최고 기록이며, 다른 용량의 제품과는 비교할 수 없는 수치입니다.
이 드라이브는 PCIe 5.0 x4를 지원하며 고가용성 토폴로지를 위한 듀얼 포트 x2를 제공하고, NVMe 2.0 및 NVMe-MI 1.2c 규격을 준수하며, OCP 데이터센터 NVMe SSD v2.5 규격(모든 요구 사항을 충족하는 것은 아님)을 지원합니다. 전원 손실 방지 및 엔드 투 엔드 데이터 보호 기능이 기본으로 제공되며, SIE, SED 및 FIPS 140-3 SED 보안 등급을 충족하는 다양한 모델이 제공됩니다.
E3.S는 EDSFF 커넥터를 사용하는 7.5mm 트림이며, 동일 시리즈는 2.5인치 폼팩터로 최대 61.44TB까지 지원합니다.
키옥시아 CM9-R 사양
| 스펙 | 키옥시아 CM9-R 15.36TB (E3.S) |
|---|---|
| 플랫폼 개요 | |
| 모델 | KCM9XRJE15T3 (SIE) KCM9DRJE15T3 (SED) KCM9FRJE15T3 (FIPS SED) |
| 생산 능력 | 15,360 GB |
| 폼 팩터 | E3.S, 7.5mm |
| 인터페이스 | PCIe 5.0(싱글 x4, 듀얼 x2), NVMe 2.0, NVMe-MI 1.2c |
| 낸드 | KIOXIA BiCS FLASH 8세대 3D TLC (CBA) |
| 성능 (단일 포트 x4, 최대) | |
| 순차 읽기(128 KiB) | 14,800 MB / s의 |
| 순차 쓰기(128 KiB) | 11,000 MB / s의 |
| 랜덤 읽기(4 KiB) | 3,400K IOPS |
| 랜덤 쓰기(4 KiB) | 540K IOPS |
| 읽기/쓰기 지연 시간 (4 KiB QD1, 일반값) | 65µs / 10µs |
| 힘과 지구력 | |
| 전원(활성/준비) | 25W(일반) / 5W(일반) |
| 지구력 | 1 DWPD |
| MTTF / 보증 | 2,500,000시간 / 5년 |
| 기능 | |
| 보호 | 전력 손실 방지 종단 간 데이터 보호 HA용 듀얼 포트 |
| 규정 준수 | OCP 데이터센터 NVMe SSD v2.5 (일부) |
테스트 배경 및 유사 항목
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
- 키옥시아 CD9P-R 7.68TB (1 DWPD)
- 샌디스크 DC SN861 7.68TB (1 DWPD)
- 솔리드다임 PS1010 7.68TB (1 DWPD)
- Solidigm PS1030 12.8TB (3 DWPD)
- 마이크론 7600 MAX 6.4TB (3 DWPD)
- 마이크론 9550 MAX 12.8TB (3 DWPD)
- 마이크론 9550 프로 7.68TB (1 DWPD)
KIOXIA의 CD9P-R 과의 조합이 가장 중요합니다. CD9P-R은 BiCS8이 데이터 센터 시장에서 어떤 역할을 하는지 보여주었고, CM9-R은 동일한 플래시 메모리의 엔터프라이즈 플래그십 버전입니다.
FIO 퍼포먼스
128K 순차 쓰기(IODepth 16 / NumJobs 1)
CM9-R은 FIO 테스트에서 128K 순차 쓰기 속도 8,668.1MB/s(230.4µs 지연)라는 뛰어난 결과를 보여주며 테스트를 시작했습니다. 이는 Micron 9550 MAX(10,957.9MB/s)와 9550 Pro(10,354.6MB/s)에 이어 세 번째로 높은 기록이며, 6,370~7,127MB/s 사이의 다른 제품들과는 상당한 차이를 보였습니다. 동일한 BiCS8 플래시 메모리를 사용하는 동종 제품인 CD9P-R(6,912.4MB/s)과 비교했을 때, CM9-R은 25% 더 높은 성능을 기록했습니다.
