Solidigm 122.88TB D5-P5336 review: opslag met hoge capaciteit en operationele efficiëntie

Dichtheid is belangrijker dan ooit in het moderne datacenter, waar elke centimeter rackruimte en elk wattage stroomverbruik direct van invloed is op de operationele efficiëntie en kosten. De D5-P5336 122.88TB SSD van Solidigm biedt een aantrekkelijke oplossing voor deze uitdaging. Deze schijf combineert een opmerkelijke capaciteit met één U.2-schijf en zet een nieuwe standaard in SSD-opslagdichtheid.

Deze ongekende opslagdichtheid stroomlijnt niet alleen de fysieke infrastructuur, maar transformeert ook de ontwerpmogelijkheden van datacenters door de benodigde rackruimte aanzienlijk te verminderen en de algehele energie-efficiëntie te verbeteren. Nu datacenters steeds vaker de toenemende eisen van AI-workloads, contentlevering en object storage afwegen tegen de druk van duurzaamheid en kosten, vertegenwoordigen schijven zoals de Solidigm D5-P5336 niet alleen technologische vooruitgang, maar ook een essentiële evolutie in de enterprise storagestrategie.

We zien deze ontwikkeling al plaatsvinden; leveranciers van servers en opslagsystemen kwalificeren snel schijven met een hoge capaciteit, zodat ze kunnen inspelen op de vraag van klanten naar efficiëntere opslag. Dell Technologies heeft bijvoorbeeld al ondersteuning voor schijven van 122.88 TB toegevoegd aan hun PowerScale-lijn van opslagsystemen, en ze hebben onlangs de PowerEdge R7725xd gepresenteerd , die met deze grote schijven bijna 3 PB aan capaciteit kan bevatten.

Voor deze review zullen we die schaalniveaus niet bereiken; we hebben slechts één schijf voor dit rapport. Desondanks zullen onze workloads aantonen waar deze schijf in uitblinkt bij diverse zakelijke workloads, waaronder workloads die zijn ontworpen om moderne AI-toepassingen te ondersteunen. Als u de voorkeur geeft aan een iets meer speelse benadering van het gebruik van 122.88 TB SSD's, hebben we eerder dit jaar de mogelijkheden van de Solidigm 122TB D5-P5336 onderzocht in een unieke edge AI-implementatie, met behulp van de NVIDIA Jetson Orin Nano Super.

Nog een laatste opmerking voordat we erin duiken. Het is essentieel om te begrijpen wat de 122.88TB P5336 wel en niet is. Deze lancering is een uitbreiding van de Drive-familie, die medio 2023 werd gelanceerd. Solidigm was een van de eersten die QLC-opslag commercialiseerde voor zakelijke toepassingen, en bracht dichtheid, kosteneffectiviteit, goede leesprestaties en adequate prestaties naar workloads die konden profiteren van deze unieke combinatie. Sindsdien heeft de industrie zich gehaast om de leidende positie van Solidigm op het gebied van capaciteit in te halen. Door de verscheidenheid aan schijfconfiguraties en form factors is de situatie echter enigszins troebel geworden. Hoewel de Solidigm 122.88TB-schijf een Gen4-model blijft in een U.2-form factor (hij is ook verkrijgbaar in E1.L), is hij ontworpen om een ​​hoge capaciteit te bieden tegen een aantrekkelijke TB/$-verhouding.

Bouw en Ontwerp

De Solidigm D5-P5336 122.88 TB behoudt dezelfde kernarchitectuur als het eerder besproken model van 61.44 TB , met gebruik van 192-laags QLC NAND. Deze consistentie garandeert voorspelbare prestaties, thermisch gedrag en interfacecompatibiliteit over de verschillende capaciteiten, wat cruciaal is voor schaalbare implementaties. Met een I/O-eenheid van 32 KB (tegenover 16 KB in de 61 TB-versie) is de 122 TB D5-P5336 geoptimaliseerd voor middelgrote I/O-patronen die vaak voorkomen in objectopslag en AI-datapipelines. Dit ontwerp biedt meer flexibiliteit in workloads met behoud van efficiëntie.

Wat dit model onderscheidt, is de capaciteit van 122.88 TB, waarmee de opslagcapaciteit wordt verdubbeld zonder dat de fysieke ruimte toeneemt. De schijf is ondergebracht in een standaard 2.5-inch U.2 15mm-vormfactor en is ook verkrijgbaar in E3.S 7.5mm- en E1.L 9.5mm-configuraties om diverse hyperscale-behoeften te ondersteunen. De schijf maakt gebruik van de PCIe Gen4 x4 NVMe-interface en levert een sequentiële leessnelheid tot 7 GB/s en een schrijfsnelheid tot 3 GB/s. Hoewel PCIe Gen5 niet wordt ondersteund, biedt Gen4 voldoende bandbreedte voor de leesintensieve workloads die de D5-P5336 beoogt, waaronder AI-pipelines, contentdistributie en object storage.

Wat prestaties betreft, levert de schijf tot 900,000 IOPS voor willekeurige leesbewerkingen (4K, QD256) en 19,000 IOPS voor willekeurige schrijfbewerkingen (16K, QD256). De leeslatentie bedraagt ​​110 microseconden (4K) en de schrijflatentie 40 microseconden (32K). De sequentiële toegangslatentie is nog lager, met leesbewerkingen van 8 microseconden (4K) en schrijfbewerkingen van 21 microseconden (32K), wat een zeer responsieve werking bij grootschalige implementaties ondersteunt.

Vergeleken met de 122TB P5336 en de eerdere 61TB-schijf, draait de SSD met hogere capaciteit op een lagere schrijfsnelheid. Sequentiële 128K-overdrachtssnelheden dalen van 3 GB/s naar 3.3 GB/s, en de willekeurige schrijfsnelheid van 16K daalt aanzienlijker, van 43K IOPS naar slechts 19K IOPS. Tijdens de evaluatie is het belangrijk om te weten dat de capaciteiten zullen verschillen naarmate specifieke workloads de schijven belasten in termen van sequentiële of willekeurige overdrachtsprestaties.

