SK 하이닉스는 세계 8010위의 반도체 회사이자 4위의 메모리 칩 제조업체일 뿐만 아니라 그들의 기술력을 활용하여 잘 알려진 SATA 및 NVMe 플래시 저장 장치 라인을 만듭니다. 이 기사에서는 SK hynix의 최신 PCIe Gen4 NVMe(Non-Volatile Memory express) 드라이브인 PEXNUMX에 대한 개요를 제공하고 인상적인 성능을 강조합니다. 먼저 몇 가지 배경 정보를 제공하고 PCIe GenXNUMX 인터페이스를 사용하는 드라이브가 데이터 센터의 게임 체인저인 이유를 설명합니다.
SK 하이닉스는 세계 8010위의 반도체 회사이자 4위의 메모리 칩 제조업체일 뿐만 아니라 그들의 기술력을 활용하여 잘 알려진 SATA 및 NVMe 플래시 저장 장치 라인을 만듭니다. 이 기사에서는 SK hynix의 최신 PCIe Gen4 NVMe(Non-Volatile Memory express) 드라이브인 PEXNUMX에 대한 개요를 제공하고 인상적인 성능을 강조합니다. 먼저 몇 가지 배경 정보를 제공하고 PCIe GenXNUMX 인터페이스를 사용하는 드라이브가 데이터 센터의 게임 체인저인 이유를 설명합니다.
2019년 6011월 SK하이닉스는 최신 NVMe 엔터프라이즈 SSD인 PEXNUMX의 출시를 발표했습니다. 우리는. PE6011은 72단 TLC 3D NAND 플래시와 엔터프라이즈 시장을 위해 설계된 SK 하이닉스 NVMe 컨트롤러가 장착된 저전력 NVMe 장치입니다. PE6011은 동급 드라이브 중 최고 성능은 아니지만 전반적으로 좋은 수치를 보여주었고 전력 소비, 성능 및 비용 간에 적절한 균형을 이루고 있음을 발견했습니다.
SK 하이닉스 PE8000 NVMe 드라이브
2020년 8000월 SK하이닉스는 NVMe SSD 드라이브 PE8 시리즈의 출시를 발표했습니다. 각각의 최대 용량은 96TB이며 회사의 4단 TLC(트리플 레벨 셀) 8010D 낸드 플래시와 자체 개발한 컨트롤러를 사용합니다. 현재 이 시리즈에는 읽기 집약적인 워크로드용으로 설계된 PE8030과 혼합 사용 워크로드용으로 설계된 PE4의 두 가지 드라이브가 있습니다. 이 두 드라이브의 가장 흥미로운 점은 둘 다 PCIe Gen2 인터페이스를 가지고 있고 U.3 및 최신 U.XNUMX 폼 팩터와 호환된다는 것입니다.
혁신은 SK하이닉스의 핵심이며 오랫동안 엔지니어링 중심의 조직이었습니다. 그들은 새로운 NAND 기술을 수용하여 업계의 변화하는 요구를 지속적으로 충족시킬 계획을 가지고 있습니다. 로드맵에는 8110단, 128Gb NAND를 활용할 SSD 제품군인 PE512과 같은 여러 제품이 있습니다. 또한 SK 하이닉스는 이 NAND 기술을 사용하여 M.2 및 E1.S(EDSFF Short) 드라이브도 작업하고 있습니다.
새로운 NAND 외에도 탐색할 새로운 폼 팩터가 있습니다. SK 하이닉스는 일반적으로 "자"라고 불리는 새로운 E8111.L(EDSFF Long) 폼 팩터를 사용하는 PE1을 곧 제공할 예정입니다. 이 폼 팩터는 하이퍼스케일러에서 점점 인기를 얻고 있으며 메인스트림 서버 설계에도 적용되기 시작했습니다.
PE8111은 업계 최초로 128단 1Tb TLC 낸드를 사용한다. SK 하이닉스는 최근 고객에게 드라이브 샘플을 제공하기 시작했지만 이는 점점 더 유연해지는 플래시 제품의 폭을 강조합니다. 드라이브의 16TB 용량 버전이 현재 초점이지만 32TB 용량 드라이브도 로드맵에 있다고 들었습니다.