128K 순차 읽기(IODepth 64 / 작업 수 1)
읽기 성능은 저희 데이터 세트에서 드라이브 정격 성능에 크게 못 미치는 유일한 결과입니다. 단일 워커에서 IODepth 64로 테스트했을 때, CM9-R은 801.7µs의 응답 시간으로 9,974.6MB/s의 속도를 기록했는데, 이는 해당 그룹에서 최하위이며, 정격 속도인 14,800MB/s와 동일 구성에서 CD9P-R이 기록한 14,235.9MB/s 모두에 크게 못 미칩니다. 이는 단일 작업 테스트 결과이며, 아래 스윕 결과는 작업이 여러 작업에 분산될 경우 CM9-R이 최대 속도로 읽기를 수행함을 보여줍니다. 하지만 단일 스트림 대용량 블록 읽기 패턴을 사용하는 사용자는 이러한 동작에 유의하고 자체 파이프라인을 테스트해야 합니다.
64K 랜덤 쓰기
64K 랜덤 쓰기 스윕 테스트에서 CM9-R은 9,635.3MB/s(IODepth 8 / NumJobs 2, 103.4µs)의 최고 속도를 기록하며 Micron 9550 MAX(10,878.1MB/s)에 이어 두 번째로 높은 성능을 보였습니다. 낮은 큐 깊이 조건에서는 3,334.8MB/s, 18.4µs(IODepth 1 / NumJobs 1)의 최고 성능을 자랑하며 Solidigm PS1030(2,901.7MB/s, 21.1µs)을 비롯한 모든 경쟁 제품을 앞섰습니다. 지연 시간 또한 스윕 테스트 전반에 걸쳐 1,942.5µs로 안정적으로 유지되었으며, 일부 경쟁 제품은 2,300µs를 초과했고 PS1010은 거의 6,000µs까지 치솟았습니다.
64K 랜덤 읽기
64K 읽기 속도에서 CM9-R은 IODepth 1 / NumJobs 1 설정에서 1,359.0MB/s, 45.6µs의 지연 시간으로 그룹 내 최고의 단일 스트림 시작 속도를 기록하며 CD9P-R(1,334.0MB/s)을 앞섰고, 나머지 제품들은 대략 절반 수준의 시작 속도를 보였습니다. 더욱 놀라운 것은 필요한 동시 실행 수가 매우 적었다는 점입니다. 이 드라이브는 IODepth 4 / NumJobs 8 설정에서 13,402.4MB/s의 최고 속도에 도달하는 데 단 148.7µs의 지연 시간만 발생했는데, 이는 대부분의 제품이 최고 속도에 도달하기 위해 IODepth 32 설정이 필요했던 것과 대조적입니다. 딥 큐 성능 부문에서는 Solidigm PS1030이 14,162.9MB/s로 1위를 차지했지만, 낮은 동시 실행 수에서 64K 읽기 속도를 가장 잘 구현한 제품은 두 KIOXIA 드라이브였습니다.
16K 순차 쓰기
프로그래밍 관련 참고 사항: 저희의 16K 테스트는 이제 무작위 방식이 아닌 순차 방식으로 진행됩니다. 이는 저희가 마이크론 9550 MAX 리뷰 에서 처음 선보인 워크로드 이며, 실제 배포 환경, 특히 무작위 데이터를 흩뿌리는 방식이 아닌 순차적으로 데이터를 처리하는 AI 파이프라인에서 중간 규모의 순차 스트림이 주를 이루기 때문에 그룹 전체에 적용하고 있습니다.
이러한 변화는 CM9-R에 적합합니다. 최고 속도는 10,812.2MB/s로, Micron 9550 MAX의 10,970.8MB/s에 이어 두 번째로 높았습니다. 9550 MAX가 이 속도에 도달하기 위해 IODepth 32 / NumJobs 4에서 181.9µs의 지연 시간이 필요했던 반면, CM9-R은 IODepth 1 / NumJobs 16에서 22.8µs의 지연 시간으로 최고 속도를 기록했는데, 이는 이 드라이브의 다른 모든 부분에서 나타나는 낮은 큐 깊이 특성과 동일합니다. 단일 워커 지연 시간은 10.4µs로 그룹 내에서 가장 우수했으며, IODepth 1부터 32까지 세 번에 걸쳐 10,400MB/s를 돌파했습니다.