De schijf is voorzien van SK Hynix DRAM-cache en condensatoren ter bescherming tegen stroomuitval. Deze componenten zorgen voor betrouwbare buffering en beschermen gegevens tijdens onverwachte stroomstoringen, wat verplicht is in omgevingen op bedrijfsschaal. De betrouwbaarheid van de schijf omvat een gemiddelde tijd tussen storingen (MTBF) van twee miljoen uur en een onherstelbare bitfoutfrequentie van minder dan één bitfout per 100 biljard gelezen bits.

Organisaties maken zich zorgen over de algehele levensduur van SSD's, met de focus op het aantal schrijfbewerkingen gedurende vele jaren gebruik. De duurzaamheidsclassificatie voor de Solidigm D5-P5336 is 0.6 schrijfbewerkingen per dag (DWPD), gebaseerd op een willekeurige schrijfbelasting van 32 kB, wat neerkomt op 134.3 petabytes geschreven (PBW) gedurende de garantieperiode. De 122 TB D5-P5336 SSD van Solidigm zet een nieuwe maatstaf voor duurzaamheid, ontworpen voor continu gebruik, 24/7, gedurende een periode van vijf jaar. Hij kan zowel willekeurige schrijfbewerkingen van 32 kB verwerken, waarbij na vijf jaar nog 5% van zijn duurzaamheid behouden blijft, als willekeurige schrijfbewerkingen van 4 kB, waarbij nog 12% van zijn duurzaamheid overblijft. Hoewel de DWPD-classificatie (Drive Writes Per Day) 0.60 bedraagt, stelt de verhoogde NAND-capaciteit hem in staat om continue workloads effectiever te ondersteunen.

De schijf is passief gekoeld en bevindt zich in een solide aluminium behuizing. Hij werkt met een bescheiden vermogensprofiel van 24 watt actief en 5 watt inactief, waardoor hij eenvoudig te integreren is in bestaande infrastructuren. Hij weegt ongeveer 166.4 gram, ondersteunt een bedrijfstemperatuurbereik van 0 tot 70 graden Celsius, is trillingsbestendig tot 2.17 GRAM, schokbestendig tot 1,000 G en wordt geleverd met vijf jaar garantie. Hij is ontworpen voor omgevingen waar dichtheid, efficiëntie en rackconsolidatie prioriteit hebben en biedt een enorme capaciteit binnen een vertrouwde zakelijke formfactor.

Specificaties Solidigm D5-P5336-serie (122.88 TB)

specificaties Overzicht	Solidigm D5-P5336-serie (122.88 TB)
Hefvermogen	122.88TB
Form Factor	U.2 15mm of E1.L 9.5mm
Interface	PCIe 4.0 x4, NVMe
Use Case	Server / Enterprise
Sequentieel lezen	7000MB / s
Sequentiële schrijven	3000MB / s
Willekeurig lezen (IOPS)	900,000 (4K, QD256)
Willekeurig schrijven (IOPS)	19,000 (16K, QD256)
Latentie (lezen/schrijven)	Lezen: 110μs (4K) / Schrijven: 40μs (32K)
Sequentiële latentie (typ.)	Lezen: 8μs (4K) / Schrijven: 21μs (32K)
Stroom (actief/inactief)	Actief: 24W / Inactief: 5W
Uithoudingsvermogen	0.6 DWPD (32K RW) / 134.3 PBW
MTBF	2 miljoen uur
UBER	<1 sector per 10 gelezen bits
Operating Temp	0 ° C tot 70 ° C
Trilling/schok	2.17 GRMS (in bedrijf), 1,000 G (schok)
Garantie	5 jaar
Gewicht	166.4g ± 10g

Performance Testing

Drive Testing Platform

We gebruiken een Dell PowerEdge R760 met Ubuntu 22.04.02 LTS als testplatform voor alle taken in deze review. Uitgerust met een Serial Cables Gen5 JBOF , biedt deze een brede compatibiliteit met U.2, E1.S, E3.S en M.2 SSD's. Onze systeemconfiguratie wordt hieronder beschreven:

• 2x Intel Xeon Gold 6430 (32-core, 2.1 GHz)
• 16x 64GB DDR5-4400
• 480 GB Dell BOSS SSD
• Seriële kabels Gen5 JBOF

Schijven vergeleken

• Solidigm P5336 122.88 TB (Gen4 | 2.5″ | U.2)
• Solidigm P5336 61.44 TB (Gen4 | 2.5″ | U.2)
• Micron 6550 ION 61.44 TB (Gen5 | E3.S)

Zoals in de inleiding al vermeld, is de markt voor zakelijke schijven met hoge capaciteit complex, met verschillende vormfactoren, NAND-typen en kosten-prestatieprofielen om te overwegen. Voor deze review hebben we een kleine selectie SSD's om te vergelijken met de 122.88 TB Solidigm P5336, waaronder de kleinere 61.44 TB Solidigm P5336 en de 61.44 TB Micron 6550.

De Micron 6550 is uniek omdat hij Gen5- en TLC-gebaseerd is, en een van de weinige die op dit capaciteitsniveau in productie is. De Micron-schijf profiteert van hogere I/O-snelheden.

Bij het beoordelen van de prestatieresultaten is het essentieel om deze indeling te begrijpen. Bij implementatie concurreren deze schijven mogelijk niet direct met elkaar, maar ze overlappen wel in de capaciteiten die ze bieden. Om een ​​referentie voor schaalbaarheid te bieden, hebben we de Micron-schijf in deze review opgenomen.

CDN-prestaties

Om een ​​realistische CDN-workload met gemengde content te simuleren, werden de SSD's onderworpen aan een benchmarkingreeks met meerdere fasen, ontworpen om de I/O-patronen van edge-servers met veel content te repliceren. De testprocedure omvat een reeks blokgroottes, zowel groot als klein, verdeeld over willekeurige en sequentiële bewerkingen, met variërende gelijktijdigheidsniveaus.

Vóór de belangrijkste prestatietests voltooide elke SSD een volledige apparaatvulling met een sequentiële schrijfbewerking van 100 MB met blokken van 1 MB. Dit proces maakte gebruik van synchrone I/O en een wachtrijdiepte van vier, waardoor vier gelijktijdige taken mogelijk waren. Deze fase zorgt ervoor dat de schijf een stabiele toestand bereikt die representatief is voor gebruik in de praktijk. Na de sequentiële vulling werd een tweede, gerandomiseerde schrijfverzadigingsfase van drie uur uitgevoerd met behulp van een gewogen bssplit-verdeling (blokgrootte/percentage), met een sterke voorkeur voor 128K-overdrachten (98.51%), met kleine bijdragen van blokken onder de 128K tot 8K. Deze stap emuleert gefragmenteerde en onregelmatige schrijfpatronen die vaak voorkomen in gedistribueerde cacheomgevingen.

