삼성 PM9A3 SSD 검토

by 라일 스미스 on 2021 년 11 월 12 일

기업 ◇ SSD

Samsung PM9A3는 시장에 출시된 회사의 최신 데이터 센터 SSD입니다. 960GB에서 15.36TB에 이르는 용량으로 제공되는 새로운 PM9A3는 Gen4 인터페이스와 회사의 6세대 V-NAND를 갖추고 있어 읽기 집약적인 환경에서 많은 서버 트래픽을 처리하여 애플리케이션이 원활하게 실행되도록 합니다.

삼성 PM9A3 SSD 엔터프라이즈 컴퓨팅 및 웹 규모 데이터 센터 사용 사례는 지난 몇 년 동안 기하급수적으로 증가했기 때문에 이제 신뢰할 수 있는 고성능 데이터 센터 SSD가 그 어느 때보다 중요해졌습니다. 삼성은 다양한 너비의 U.9, U.3, M.2, E3.S 및 E2.L과 같은 다양한 폼 팩터를 제공하는 PM1A1를 제공할 것을 약속합니다. 이것은 엄청난 유연성을 추가하고 거의 모든 서버 요구 사항의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

E1.L 폼팩터(긴 자 모양)는 고밀도가 요구되는 대규모 구축 환경에 최적화되어 있으며, E1.S 는 용량과 성능의 독특한 조합을 제공합니다. E1 드라이브의 가장 큰 장점 중 하나는 내장형 방열판과 열전도성 물질(TIM) 덕분에 별도의 조치 없이도 높은 성능을 유지할 수 있다는 점입니다. E1.S는 점차 널리 보급됨에 따라 U.2 데이터센터 드라이브를 대체할 유력한 후보로 떠오를 것으로 예상됩니다. 또한, 삼성의 PCIe Gen5 SSD도 이 폼팩터로 출시될 예정이며, 뛰어난 성능과 20/35/40/70W 드라이브 지원을 포함한 인상적인 기능을 선보일 것입니다.

삼성 PM9A3 대 삼성 PM983

삼성의 PM9A3와 PM983(회사의 최신 데이터 센터 SSD) 간의 차이점은 상당합니다. Gen4 인터페이스로의 점프 외에도 PM9A3은 PM6의 V8 TLC NAND 및 Phoenix 983채널 컨트롤러에 비해 더 나은 NAND 및 새로운 컨트롤러(각각 V5 TLC 및 Elpis 8채널)를 제공합니다. PM9A3는 또한 최대 용량 모델을 15.36TB로 두 배 늘립니다. 그리고 위에 표시된 대로 PM9A3은 다양한 폼 팩터로 제공되는 반면 PM983은 M.2 및 U.2로만 제공됩니다.

성능 면에서 PM9A3(U.2)는 각각 최대 6,900MB/s 및 4,100MB/s의 순차 읽기 및 쓰기를 제공하는 것으로 인용되며, 임의 성능은 최대 1.1만 IOPS 읽기 및 200K 쓰기에 도달할 것으로 예상됩니다. 삼성은 이것이 PM3.6에 비해 983배 개선되었음을 나타냅니다.

PM9A3는 또한 DASH(Dynamic Automation of SSD Hardware)를 활용하여 데이터 센터 드라이브가 데이터를 즉시 처리하도록 돕고 반복 가능하고 복잡한 루틴을 최적화합니다. 이는 보다 효율적인 서버 운영을 의미합니다.

5년 보증이 지원되는 삼성 PM2A7.68의 U.9 3TB 모델을 살펴보겠습니다.

삼성 PM9A3 사양

기술 정보
모델	PM9A3
사용 가능한 폼 팩터	U.2, U.3, M.2, E1.S, E1.L
사용 가능한 용량	15.36TB/7.68TB/3.84TB/1.92TB/960GB
인터페이스	PCIe Gen4
NVMe 사양	NVMe 버전: 1.4 삭제: NVMe 1.3 규정 준수(블록 삭제, 암호화 삭제) 장치 자체 테스트 지원
제어 장치	엘피스 (8ch)
낸드	V6 TLC
성능(U.2 모델)
순차적 읽기	6,800MB / s의
순차적 쓰기	4,000MB / s의
무작위 읽기	1,000,000 IOPS
임의 쓰기	180,000 IOPS
신뢰성
DWPD	1년(5년)
SED	TCG/오팔
품질 보증

삼성 PM9A3 성능

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.

SQL 서버 성능

각 SQL Server VM은 100개의 vDisk(부팅용 500GB 볼륨, 데이터베이스 및 로그 파일용 8GB 볼륨)로 구성됩니다. 시스템 리소스 관점에서 각 VM을 vCPU 64개, DRAM XNUMXGB로 구성하고 LSI Logic SAS SCSI 컨트롤러를 활용했습니다. 이전에 Sysbench 워크로드가 스토리지 I/O 및 용량 모두에서 플랫폼을 포화 상태로 만들었지만 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 부하 조건에서 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 벤치마크에서 Samsung PM9A3는 6920 TPS로 Memblaze 12,649.6에 아주 약간 뒤처졌습니다.