SK hynix PE8010 사양(PCIe Gen4x4)
| 폼 팩터 | U.2/U.3 2.5"(15mm) | |||
| 인터페이스 | PCIe Gen4x4 / NVMe 1.3c | |||
| 낸드 | 4D V5 TLC | |||
| 생산 능력 | 960 GB | 1.92 TB | 3.84 TB | 7.68 TB |
| 퍼포먼스 | ||||
| 순차 읽기(128KB) | 최대 6,000MB / s | 최대 6,500MB / s | 최대 6,500MB / s | 최대 6,500MB / s |
| 순차 쓰기(128KB) | 최대 1,450MB/S | 최대 2,800MB / s | 최대 3,700MB / s | 최대 3,700MB / s |
| 임의 읽기(4KB, QD64) | 최대 500K IOPS | 최대 850K IOPS | 최대 1,100K IOPS | 최대 1,100K IOPS |
| 임의 쓰기(4KB, QD64) | 최대 65K IOPS | 최대 120K IOPS | 최대 140K IOPS | 최대 145K IOPS |
| QOS 4KB 임의 읽기 | 70μs | 70μs | 70μs | 70μs |
| QOS 4KB 임의 쓰기 | 20μs | 20μs | 20μs | 20μs |
| 보안 | AES 256 비트 암호화 | |||
| 지구력 | ||||
| MTBF | 2 백만 시간 | |||
| 우버 | 1^10비트 읽기당 17섹터 | |||
| 전력 소비 | ||||
| 활성 읽기/쓰기 일반 | 최대 17.0W | |||
| 유휴 | 최대 5.0W | |||
| 허용 전압 | 12.0V ± 8 % | |||
| 작동 온도 | 0-70 ° C | |||
| 충격 | 1500G, 지속 시간 0.5ms | |||
| 물리적 | ||||
| 크기 (WxDxH) | 69.85 X 100 X 15 mm | |||
| 무게 | 135.6g(±5%) | |||
TLC는 단일 레벨 셀(SLC) 및 다중 레벨 셀(MLC) 플래시 메모리에서 4비트의 메모리 또는 3비트가 아닌 셀당 XNUMX비트의 정보를 저장하는 낸드 플래시 메모리입니다. SK하이닉스 XNUMXD 기술은 기본적으로 PUC(Periphery Under Cell) 기술에 기존 XNUMXD 낸드 기술을 더한 것이다.
96계층 512Gb(기가비트) TLC 4D NAND 플래시를 사용하는 PE8010은 이전 세대의 더 작은 용량 드라이브와 가격 경쟁력이 있습니다.
이 드라이브의 또 다른 흥미로운 기능은 이전 U.2 및 최신 U.3 폼 팩터를 모두 지원한다는 것입니다. U.2(FKA SFF-8639)는 SAS 및 SATA 드라이브를 컴퓨터에 연결하기 위한 컴퓨터 인터페이스이며 최대 3개의 PCIe 레인을 사용할 수 있습니다. U.2은 U.2 사양 위에 구축되었으며 U.3 커넥터를 사용합니다. 그러나 NVMe, SAS 및 SATA 드라이브는 물론 펌웨어에서 지원하는 경우 이 세 가지 드라이브 유형 간의 핫스왑도 지원합니다. U.2 드라이브는 U.2와 하위 호환되지만 U.3 드라이브는 순수한 U.XNUMX 호스트와 호환되지 않습니다.
그러나 SK hynix PE8010 드라이브의 가장 큰 특징이자 장점은 PCIe Gen4 버스 표준을 지원한다는 것입니다. Gen4 버스는 PCIe Gen3 버스의 대역폭을 두 배로 늘리는 동시에 소프트웨어 지원 및 Gen3 버스와의 기계적 인터페이스 모두에서 역방향 및 순방향 호환성을 유지합니다. 이를 통해 Gen4 장치는 최대 16GT/s(gigatransfers/second)와 Gen8 장치의 경우 3GT/s를 가질 수 있습니다. 이는 레인당 최대 2GB/s(기가바이트/초) 대 1GB/s의 데이터 전송 속도와 동일합니다.
| PCIe 레인당 대역폭 | ||||
| 차선 수 | x1 | x4 | x8 | x16 |
| PCIe 3.0 | 1 GB / 초 | 4 GB / 초 | 8 GB / 초 | 16 GB / 초 |
| PCIe 4.0 | 2 GB / 초 | 8 GB / 초 | 16 GB / 초 | 32 GB / 초 |
PCIe Gen4는 최신 버스 기술이므로 이를 지원하는 현재 서버는 여전히 파이프라인을 통해 작동하고 있습니다. AMD(Advanced Micro Devices)는 더욱 적극적으로 지원하고 있으며 곧 PCIe Gen4 지원이 포함된 인텔 시스템을 보게 될 것으로 예상됩니다.
테스트를 위해 AMD 635 CPU가 장착된 단일 프로세서 Lenovo SR7742를 사용했습니다. Lenovo SR635(위치: LINK 그리고 LINK) 올해 초, 여기에 간략한 요약이 있습니다. SR635는 1개를 지원하는 2U, 단일 소켓 서버입니다.nd gen AMD EPYC CPU 및 최대 2TB의 3200MHz DRAM. 또한 테스트에서 가장 중요한 점은 설치된 백플레인에 따라 종단 간 PCIe 4.0을 지원한다는 것입니다.
7개의 PE6011과 8010개의 PE4 NVMe SSD를 사용하는 CentOS 64의 초기 테스트에서는 XNUMXK 랜덤 및 XNUMXK 순차 워크로드를 사용하여 기존의 "XNUMX코너" 처리량 및 대역폭 테스트를 살펴봅니다.
다음으로 소프트웨어 환경을 VMware ESXi 6.7u3으로 변경하고 더 작은 SSD 그룹 크기의 성능을 비교합니다. SQL Server의 경우 4개의 NVMe SSD, 총 8개의 VM을 사용하고 SQL Server 2014 인스턴스는 1,500 규모의 TPC-C 워크로드 프로필을 실행합니다.