De belangrijkste testsuite richtte zich op geschaalde willekeurige lees- en schrijfbewerkingen om het gedrag van de schijf te meten bij variabele wachtrijdieptes en gelijktijdige taken. Elke test duurde vijf minuten (300 seconden) en werd gevolgd door een inactieve periode van drie minuten, waardoor interne herstelmechanismen de prestatiegegevens konden stabiliseren.

• Uitgevoerd met een vaste blokgrootteverdeling met een voorkeur voor 128K (98.51%), terwijl de resterende 1.49% van de bewerkingen bestond uit kleinere overdrachtsgroottes variërend van 64K tot 8K. Elke configuratie varieerde tussen 1, 2 en 4 gelijktijdige taken, met wachtrijdieptes van 1, 2, 4, 8, 16 en 32, om de schaalbaarheid van de doorvoer en de latentie onder typische edge-write-omstandigheden te profileren.
• Er werd een profiel met sterk gemengde blokgroottes gebruikt, dat het ophalen van CDN-content nabootst. Dit profiel begon met een dominante component van 128K (83.21%) en werd gevolgd door een long tail van meer dan 30 kleinere blokgroottes, variërend van 4K tot 124K, elk met een fractionele frequentieweergave. Deze verdeling weerspiegelt de diverse verzoekpatronen die werden aangetroffen tijdens het ophalen van videosegmenten, het openen van miniaturen en het opzoeken van metadata. Deze tests werden ook uitgevoerd op de volledige matrix van taakaantallen en wachtrijdieptes.

Deze combinatie van preconditionering, verzadiging en gerandomiseerde toegangstests van gemengde grootte is ontworpen om te laten zien hoe SSD's omgaan met aanhoudende CDN-achtige omgevingen, waarbij de nadruk ligt op responsiviteit en efficiëntie in scenario's met een hoge bandbreedte en sterk geparallelliseerde scenario's.

CDN-werklast lezen 1

In deze single-threaded leestest, die licht content delivery-verkeer simuleert, vertonen de Solidigm P5336 122.88TB en Solidigm P5336 61.44TB consistente schaaleigenschappen. Het 122.88TB-model bereikt 7,109 MB/s bij QD32, iets sneller dan de 61.44 MB/s van de 7,002TB. Deze vrijwel identieke schaalverdeling suggereert dat Solidigms model met hogere capaciteit dezelfde efficiëntie behoudt bij lichte leesbelasting, zonder prestatieverlies. De Micron 6550 61.44TB daarentegen schaalt veel agressiever, met een maximumsnelheid van 12,288 MB/s.

CDN-werklast lezen 2

Met twee threads leveren de Solidigm P5336 122.88 TB en P5336 61.44 TB vrijwel identieke prestaties, met een schaalbaarheid van 840 MB/s op QD1 tot respectievelijk ongeveer 7,467 MB/s en 7,469 MB/s op QD32. Beide schijven laten consistente winst zien tot en met QD16, waarna de doorvoer afvlakt, wat wijst op een verzadigingspunt in hun huidige architectuur. Voor toepassingen met matige parallelliteit biedt dit een betrouwbare basis voor voorspelbare schaalbaarheid. De Micron 6550 daarentegen vertoont een hoger algemeen schaalbereik, beginnend bij 1,384 MB/s en doorlopend tot 13,312 MB/s op QD32, wat de voordelen van de TLC NAND- en Gen5-interface weerspiegelt.

CDN-werklast lezen 4

Dit scenario met hoge leesvraag legt een grotere druk op de schijven met verhoogde gelijktijdigheid. De Solidigm P5336 122.88 TB en P5336 61.44 TB schijven vertonen een consistente schaalbaarheid, met snelheden van ongeveer 7,466–7,469 MB/s op QD16 en een stabiele werking tot en met QD32. De resultaten voor beide capaciteiten blijven vrijwel identiek, wat het consistente controllergedrag van Solidigm in zijn assortiment met hoge capaciteiten versterkt. Ter vergelijking: de Micron 6550 behaalde 13,107 MB/s op QD16 en behield deze bandbreedte gedurende de rest van de test.

CDN-werklast schrijven 1

De Solidigm P5336 122.88TB begint bij schrijfprestaties onder single-threaded omstandigheden met snelheden van 1,742 MB/s en bereikt ongeveer 2,572 MB/s bij QD32. De Solidigm P5336 61.44TB begint lager met 461 MB/s, maar schaalt agressiever, met een piek van 3,029 MB/s. De Micron 6550 begint met 984 MB/s en blijft consistent schalen over de wachtrijdiepte, tot 6,288 MB/s bij QD32. De Solidigm-modellen vertonen verschillende schaalkarakteristieken, terwijl de Micron een meer lineaire progressie gedurende de test handhaaft.

CDN-werklast schrijven 2

Bij de overgang naar dual-threaded schrijfprestaties neemt de bandbreedte voor alle drie de schijven toe. De Solidigm P5336 61.44TB begint bij 2,771 MB/s en behoudt een relatief stabiele output tot en met QD32, met slechts kleine schommelingen. De Solidigm P5336 122.88TB werkt binnen een smaller bereik, tussen 2,468 MB/s en 2,620 MB/s over alle wachtrijdieptes. De Micron 6550 vertoont een continue schaalbaarheid, beginnend bij 2,035 MB/s en bereikend tot 6,743 MB/s bij QD32. De Solidigm-schijven behouden een consistente doorvoer, terwijl de Micron een breder schaalprofiel laat zien over hetzelfde bereik.

CDN-werklast schrijven 4

Bij maximale gelijktijdigheid vertonen beide Solidigm P5336-modellen een stabiele maar beperkte schaalbaarheid. De P5336 61.44TB begint bij ongeveer 2,935 MB/s en piekt op 3,062 MB/s, terwijl de P5336 122.88TB begint bij 2,529 MB/s en iets lager eindigt op 2,562 MB/s. Dit resulteert in een ongeveer 16% lagere piekdoorvoer voor het 122.88TB-model in vergelijking met de 61.44TB-versie. De Micron 6550 daarentegen schaalt gestaag van 2,323 MB/s naar 6,731 MB/s met QD32.