SQL Server 평균 대기 시간에서 Samsung PM9A3는 Memblaze에 이어 2.8위를 차지하기 위해 단 XNUMXms의 견고한 평균 대기 시간을 기록했습니다.

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 벤치마크를 보면 Samsung PM9A3의 TPS가 11,108로 테스트 드라이브 중 XNUMX위를 차지했습니다.

Sysbench 평균 대기 시간에서 Samsung PM9A3는 11.52ms를 기록했으며, 이는 다시 한 번 XNUMX위로 충분했습니다.

최악의 시나리오 대기 시간(99번째 백분위수)의 경우 PM9A3은 20.70ms를 나타냈습니다.

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 저장 장치를 포함한 광범위한 저장 장치에서 동일한 작업 부하를 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
64K 순차 읽기: 100% 읽기, 32 스레드, 0-120% iorate
64K 순차 쓰기: 100% 쓰기, 16개 스레드, 0-120% 속도
합성 데이터베이스: SQL 및 Oracle
VDI 전체 클론 및 연결된 클론 추적

유사점:

첫 번째 VDBench 워크로드 분석인 임의 4K 읽기에서 PM9A3는 905,366µs의 대기 시간에서 562 IOPS의 최고 성능을 보였습니다. 이로 인해 백만 IOPS가 훨씬 넘는 리더보다 훨씬 뒤처졌습니다.

4K 랜덤 쓰기에서 PM9A3는 506,365µs의 대기 시간에서 1,001.7 IOPS의 최고 성능으로 XNUMX위를 차지했습니다.

64k 순차 워크로드로 전환한 PM9A3는 Kioxia CD6와 비슷한 성능을 보여 4.72µs에서 74,861GB/s(또는 844.6 IOPS)를 기록했습니다.

64K 쓰기에서 PM9A3는 2.02µs의 대기 시간과 함께 32,684GB/s(1,948 IOPS)로 정점을 찍으며 뒤처졌습니다.

다음 테스트 세트는 SQL, SQL 90-10 및 SQL 80-20과 같은 SQL 워크로드이며 모두 비슷한 결과를 보였습니다. SQL을 시작으로 새로운 Samsung 드라이브는 259,124µs의 대기 시간에서 122.4 IOPS의 최고 성능으로 다른 모든 드라이브를 제치고 XNUMX위를 차지했습니다.

SQL 90-10에서는 Samsung PM9A3가 260,690µs의 대기 시간에서 121.3 IOPS의 최고 성능으로 Memblaze 드라이브에 바짝 뒤진 XNUMX위를 차지했습니다.

SQL 80-20을 사용하는 새로운 Samsung 드라이브는 244,746µs의 대기 시간에서 129 IOPS의 최고 성능으로 Kioxia 및 Intel 드라이브로 테스트가 끝날 때 XNUMX자 동점으로 XNUMX위를 차지했습니다.

다음은 Oracle 워크로드인 Oracle, Oracle 90-10 및 Oracle 80-20입니다. SQL 벤치마크와 마찬가지로 Samsung PM9A3도 견고한 성능을 이어갔습니다. Oracle을 시작으로 PM9A3는 251,605µs에서 138.1 IOPS의 최고 성능으로 XNUMX위를 차지했으며 결과는 Kioxia 드라이브와 매우 유사했습니다.

Oracle 90-10의 경우 PM9A3가 테스트 드라이브 중 209,670위를 차지했으며 대기 시간 103.6µs에서 최고 XNUMX IOPS를 기록했습니다.

Oracle 80-20을 보면 PM9A3가 206,939µs에서 104.7 IOPS의 최고 성능으로 다시 XNUMX위를 차지했습니다.

다음으로 VDI 클론 테스트인 Full and Linked로 전환했습니다. VDI 전체 복제(FC) 부팅의 경우 Samsung PM9A3는 211,248µs의 대기 시간에서 최고 161.3 IOPS로 Memblaze 드라이브에 이어 XNUMX위를 차지했습니다.

VDI FC 초기 로그인에서 PM9A3는 대기 시간이 114,418µs인 최고 258 IOPS로 XNUMX위로 떨어졌습니다.

VDI FC 월요일 로그인을 통해 PM9A3는 79,621µs의 대기 시간과 함께 최고 198.3 IOPS로 다시 XNUMX위를 차지했습니다.

VDI 링크드 클론(LC) 부팅 테스트에서 PM9A3는 테스트 초반에 지연 시간이 급격히 증가했지만, 점차 안정화되어 최고 99,130 IOPS와 160.2µs의 지연 시간으로 3위를 ^{기록 했습니다.}

VDI LC 초기 로그인에서 PM9A3의 성능은 18K IOPS 마크에 근접했을 때 급락했습니다.