16K 순차 읽기
읽기 속도 테스트에서 CM9-R은 IODepth 32 / NumJobs 8에서 13,393.2 MB/s를 기록하며, 13,819.7 MB/s를 기록한 CD9P-R에 이어 두 번째로 우수한 성능을 보였습니다. 또한 IODepth 16 / NumJobs 8에서는 13,390.1 MB/s의 거의 동일한 속도를 제공하면서 지연 시간은 149.0 µs로 CD9P-R의 298.3 µs보다 절반으로 줄었습니다. 한 가지 주목할 점은 무작위 테스트와는 달리, 단일 스트림 16K 순차 읽기에서는 Sandisk SN861(12.5 µs)과 Micron(13.9~21.3 µs)이 KIOXIA(약 32 µs)보다 우수한 성능을 보였다는 것입니다. 병렬 처리가 도입되자 CM9-R은 IODepth 4 / NumJobs 16에서 12,400 MB/s를 달성하며 우수한 확장성을 보여주었습니다.
4K 랜덤 쓰기
CM9-R은 IODepth 8 / NumJobs 16에서 84.6µs의 지연 시간으로 1,502.9K IOPS를 달성하여 Micron 7600 MAX(1,781.2K), Solidigm PS1030(1,595.8K), 9550 MAX(1,544.2K)에 이어 그룹 내 4위를 기록했으며, KIOXIA가 고정 큐 깊이에서 명시한 정격 수치인 540K의 거의 2.8배에 달하는 성능을 보여주었습니다. 큐 깊이 1에서는 115.8K IOPS와 8.2µs의 지연 시간으로 전체 제품군 중 가장 빠른 성능을 기록하며, 이 그룹의 드라이브 중 소형 블록 쓰기 응답 속도에서 최고를 달성했습니다.
4K 랜덤 읽기
CM9-R의 가장 약한 성능은 딥큐 4K 읽기 스윕에서 나타났습니다. IODepth 16 / NumJobs 16 피크에서 1,973.4K IOPS를 기록하며 8개 제품 중 7위에 그쳤고, Micron 7600 MAX에만 앞섰으며, 그룹 내 최고 성능인 Sandisk SN861의 2,555.6K에는 훨씬 못 미쳤습니다. 참고로, KIOXIA의 3,400K IOPS 사양은 저희 스윕의 IODepth 32 / NumJobs 16 상한선을 넘어서는 큐 깊이에서 측정되었으므로, 이 차이는 성능 부족이 아닌 테스트 구성의 차이로 간주했습니다. 하지만 SN861 및 PS1030과 같은 드라이브는 동일한 스윕에서 훨씬 더 높은 성능을 보였습니다. 차트의 나머지 절반은 CM9-R에 해당합니다. 큐 깊이 1에서 29.3µs의 속도로 33.6K IOPS를 기록하며, 이는 그룹 내에서 가장 낮은 4K 읽기 지연 시간으로, 지난 6월 동일한 특성을 내세웠던 CD9P-R보다 약간 앞선 수치입니다.
GDSIO 성능
CM9-R의 스레드 확장성은 6월에 공개된 CD9P-R과 마찬가지로 GPU Direct Storage 읽기 성능에서 뛰어난 모습을 보였습니다. 두 개의 KIOXIA 드라이브는 16K 블록 크기 부문에서 전반적으로 선두를 달렸으며, CM9-R의 16K 최고 IOPS 기록은 136.4K로 전체 그룹에서 최고였으며, CD9P-R의 134.2K를 앞섰고, 하위권에 있는 Solidigm 드라이브 두 개(PS1030, 101.2K)와는 큰 차이를 보였습니다. 1M 부문에서는 CM9-R이 6.06GiB/s의 최고 속도를 기록하며 CD9P-R의 6.16GiB/s에 이어 두 번째로 높은 성능을 보였고, Solidigm PS1010과 Micron 9550 MAX가 6.05GiB/s로 그 뒤를 이었습니다. 단일 스레드 16K 읽기 지연 시간은 44.5µs로 그룹 중간 수준이며, CD9P-R과 사실상 동일한 수준입니다. Sandisk SN861은 단일 스레드 에지에서 26.1µs를 기록했습니다.