ObjectStorage-prestaties

Deze test maakt gebruik van een FIO-script dat een ObjectStorage-workload benadert, waarbij 65% van de verzoeken wordt verzonden met een overdrachtsgrootte van 64 KiB om gangbare small-block-bewerkingen te representeren, 15% met een overdrachtsgrootte van 8 MiB voor mid-range streaming-workloads en nog eens 15% met een overdrachtsgrootte van 64 MiB om de verwerking van grote blokken van de schijf te testen. De laatste 5% met een payload van 1 GiB overschrijdt de maximale sequentiële doorvoer. Door deze vier blokgroottes in de opgegeven verhoudingen te interleaveren, simuleert het een gemengde workload die zowel de wendbaarheid van de controller bij kleine I/O als de ruwe bandbreedtecapaciteit bij grote overdrachten laat zien.

Willekeurige lezing (1 thread, 40QD)

Drive	Leesbandbreedte (MB/s)	IOPS lezen	Leeslatentie (ms)
Micron 6550 61TB	13,444.10	3,165.10	12.5011
Solidigm P5336 61TB	7,117.38	1,673.76	23.4513
Solidigm P5336 122TB	7,101.97	1,674.78	23.4385

In deze single-threaded, diepgaande, willekeurige leestest presteren de Solidigm P5336 122.88TB en de P5336 61.44TB vrijwel identiek. Het 122.88TB model bereikt snelheden van 7,101.97 MB/s en 1,674.78 IOPS met een latentie van 23.44 ms, terwijl de 61.44TB variant 7,117.38 MB/s en 1,673.76 IOPS haalt bij 23.45 ms. Het bandbreedteverschil tussen de twee Solidigm-capaciteiten is minder dan 0.25%, wat duidt op consistente prestaties over de hele P5336-lijn voor willekeurige leesbelastingen.

De Micron 6550 levert aanzienlijk hogere prestaties, met snelheden tot 13,444.10 MB/s en 3,165.10 IOPS, met een lagere latentie van 12.50 ms. Het voordeel in dit scenario wordt beïnvloed door het gebruik van TLC NAND en een PCIe Gen5-interface, die beide bijdragen aan een hogere willekeurige leessnelheid en responsiviteit in vergelijking met de QLC-gebaseerde Gen4 Solidigm-schijven.

Sequentieel lezen (1 thread, 40QD)

Drive	Leesbandbreedte (MB/s)	IOPS lezen	Leeslatentie (ms)
Micron 6550 61TB	13,955.46	223.32	174.723
Solidigm P5336 61TB	7,098.64	114.12	341.727
Solidigm P5336 122TB	7,103.98	114.60	340.322

Wat betreft sequentiële leesprestaties, laten de Solidigm P5336 122.88 TB en P5336 61.44 TB vrijwel identieke resultaten zien. Het 122.88 TB model bereikt 7,103.98 MB/s met 114.60 IOPS en een latentie van 340.32 ms, terwijl de 61.44 TB versie 7,098.64 MB/s, 114.12 IOPS en 341.73 ms haalt. Het prestatieverschil tussen de twee is minder dan 0.1%, wat wijst op consistent gedrag over beide capaciteiten bij aanhoudende sequentiële leesworkloads. De Micron 6550 presteert aanzienlijk beter met 13,955.46 MB/s en 223.32 IOPS met een latentie van 174.72 ms. Daarmee biedt de Micron 96 een ongeveer XNUMX% hogere doorvoer dan beide Solidigm-modellen in deze test.

Willekeurige lezing (4 thread, 10QD)

Drive	Leesbandbreedte (MB/s)	IOPS lezen	Leeslatentie (ms)
Micron 6550 61TB	13,301.67	3,142.01	12.5619
Solidigm P5336 61TB	7,131.65	1,686.98	22.9787
Solidigm P5336 122TB	7,131.95	1,690.84	22.9315

Bij het lezen met vier threads en een wachtrijdiepte van 10 registreert de Solidigm P5336 122.88TB een snelheid van 7,131.95 MB/s, 1,690.84 IOPS en een latentie van 22.93 ms. De Solidigm P5336 61.44TB volgt op de voet met 7,131.65 MB/s en 1,686.98 IOPS, met een latentie van 22.98 ms. Het bandbreedteverschil tussen de twee modellen is minder dan 0.005%. De Micron 6550 behaalt 13,301.67 MB/s en 3,142.01 IOPS met een latentie van 12.56 ms, wat ongeveer 86% meer doorvoer biedt dan beide Solidigm-schijven.

Sequentieel lezen (4 thread, 10QD)

Drive	Leesbandbreedte (MB/s)	IOPS lezen	Leeslatentie (ms)
Micron 6550 61TB	13,524.00	218.06	171.040
Solidigm P5336 61TB	7,130.97	115.03	315.565
Solidigm P5336 122TB	7,130.99	114.72	316.304

In deze sequentiële leestest met vier threads op wachtrijdiepte 10 bereikt de Solidigm P5336 122.88TB een snelheid van 7,130.99 MB/s met 114.72 IOPS en een latentie van 316.30 ms. De latentie van de Solidigm P5336 61.44TB komt vrijwel overeen met 7,130.97 MB/s, 115.03 IOPS en 315.57 ms. De twee modellen vertonen vrijwel identieke sequentiële prestaties over de verschillende capaciteiten, met een verschil van minder dan 0.01%. De Micron 6550 levert een snelheid van 13,524.00 MB/s en 218.06 IOPS met een latentie van 171.04 ms, wat een ongeveer 89% hogere doorvoersnelheid oplevert dan beide Solidigm-schijven onder dezelfde omstandigheden.