VDI LC Monday Login은 PM9A3가 사용할 수 없는 성능을 보였기 때문에 비슷한 이야기를 했습니다. 14µs의 극도로 높은 대기 시간으로 1,103K IOPS 표시를 간신히 통과한 후 또 다른 급증이 발생했습니다.

맺음말

벤치마크 동안 때때로 확실히 고르지 않았지만 Samsung PM9A3 데이터 센터 SSD는 회사의 견고한 릴리스입니다. 이 U.2 SSD는 TLC V6 NAND와 Elpis 8채널 컨트롤러를 활용하는데, 이는 이전 세대의 V5 TLC NAND와 Phoenix 8채널 컨트롤러에 비해 눈에 띄게 업그레이드된 것입니다. PM9A3는 960GB에서 15.36TB까지의 용량으로 제공되며 후자는 마지막 버전에서 최대 용량을 두 배로 늘립니다.

삼성은 U.6.8 폼 팩터 모델에 대해 최대 4GB/s 읽기 및 2GB/s 쓰기 성능을 인용하며, 임의 성능은 최대 1만 IOPS 읽기 및 180,000 IOPS 쓰기입니다. 이 성능 프로필은 다양한 엔터프라이즈 데이터 센터 사용 사례에서 유용합니다.

랩 벤치마크 동안 실제로 수행한 결과는 위에서 언급한 것처럼 약간 고르지 않았습니다. 우리는 여러 다른 PCIe Gen9 기업용 SSD에 대해 Samsung PM3A4를 테스트하고 애플리케이션 워크로드 분석과 VDBench를 모두 살펴보았습니다. 첫 번째 테스트 시리즈에서 우리는 P5510이 총 12,649.6 TPS와 평균 대기 시간 총 2.8ms로 SQL Server 트랜잭션에서 우수한 성능을 보이는 것을 확인했으며, 둘 다 테스트 드라이브 중 6920위를 차지했습니다. 이 드라이브는 Sysbench에서 11,108 TPS, 평균 대기 시간 11.52ms, 최악의 경우 20.70ms의 견고한 집계 점수로 XNUMX위(Memblaze XNUMX에 이어)를 유지했습니다.

VDBench로 전환한 삼성 PM9A3는 이 테스트에서 선두를 달리고 있었습니다. 하이라이트는 905K 읽기에서 4K IOPS, 506K 쓰기에서 4K IOPS를 포함하며 순차 워크로드는 4.72K 읽기에서 64GB/s, 2.02K 쓰기에서 64GB/s에 불과했습니다.

SQL 테스트에서 PM9A3의 성능이 훨씬 좋아져 최고 259K IOPS, SQL 261-90에서 10K IOPS, SQL 245-80에서 20K IOPS를 보였습니다. 견고한 성능은 Oracle 워크로드에서 계속되어 Oracle 252-210에서 90K IOPS, 10K IOPS, Oracle 207-80에서 20K IOPS를 기록했습니다.

다음으로 VDI 클론 테스트(전체 클론 및 링크드 클론)를 진행했는데, 여기서도 불안정한 성능이 다시 나타났습니다. 전체 클론 테스트에서는 부팅 시 211,000 IOPS, 초기 로그인 시 114,000 IOPS, 월요일 로그인 시 80,000 IOPS를 기록하며 각각 2위, 4위, 다시 4위를 차지했습니다. 링크드 클론 테스트에서는 부팅 직후에 IOPS가 급격히 상승하는 현상이 나타났는데(이러한 현상을 보인 드라이브는 이 드라이브뿐이었습니다), 최고 99,000 IOPS를 기록한 후 안정화되어 최종적으로 3위를 기록했습니다 ^. 삼성 PM9A3는 나머지 테스트에서도 매우 불안정한 모습을 보였는데, 초기 로그인 시 18,000 IOPS 지점에서 성능이 급격히 떨어졌고, 월요일 로그인 시에는 14,000 IOPS에도 미치지 못했습니다. 두 테스트 모두에서 최하위를 기록하며 다른 드라이브들과 큰 차이를 보였습니다.

VDI 벤치마킹 중 문제를 제쳐두고 성능 및 안정성은 대부분의 테스트 및 애플리케이션 워크로드에서 전반적으로 양호했습니다. 이것이 우리 연구실에서 본 최고의 데이터 센터 드라이브는 아니지만 PM9A3는 Dell 및 HPE와 같은 회사에서 엄청나게 인기 있는 드라이브이며 서버를 구축할 때 구성 가능한 옵션으로 나열됩니다. PM9A3의 비용 프로필을 고려할 때 전체 패키지는 매우 매력적입니다. 마지막으로 PM9A3는 U.2 외에도 다양한 폼 팩터(다양한 너비와 길이의 U.3, M.2, E1.S 및 E1.L)로 제공되므로 매우 유연한 라인입니다. 대부분의 데이터 센터 사용 사례를 처리할 수 있습니다.

삼성 PM9A3 제품 페이지