마지막으로 MySQL Sysbench 워크로드를 각 그룹의 2개 SSD에 집중하고 8VM은 SSD 쌍에 고르게 배치합니다. 이는 환경의 스토리지 영향에 초점을 맞춰 SSD당 4VM의 워크로드 풋프린트를 제공합니다.
PE8010은 지금까지 테스트한 모든 NVMe 장치 중 가장 강력한 성능을 제공합니다. 최대 35.8GB/s의 순차 읽기 속도와 최대 17.5GB/s의 순차 쓰기 속도를 제공할 수 있으며, 임의 읽기 및 쓰기는 각각 최대 8.1M 및 3.97M IOPS(초당 입출력 작업)입니다. . 회사의 이전 PCIe 기반 Gen6011 솔루션인 PE3과 비교하여 PE8010은 순차 읽기에서 133%, 임의 쓰기에서 192%의 상당한 성능 향상을 제공합니다.
테스트 전반에 걸쳐 나타난 PCIe Gen4의 주요 이점은 기업이 스토리지 계층에서 병목 현상을 방지하여 시스템 CPU 및 RAM 리소스를 더 잘 활용할 수 있다는 것입니다.
SQL Server 또는 MySQL과 같은 애플리케이션 워크로드에서 워크로드 성능은 대기 시간이 절반으로 줄었습니다. 8010개의 SSD에 I/O를 집중시킨 CPU 집약적 MySQL Sysbench 워크로드에서 PE69은 워크로드 성능이 XNUMX% 증가했습니다.
서버가 더 많은 코어가 있는 프로세서를 제공하거나 확장된 DRAM 용량을 지원하므로 차세대 구성 요소를 따라잡을 수 있는 스토리지 장치를 갖추는 것이 무엇보다 중요합니다. 테스트에서 우리는 PE8010이 테스트베드 시스템을 에지로 밀어낼 수 있음을 발견했습니다. 최신 애플리케이션은 분명히 이러한 최신 기술의 이점을 크게 누릴 수 있습니다.
결론
신기술은 성능 기대치에 훨씬 못 미치는 경우가 많지만 이번 경우에는 PE8010의 실제 성능에 깊은 인상을 받았습니다. PE8010이 PCIe Gen3 장치에 비해 약간의 프리미엄이 붙을 것으로 예상된다는 점을 감안할 때 SK하이닉스의 승자가 될 것으로 기대합니다. 우리는 또한 Gen4 드라이브가 전반적인 서버 성능을 새로운 수준으로 끌어올릴 것으로 기대하며, SK 하이닉스는 이미 Gen4 장치를 출하하고 이 기술의 분명한 리더가 됨으로써 일찌감치 시장을 벗어났습니다.
의심할 여지 없이 사용되는 모든 와트가 최종 결과에 영향을 미치는 클라우드 공급자와의 존재로 인해 PE8010은 전력 사용에 최적화되었으며 동급 최고의 IOPS/Watt를 제공하므로 TCO 및 OPEX가 감소합니다.
언급할 가치가 있는 이러한 드라이브 사용에 관한 몇 가지 주의 사항이 있습니다. 뛰어난 성능으로 인해 PCIe Gen4 장치로 가득 찬 서버는 CPU를 압도합니다. 따라서 시스템을 설계하는 방식에 있어 현명해야 합니다. 서버가 Gen4 드라이브를 사용하도록 완전히 설계될 때까지 이러한 장치를 사용하는 가장 좋은 방법은 고급형 Gen4와 보다 전통적인 NVMe 스토리지 또는 비용 최적화된 플래시 계층을 위한 SATA를 적절하게 혼합하는 것입니다.
PE8010은 PCIe NVMe Gen3 장치와 가격 경쟁력이 있으므로 서버 교체를 계획하고 있다면 필요한 경우 Gen3만 지원하더라도 기존 서버용으로 구매하는 것이 좋습니다. Gen4 드라이브는 이전 버전과 호환되기 때문에 지금은 이전 시스템과 함께 사용했다가 나중에 최신 시스템으로 옮길 수 있습니다. 물론 Gen4 장치는 새로운 Gen3 호환 시스템을 획득할 때까지 여전히 Gen4 대역폭 제한이 있습니다.
계층 0 워크로드에서 아카이브급 스토리지에 이르기까지 모든 분야에서 플래시가 지속적으로 성장함에 따라 기업에서 SSD 채택이 둔화될 기미가 보이지 않습니다. 새로운 Gen4 제품과 다른 모든 SSD 개발이 진행 중인 상황에서 SK 하이닉스는 분명히 올플래시 미래를 위한 원동력입니다.
SK 하이닉스 PCIe Gen4 기업용 SSD 인포그래픽
본 보고서는 SK하이닉스의 지원을 받아 작성되었습니다. 이 보고서에 표현된 모든 견해와 의견은 고려 중인 제품에 대한 우리의 공정한 견해를 기반으로 합니다.