DLIO-controlepuntbenchmark

Om de prestaties van SSD's in de praktijk in AI-trainingsomgevingen te evalueren, hebben we gebruikgemaakt van de Data and Learning Input/Output (DLIO) benchmarktool. DLIO, ontwikkeld door Argonne National Laboratory, is specifiek ontworpen om I/O-patronen in deep learning-workloads te testen. Het biedt inzicht in hoe opslagsystemen omgaan met uitdagingen zoals checkpointing, data-invoer en modeltraining. De onderstaande grafiek illustreert hoe beide schijven dit proces afhandelen met 99 checkpoints (198 voor de 122TB). Bij het trainen van machine learning-modellen zijn checkpoints essentieel om de status van het model periodiek op te slaan en verlies van voortgang tijdens onderbrekingen of stroomstoringen te voorkomen. Deze opslagbehoefte vereist robuuste prestaties, vooral bij aanhoudende of intensieve workloads. We hebben DLIO benchmarkversie 2.0 van de release van 13 augustus 2024 gebruikt.

Om ervoor te zorgen dat onze benchmarking realistische scenario's weerspiegelde, baseerden we onze tests op de LLAMA 3.1 405B-modelarchitectuur. We implementeerden checkpointing met torch.save() om modelparameters, optimizerstatussen en laagstatussen vast te leggen. Onze opstelling simuleerde een systeem met acht GPU's en implementeerde een hybride parallellismestrategie met 4-weg tensorparallelle en 2-weg pipeline parallelle verwerking verdeeld over de acht GPU's. Deze configuratie resulteerde in checkpointgroottes van 1,636 GB, wat representatief is voor de trainingsvereisten van moderne grote taalmodellen.

Bij een vergelijking van de 61TB en 122TB Solidigm P5336 qua checkpointprestaties, laat de 122TB SSD langere checkpointtijden zien zodra de schijf vol is. In de eerste doorgang is de afstand tussen de twee SSD's ongeveer 20% sneller voor de 122TB-versie dan voor de 61TB-versie, terwijl deze in de tweede en derde doorgang respectievelijk 16.4% en 18.4% langzamer is. De 61TB Micron 6550 heeft een gemiddelde checkpointtijd van 585 seconden in de derde doorgang, vergeleken met 640 seconden voor de 61TB P5336 en 757 seconden voor de 122TB P5336.

De 122TB Solidigm P5336 heeft een uniek voordeel wat betreft controlepunten: hij kan er veel aan. Terwijl de 61TB SSD's maximaal 33 controlepunten per pass halen, kan het 122TB model er 66 verwerken voordat de capaciteit bereikt is. Hoewel de bovenstaande grafiek met gemiddelde tijd per pass de aantallen enigszins verhult, helpt de tijdweergave per controlepunt om het capaciteitsvoordeel te illustreren. Beide Solidigm SSD's stabiliseren na voltooiing van de eerste pass van controlepunten, terwijl de Micron 6550 relatief consistent blijft gedurende de test en een snellere trend vertoont.

FIO Prestatie Benchmark

Om de opslagprestaties van elke SSD te meten aan de hand van gangbare industriële meetmethoden, maken we gebruik van FIO. Elke schijf doorloopt hetzelfde testproces, inclusief een preconditioneringsstap van twee volledige schijfvullingen met een sequentiële schrijfbelasting, gevolgd door een meting van de steady-state prestaties. Naarmate elk gemeten belastingstype verandert, voeren we een nieuwe preconditioneringsvulling uit met die nieuwe overdrachtsgrootte.

In dit gedeelte concentreren we ons op de volgende FIO-benchmarks:

• 128K sequentieel
• 64K willekeurig
• 16K willekeurig
• 4K willekeurig

Met de QLC SSD's met hoge capaciteit, ontworpen voor grote overdrachtssnelheden, stoppen onze schrijfsnelheidstests bij 16K random. Voor 4K gebruiken we de vooraf ingevulde status van de 16K workload om alleen de 4K random leesprestaties te meten.

128K sequentiële voorwaarde (IODepth 256 / NumJobs 1)

In deze intensieve preconditioneringstest met wachtrijdiepte behaalt de Solidigm P5336 122.88 TB een snelheid van 3,134 MB/s, terwijl de P5336 61.44 TB een snelheid van 2,500.9 MB/s haalt. Dit vertegenwoordigt een verbetering van 25.3% in schrijfbandbreedte voor het model met hogere capaciteit. De Micron 6550 voert de lijst aan met 10,455.3 MB/s. Hoewel beide Solidigm-modellen achter de Micron blijven wat betreft ruwe doorvoer, wijst het prestatieverschil tussen de 122 TB- en 61 TB-modellen op optimalisatie op schaal binnen hetzelfde P5336-platform, waarbij de grotere schijf duidelijke winst laat zien in aanhoudende sequentiële schrijfverwerking. Hoewel de Micron 6550 een veel kleinere preconditioneringsfase lijkt te hebben, zorgde de hogere schrijfsnelheid ervoor dat de eerste vulling veel sneller voltooid kon worden.

128K sequentiële voorwaardelatentie (IODepth 256 / NumJobs 1)

 

Wat betreft latentie tijdens de gepreconditioneerde 128K sequentiële schrijfbewerking, registreert de Micron 6550 de laagste waarde met 3.06 ms. De Solidigm P5336 122.88 TB volgt met 10.21 ms, terwijl de P5336 61.44 TB op 12.80 ms uitkomt. Dit betekent een latentiereductie van 20.2% voor het 122.88 TB model ten opzichte van het 61.44 TB model, wat wijst op een efficiëntere en stabielere latentie en de verbeteringen binnen de Solidigm P5336-serie aantoont.

128K sequentieel schrijven (IODepth 16 / NumJobs 1)

In deze sequentiële schrijftest met een wachtrijdiepte van 16 en één enkele taak bereikt de Solidigm P5336 122.88TB een snelheid van 3,152.5 MB/s met 25,220 IOPS. Het P5336 61.44TB-model blijft achter met 2,503.5 MB/s en 20,030 IOPS, wat resulteert in een verbetering van 25.9% in doorvoer ten opzichte van het 122TB-model. De Micron 6550 behaalt de hoogste algehele prestaties met 10,456.4 MB/s en 83,650 IOPS, waarmee hij beide Solidigm-schijven overtreft.

128K sequentiële schrijflatentie (IODepth 16 / NumJobs 1)

Qua latentie registreert de Micron 6550 de laagste latentie met 0.191 ms. De Solidigm P5336 122.88 TB volgt met 0.634 ms, wat een betere responsiviteit laat zien dan de P5336 61.44 TB, die 0.798 ms meet. Dit weerspiegelt een latentiereductie van 20.5% voor het Solidigm-model met hogere capaciteit, wat wijst op een verbeterde efficiëntie bij sequentiële schrijfbewerkingen.