CM9-R은 쓰기 스윕 성능에서 조용히 차별화를 드러냅니다. 5.51GiB/s의 최고 속도(1M 블록, 16스레드)는 Micron 9550 MAX의 5.69GiB/s에 이어 수치상으로는 두 번째였지만, 두 그래프의 형태가 진정한 차이를 보여줍니다. 9550 MAX는 변동성이 큰 구간에서 1M/64에서 약 2.2GiB/s까지 떨어졌던 반면, CM9-R은 1M 블록 전체 구간에서 가장 안정적인 성능을 유지했습니다. 또한 두 Solidigm 드라이브에서 나타났던 128K 고스레드 구간에서의 성능 저하 현상도 나타나지 않았습니다. 단일 스레드 16K 쓰기 지연 시간은 21.4µs로 CD9P-R과 동률을 기록하며 그룹 내 최고 수준이었습니다. GPU에 인접한 지속적인 쓰기 스트림 환경에서도 CM9-R은 벤치마크 테스트에서 가장 예측 가능한 성능을 보여주었습니다.
DLIO 체크포인트 성능
DLIO 체크포인트 테스트는 세 번의 패스에 걸쳐 반복적인 트레이닝 체크포인트를 기록하며, 속도뿐 아니라 일관성도 평가합니다. 시간이 짧을수록 좋으며, 첫 번째 패스와 세 번째 패스 간의 차이는 드라이브가 FTL(Full Training Load)에 지속적인 부하가 걸린 상태에서 어떻게 작동하는지를 보여줍니다. 이 데이터에 대한 참고 사항: 체크포인트 수는 드라이브 용량에 비례하므로 15.36TB CM9-R과 같은 대용량 드라이브는 실행당 더 많은 체크포인트를 기록합니다. 따라서 체크포인트별 결과는 드라이브마다 정확히 일치하지 않습니다. 이러한 이유로 아래 표는 각 드라이브의 실행 결과를 직접 비교 가능한 수치로 정규화한 패스 평균값을 제시합니다. 값이 낮을수록 좋습니다. 첫 번째 패스에서 전체 비교 그룹은 459~465초의 좁은 범위에 속하며, CM9-R은 462.8초를 기록했습니다. 이후 패스에서 차이가 나타납니다. 세 번째 구간을 통과할 때 CM9-R은 580.9초를 기록하며 그룹 후미권의 중간 순위에 머물렀습니다. 이는 Solidigm PS1030의 599.2초보다는 빠르지만 Sandisk SN861(553.3초), Micron 9550 MAX(555.3초), 그리고 같은 기종인 CD9P-R(570.6초)보다는 느린 기록입니다.
| 드라이브 | 패스 1 평균 (초) | 패스 2 평균 (초) | 패스 3 평균 (초) |
|---|---|---|---|
| 샌디스크 DC SN861 7.68TB | 461.3 | 558.6 | 553.3 |
| 마이크론 9550 MAX 12.8TB | 462.8 | 558.9 | 555.3 |
| 마이크론 9550 프로 7.68TB | 461.4 | 577.9 | 559.7 |
| 솔리드다임 PS1010 7.68TB | 458.8 | 561.1 | 564.6 |
| 마이크론 7600 MAX 6.4TB | 464.2 | 581.5 | 567.3 |
| 키옥시아 CD9P-R 7.68TB | 464.7 | 575.6 | 570.6 |
| 키옥시아 CM9-R 15.36TB | 462.8 | 571.9 | 580.9 |
| 솔리드다임 PS1030 12.8TB | 462.3 | 578.0 | 599.2 |
세 번째 패스 결과는 우려할 만한 수준이 아니라 해석이 필요한 부분입니다. 1 DWPD의 읽기 집약적인 드라이브는 지속적인 체크포인트 쓰기 작업을 위해 구매하는 것이 아니며, FIO 결과는 드라이브의 실제 성능을 잘 보여줍니다. 즉, 읽기와 쓰기 모두에서 그룹 내 최고 수준의 낮은 큐 깊이 지연 시간을 일관되게 제공한다는 것입니다. 특히 CM9-R은 패스 전반에 걸쳐 성능 저하가 급격하게 변동하는 것이 아니라 점진적이고 예측 가능한 방식으로 나타났으며, 이는 GDS 쓰기 성능과 동일한 안정성을 보여줍니다. 이는 드라이브가 로테이션에 투입된 후 체크포인트 스케줄링에서 중요한 요소입니다. 체크포인트 버스트 성능이 필요한 구매자는 Micron 9550 제품군 을 고려 하거나 혼합 용도용 CM9-V 출시를 기다리는 것이 좋습니다.