128K sequentieel lezen (IODepth 64 / NumJobs 1)

In deze sequentiële leestest met 64 wachtrijdieptes behaalt de Solidigm P5336 61.44TB snelheden van 7,132.3 MB/s en 57,060 IOPS, terwijl het 122.88TB model op de voet volgt met 7,121.6 MB/s en 56,970 IOPS. Het verschil tussen beide is minder dan 0.2%, wat aangeeft dat er geen meetbaar doorvoervoordeel is door de verhoogde capaciteit. De Micron 6550 behaalt 13,979.7 MB/s en 111,840 IOPS, wat bijna 96% meer leesbandbreedte oplevert dan beide Solidigm-modellen in deze test.

128K sequentiële leeslatentie (IODepth 64 / NumJobs 1)

In deze sequentiële leeslatentietest behaalt de Micron 6550 de laagste latentie met 0.572 ms. De Solidigm P5336 122.88 TB meet 1.123 ms, vrijwel identiek aan de P5336 61.44 TB met 1.121 ms. De resultaten laten geen echt latentievoordeel zien door de verhoogde capaciteit, aangezien beide Solidigm-schijven even goed presteren wat betreft sequentiële leesresponsiviteit.

Willekeurig schrijven in 64K

In de 64K random schrijftest met lage gelijktijdigheid (1-1) presteren alle drie de schijven vrijwel gelijk. De Micron 6550 levert 2,485.97 MB/s en 39,780 IOPS. De Solidigm P5336 122.88 TB volgt met 2,429.93 MB/s en 38,880 IOPS, terwijl de P5336 61.44 TB iets achterblijft met 2,412.90 MB/s en 38,610 IOPS.

Naarmate de workload opschaalt naar een hogere gelijktijdigheid (32-8), worden de verschillen duidelijker. Het 122.88 TB-model behaalt 3,121.54 MB/s en 49,950 IOPS, waarmee het beter presteert dan het 61.44 TB-model, dat maximaal 2,654.46 MB/s en 42,470 IOPS haalt. Dit betekent een toename van 17.6% in de doorvoersnelheid van de 122 TB-schijf met hogere capaciteit, wat een effectievere schaalbaarheid laat zien bij zwaardere willekeurige schrijfbelasting. De Micron 6550 loopt een stuk voor met 10,070.71 MB/s en 161,130 IOPS.

64K willekeurige schrijflatentie

Bij lage belasting (1-1) rapporteren alle drie de schijven een identieke latentie van 0.025 ms. Onder de (32-8) werklast registreert de Solidigm P5336 122.88 TB een tijd van 5.121 ms, vergeleken met 6.026 ms op de P5336 61.44 TB. Dit resulteert in een latentiereductie van 15% voor het 122 TB-model met hogere capaciteit. De Micron 6550 handhaaft een aanzienlijk lagere latentie van 1.588 ms, wat een sterkere respons laat zien bij intensieve gelijktijdige schrijfbewerkingen met willekeurige schrijfbewerkingen.

64K willekeurig lezen

In de 64K random read test bij minimale belasting (1-1) haalt de Micron 6550 482.09 MB/s en 7,710 IOPS. De Solidigm P5336 61.44 TB volgt met 299.40 MB/s en 4,790 IOPS, terwijl de P5336 122.88 TB 274.04 MB/s en 4,390 IOPS haalt, een prestatiedaling van 8.5% ten opzichte van het 61.44 TB-model op deze diepte.

Bij hoge gelijktijdigheid (32-8) levert de P5336 122.88TB 7,124.69 MB/s en 113,995 IOPS, terwijl de 61.44TB 7,125 MB/s en ongeveer 114,000 IOPS evenaart. Er is geen betekenisvol prestatieverschil tussen de twee capaciteiten op dit niveau. De Micron 6550 blijft schalen en haalt 13,153.64 MB/s en 210,460 IOPS.

64K willekeurige leeslatentie

Op (1-1) diepte en aantal taken noteert de Micron 6550 de laagste latentie met 0.129 ms. De Solidigm P5336 61.44TB volgt met 0.208 ms, terwijl de P5336 122.88TB een iets hogere latentie noteert met 0.228 ms, wat resulteert in een toename van 9.6% voor de grotere capaciteit. Onder zwaardere belasting (32-8) rapporteren beide Solidigm-modellen een identieke latentie van 2.245 ms, wat geen voordeel oplevert van de verhoogde capaciteit. De Micron 6550 handhaaft een veel lagere latentie met 1.217 ms voor deze run.

Willekeurig schrijven in 16K

Bij lage belasting (1-1) levert de Solidigm P5336 122.88TB 549.14 MB/s en 35,145 IOPS. De P5336 61.44TB presteert aanzienlijk beter met 1,036.53 MB/s en 66,338 IOPS. Dit brengt het 122.88TB model ongeveer 47% lager in zowel bandbreedte als IOPS vergeleken met de 61.44TB. De Micron 6550 bevindt zich tussen de twee Solidigm-schijven en behaalt 856.61 MB/s en 54,823 IOPS.

Bij hoge gelijktijdigheid (32-8) handhaaft het 122.88TB model een doorvoersnelheid van 549.14 MB/s en 35,145 IOPS, wat aantoont dat er geen schaalbaarheidsverschillen zijn ten opzichte van de 1-1-prestaties. De 61.44TB-versie schaalt daarentegen naar 2,542.36 MB/s en 162,711 IOPS, wat resulteert in een 363% hogere doorvoersnelheid ten opzichte van de 122TB-schijf. De Micron 6550 loopt voorop met 10,295.66 MB/s en 658,922 IOPS.

16K willekeurige schrijflatentie

Bij (1-1) vertoont de Solidigm P5336 122.88TB een latentie van 0.028 ms, terwijl de P5336 61.44TB sneller presteert met 0.015 ms. De Micron 6550 zit daartussenin met 0.018 ms. Dit resulteert in een 86% hogere latentie voor het 122TB-model in vergelijking met de 61TB Solidigm bij minimale belasting. Onder zware belasting (32-8) behoudt het 122.88TB-model een stabiele responstijd van 0.028 ms, wat duidt op geen schaling. De 61.44TB-versie stijgt naar 1.572 ms, wat wijst op een verhoogde druk tijdens gelijktijdigheid, maar ook op een aanzienlijke toename van de doorvoer. De Micron 6550 blijft efficiënt met 0.388 ms en vertoont een sterkere responstijd onder piekbelasting bij willekeurige schrijfbewerkingen.

16K willekeurig lezen

Bij minimale belasting (1-1) bereikt de Micron 6550 188.80 MB/s en 12,083 K IOPS. De Solidigm P5336 61.44 TB volgt met 126.55 MB/s en 8,100 IOPS, terwijl de P5336 122.88 TB 125.87 MB/s en 8,060 IOPS noteert. De twee Solidigm-schijven presteren vrijwel identiek, met een verschil van minder dan 0.5%, wat erop wijst dat er op deze diepte geen capaciteitsvoordeel is.

Bij een hogere gelijktijdigheid (32-16) bereikt de Micron 6550 snelheden tot 13,053.35 MB/s en 835,420 IOPS. De Solidigm 61.44TB haalt 7,063.02 MB/s en 452,030 IOPS, iets sneller dan het 122.88TB-model met 6,855.59 MB/s en 438,760 IOPS. Dit vertegenwoordigt een daling van 2.9% in de doorvoersnelheid voor de grotere Solidigm-schijf onder deze werklast.

16K willekeurige leeslatentie

Bij (1-1) registreert de Micron 6550 de laagste latentie met 0.082 ms. De twee Solidigm P5336-modellen volgen met respectievelijk 0.123 ms en 0.124 ms, met een verschil van minder dan 1%. Onder zware belasting (32-16) behoudt de Micron een efficiënte schaalbaarheid van 0.612 ms, terwijl de Solidigm 61.44TB-schijf oploopt tot 1.132 ms en de 122.88TB-schijf tot 1.165 ms. Dit betekent een toename van 2.9% in latentie voor de Solidigm-schijf met hogere capaciteit ten opzichte van het 61TB-model, wat wijst op een lichte daling van de efficiëntie bij maximale gelijktijdigheid.

4K willekeurig lezen

Bij minimale belasting (1-1) levert de Micron 6550 57.71 MB/s en 14,770 IOPS. De Solidigm P5336 61.44 TB volgt met 38.21 MB/s en 9,782 IOPS, terwijl de P5336 122.88 TB iets achterblijft met 37.93 MB/s en 9,710 IOPS. Het verschil tussen de twee Solidigm-modellen is minder dan 1%, wat erop wijst dat er geen voordeel is van de verhoogde capaciteit bij lage diepte.

Met een hogere gelijktijdigheid (32-16) bereikt de Micron 6550 7,787.27 MB/s en 1.99 miljoen IOPS. De Solidigm 61.44TB schaalt naar 3,799.77 MB/s en 972,743 IOPS, iets hoger dan de 122.88TB, die 3,643.64 MB/s en 932,770 IOPS haalt. Dit vertegenwoordigt een daling van 4.1% in doorvoer en een daling van 4.1% in IOPS voor het model met hogere capaciteit bij een piekbelasting met willekeurige leesbelasting.

4K willekeurige leeslatentie

Bij (1-1) noteert de Micron 6550 de laagste latentie met 0.067 ms. Beide Solidigm P5336-modellen meten 0.102 ms, wat geen verbetering in latentie laat zien met de verhoogde capaciteit. Onder zware belasting (32-16) behoudt de Micron een sterke efficiëntie van 0.260 ms. De P5336 61.44 TB registreert 0.525 ms, terwijl het 122.88 TB-model een lichte stijging laat zien tot 0.546 ms, een stijging van 4% in latentie, wat een zeer minimale daling in efficiëntie weerspiegelt voor de schijf met hogere capaciteit onder piekomstandigheden voor willekeurig lezen.

GPU directe opslag

Een van de tests die we op deze testbank hebben uitgevoerd, was de Magnum IO GPU Direct Storage (GDS)-test. GDS is een functie die is ontwikkeld door NVIDIA waarmee GPU's de CPU kunnen omzeilen bij het benaderen van gegevens die zijn opgeslagen op NVMe-schijven of andere snelle opslagapparaten. In plaats van gegevens via de CPU en het systeemgeheugen te routeren, maakt GDS directe communicatie tussen de GPU en het opslagapparaat mogelijk, wat de latentie aanzienlijk vermindert en de gegevensdoorvoer verbetert.

Hoe GPU Direct Storage werkt

Traditioneel, wanneer een GPU gegevens verwerkt die zijn opgeslagen op een NVMe-schijf, moeten de gegevens eerst door de CPU en het systeemgeheugen reizen voordat ze de GPU bereiken. Dit proces introduceert knelpunten, omdat de CPU een tussenpersoon wordt, latentie toevoegt en waardevolle systeembronnen verbruikt. GPU Direct Storage elimineert deze inefficiëntie door de GPU in staat te stellen om rechtstreeks vanaf het opslagapparaat toegang te krijgen tot gegevens via de PCIe-bus. Dit directe pad vermindert de overhead die gepaard gaat met gegevensverplaatsing, wat snellere en efficiëntere gegevensoverdrachten mogelijk maakt.

AI-workloads, met name die met deep learning, zijn zeer data-intensief. Het trainen van grote neurale netwerken vereist het verwerken van terabytes aan data, en elke vertraging in dataoverdracht kan leiden tot onderbenutte GPU's en langere trainingstijden. GPU Direct Storage pakt deze uitdaging aan door ervoor te zorgen dat data zo snel mogelijk naar de GPU wordt geleverd, waardoor inactieve tijd wordt geminimaliseerd en de rekenefficiëntie wordt gemaximaliseerd.

Bovendien is GDS met name gunstig voor workloads die het streamen van grote datasets omvatten, zoals videoverwerking, natuurlijke taalverwerking of realtime-inferentie. Door de afhankelijkheid van de CPU te verminderen, versnelt GDS de databeweging en maakt CPU-bronnen vrij voor andere taken, wat de algehele systeemprestaties verder verbetert.