맺음말
KIOXIA CM9-R 15.36TB는 BiCS8을 적용한 최초의 엔터프라이즈급 SSD로, 시리즈 최고 쓰기 성능을 발휘하는 용량에서 테스트를 거쳤습니다. 그 결과, 모든 워크로드에서 비교 대상 그룹 중 가장 낮은 큐 깊이 지연 시간을 기록했습니다. 큐 깊이 1에서 4K 읽기(33.6K IOPS, 29.3µs), 4K 쓰기(115.8K IOPS, 8.2µs), 16K 순차 쓰기(10.4µs, 단일 워커), 64K 읽기(1,359.0MB/s, 45.6µs)에서 압도적인 1위를 차지했으며, 경쟁 제품보다 훨씬 적은 동시 실행 수로 64K 읽기 최고 속도에 도달했습니다. GPU Direct Storage에서 이 제품은 136.4K의 스몰 블록 읽기 IOPS로 그룹 내 최고 기록을 세웠으며, 벤치마크에서 가장 안정적인 지속 쓰기 성능을 보여주며 최고 5.51GiB/s를 기록했고, 여러 경쟁 제품에서 나타나는 높은 스레드 변동성도 보이지 않았습니다.
우리가 실행한 모든 워크로드에서 그룹의 가장 낮은 큐 깊이 1 지연 시간은 25W(일반적인 값)였습니다.
딥큐 4K 읽기 피크인 1,973.4K IOPS는 이번 테스트에서 8개 제품 중 7위를 기록했습니다(KIOXIA의 3,400K 등급은 테스트 상한선을 넘어서는 큐 깊이에서 측정되었지만, 경쟁사 제품은 동일한 테스트에서 더 높은 수치를 기록했습니다). 또한 단일 워커 128K 순차 읽기 속도인 9,974.6MB/s는 등급에 근접한 결과였습니다.
지연 시간에 민감한 읽기 계층, OLTP 프런트엔드, 듀얼 포트 HA 인프라의 가상화 환경, 그리고 실제 대기열 깊이에서의 응답 시간이 가상 대기열 피크보다 중요한 읽기 중심의 AI 서버 환경에서는 CM9-R이 BiCS8의 CBA 설계가 업계 표준을 바꾼다는 것을 보여주는 가장 강력한 사례입니다. 지속적인 대용량 쓰기 파이프라인에는 CM9-V 또는 이 그룹의 혼합 용도 드라이브를 고려해야 합니다. 그 외의 모든 사용자는 E3.S 규격에서 최대 30.72TB, 2.5인치 규격에서 최대 61.44TB의 용량으로 가장 중요한 순간에 가장 빠른 응답 속도를 제공하는 드라이브를 선택할 수 있습니다.
CM9-R은 큐 깊이 1 테스트에서도 뛰어난 성능을 보여주며 순위표 상위권에 올랐습니다. 현재 저희 순위표에서 '지연 시간에 민감한 워크로드에 가장 적합한 제품'으로 선정되었습니다. 최고의 기업용 SSD 페이지를 확인하시기 바랍니다.
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