Voor 16K willekeurige leesbewerkingen op single-thread levert de Solidigm P5336 61.44TB een snelheid van 526.40 MB/s, waarmee hij het 122.88TB model met 187.21 MB/s met een marge van 181% overtreft. De Micron 6550 zit daartussenin met 169.15 MB/s. Hier presteert het Solidigm model met hogere capaciteit ondermaats ten opzichte van zijn kleinere tegenhanger.

Bij sequentiële leesbewerkingen met 128 threads en 1 miljoen threads onder hoge gelijktijdigheid, staat de Solidigm P5336 61.44TB bovenaan met 4,391.68 MB/s, op de voet gevolgd door het 122.88TB model met 4,193.56 MB/s. De Micron 6550 komt lager uit met 2,667.99 MB/s. De 122.88TB-schijf loopt ongeveer 4.5% achter op zijn kleinere broertje, maar presteert 57% beter dan de Micron.

De Solidigm P5336 61.44TB heeft de laagste latentie met 0.048 ms, gevolgd door het 122.88TB-model met 0.082 ms, wat ongeveer 70.8% hoger is dan zijn kleinere broertje. De Micron 6550 blijft achter bij beide modellen, met de hoogste latentie van 0.090 ms in deze configuratie.

Bij een hoog aantal threads bedroeg de latentie van de Solidigm 61.44TB 0.291 ms, gevolgd door de 122.88TB 0.305 ms, een toename van 4.8%. De Micron 6550 eindigde als laatste met 0.479 ms, met een aanzienlijk hogere latentie bij een zware schrijfbelasting.

Bij een single thread met een blokgrootte van 16K begint de Solidigm P5336 61.44TB met 592.34 MB/s, gevolgd door de Micron 6550 met 502.97 MB/s. De Solidigm P5336 122.88TB blijft iets achter met 496.59 MB/s, wat een prestatieverschil van 16.1% laat zien tussen de twee Solidigm-modellen bij deze lage belasting.

Bij maximale gelijktijdigheid van 128T en een blokgrootte van 1 MB begint de Micron 6550 met 3,281.49 MB/s, net iets sneller dan de Solidigm 61.44TB, die 3,134.03 MB/s haalt. De Solidigm 122.88TB haalt 2,549.28 MB/s, wat ongeveer 18.6% langzamer is dan het 61TB-model. Ondanks de hogere capaciteit vertoont de 122TB-variant een lagere doorvoersnelheid bij deze zware schrijfbelasting.

Bij 1T 16K sequentiële schrijfbewerkingen noteert de Micron 6550 opnieuw de laagste latentie met 0.030 ms, net iets sneller dan de Solidigm P5336 122.88 TB met 0.031 ms, een verwaarloosbaar verschil. De Solidigm P5336, met 61.44 TB, voert de groep hier zelfs aan met 0.026 ms, waarmee hij beide schijven met een kleine marge overtreft.

Bij sequentiële schrijfbewerkingen van 128T 1M met hoge gelijktijdigheid behaalt de Micron 6550 een latentie van 0.390 ms. De Solidigm 61.44TB volgt met 0.408 ms, terwijl het 122.88TB-model achterblijft met 0.502 ms, wat een 23% hogere latentie betekent ten opzichte van het 61TB Solidigm-model.

Conclusie

De D5-P5336 122.88TB SSD van Solidigm biedt een ongeëvenaarde opslagdichtheid, robuuste energie-efficiëntie per TB en indrukwekkende schaalbaarheid. Hiermee wordt voldaan aan de kritieke bedrijfsbehoeften op het gebied van ruimtebesparing, energiebesparing en vereenvoudigd infrastructuurbeheer. Door de capaciteit per schijf drastisch te verhogen zonder de fysieke voetafdruk te vergroten, stelt Solidigm datacenters in staat om storageracks aanzienlijk te consolideren. Dit komt direct ten goede aan de operationele kosten en de ecologische duurzaamheid, terwijl ze tegelijkertijd klaar zijn voor de toenemende eisen van opkomende workloads als gevolg van de opkomst van AI.

Tijdens CDN-workloadtests leverde de SSD een consistente sequentiële leessnelheid van ongeveer 7.5 GB/s bij hogere wachtrijdieptes, terwijl de stabiliteit behouden bleef, zelfs bij verhoogde gelijktijdigheid. Voor willekeurige leesbewerkingen binnen CDN-scenario's kwam hij dicht in de buurt van zijn kleinere 61.44 TB-tegenhanger, met vrijwel identieke prestaties, wat de effectieve architectuurconsistentie van Solidigm onderstreept. In FIO-benchmarks presteerde de D5-P5336 122.88 TB aanzienlijk beter dan het eerdere 61 TB-model bij sequentiële schrijfbewerkingen, met een snelheid van 25 MB/s bij een wachtrijdiepte van 3,152.5, met een latentieverbetering van ongeveer 16% (20 ms versus 0.634 ms). Willekeurige schrijfscenario's wezen echter op enkele nadelen, aangezien de grotere schijf een lagere doorvoersnelheid registreerde bij blokgroottes van 0.798 kB, wat de ontwerpoptimalisatie voor sequentiële en leesintensieve workloads weerspiegelt.

Onder GPU Direct Storage (GDSIO)-omstandigheden behield de schijf concurrerende sequentiële leessnelheden van ongeveer 4,193 MB/s bij blokgroottes van 1 MB met hoge gelijktijdigheid, slechts marginaal 4.5% achter zijn kleinere variant. Al met al levert de Solidigm D5-P5336 122.88 TB SSD een aantrekkelijke dichtheid, voorspelbare prestaties en effectieve schaalbaarheid, speciaal ontwikkeld voor moderne, veeleisende zakelijke dataomgevingen.

Naarmate de oneindige vraag naar data blijft toenemen, worden opslagoplossingen die de dichtheid maximaliseren en het stroomverbruik minimaliseren steeds belangrijker. Schijven zoals de D5-P5336 illustreren duidelijk hoe innovatie in NAND-technologie en intelligent ontwerp datacenters kunnen helpen toekomstige groei duurzaam aan te kunnen. Vooruitkijkend verwachten we dat Solidigm de grenzen van capaciteit en efficiëntie verder zal verleggen en mogelijk nog eens zal verdubbelen om vóór het einde van dit jaar een baanbrekende SSD van 245.76 TB te leveren.