Gesponsord door Western Digital
De Western Digital Ultrastar® DC SN861 SSD is ontworpen om te voldoen aan de hoge prestatiebehoeften van zowel hyperscale datacenters als bedrijfsomgevingen. De SN861 ondersteunt een PCIe® Gen5-interface en is verkrijgbaar in verschillende vormfactoren, waaronder U.2 en E1.S, waardoor hij in meerdere implementatiescenario's past. Het is echter niet zo eenvoudig als het maken van de SN861 in verschillende vormfactoren; Western Digital heeft de SN861-functieset verstandig ontworpen om aan te sluiten bij zijn doelmarkten.
De Gen5-interface geeft de SN861 een directe prestatieverbetering ten opzichte van de vorige generatie, de SN655 . De voordelen van de nieuwe schijf gaan veel verder, met mogelijkheden zoals Flexible Data Placement (FDP) in de E1.S-vormfactor. FDP vermindert schrijfversterking en optimaliseert de plaatsing van gegevens. De SN861 bevat geavanceerde beveiligingsfuncties zoals end-to-end gegevensbescherming, AES-XTS-encryptie en TCG OPAL 2.01. De controller helpt ook het stroomverbruik van de SSD te verlagen, met een gemiddeld verbruik van minder dan 5 watt in ruststand. Bovendien ondersteunt de schijf meerdere standaarden zoals NVMe® 2.0 en OCP Cloud Spec 2.0.
Hoewel de beveiligings- en efficiëntiefuncties van cruciaal belang zijn, brengt elke generatievernieuwing een aanzienlijke prestatieverbetering met zich mee, en bij de SN861 is dat niet anders. De schijf levert sequentiële leessnelheden tot 13,700 MB/s en willekeurige lees-IOPS tot 3.3 miljoen, essentieel voor toepassingen zoals AI/ML en big data-analyse. Beide versies van de SN861 verbruiken gemiddeld 20 watt tijdens bedrijf en minder dan 5 watt bij inactiviteit. Het vermogen is instelbaar, dus het is eenvoudig om het vermogensprofiel van de schijf aan te passen aan de verwachte werklast. Hyperscalers laten hun E1.S-schijven bijvoorbeeld vaak op veel lagere energieniveaus draaien.
Interessant is dat, hoewel de twee vormfactoren van de SN861 technisch gezien zeer vergelijkbaar zijn qua ontwerp, Western Digital elke schijf heeft afgestemd op specifieke werkbelastingen. In de E1.S-versie betekent dit bijvoorbeeld functies als FDP en prestatie-afgestemd voor cloudworkloads. De U.2-drive daarentegen zal zijn weg vinden naar krachtige bedrijfsworkloads en ongetwijfeld opkomende workloads zoals AI die kunnen profiteren van de enorme sprong in schijfprestaties.
EDSFF en FDP
FDP biedt aanzienlijke voordelen voor hyperscalers zoals Meta door de prestaties en betrouwbaarheid van hun SSD's te optimaliseren in workloads zoals CacheLib. FDP vermindert de Write Amplification Factor (WAF), wat leidt tot verbeterde schrijfsnelheden en een langere levensduur van de SSD, wat cruciaal is voor het verwerken van enorme gegevensverwerkingstaken.
De technologie verbetert de gegevensorganisatie door vergelijkbare gegevens op intelligente wijze te groeperen, overprovisioning te minimaliseren en de behoefte aan intensieve afvalinzameling te verminderen. FDP ondersteunt ook meerdere naamruimten, waardoor consistente prestaties bij verschillende workloads worden gegarandeerd. Deze optimalisatie verbetert de applicatieprestaties en het uithoudingsvermogen en verlaagt de totale eigendomskosten (TCO) voor grootschalige opslaginfrastructuren aanzienlijk.
Ondersteuning voor FDP in de E1.S-versie van de Ultrastar SN861 bevestigt dat de schijf klaar is voor de behoeften van hyperscalers, maar FDP is slechts een deel van het verhaal. De E1.S-versie van de schijf moet voldoen aan hyperscale prestatie-eisen, met name QoS rond leesprestaties.
U.2 Voor ondernemingen
Hoe spannend de E1.S-schijf ook is voor gebruik op grote schaal, de U.2 SN861 is de schijf die de meeste ondernemingen zullen gebruiken. We hebben de schijf aan een reeks tests onderworpen om de algehele prestaties in onze standaardtestsuite te meten.
Western Digital Ultrastar DC SN861 SSD-gegevensblad
| 1.60TB | 1.92TB | 3.20TB | 3.84TB | 6.40TB | 7.68TB | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Uithoudingsvermogen | 3 DWPD | 1 DWPD | 3 DWPD | 1 DWPD | 3 DWPD | 1 DWPD |
| Security | ||||||
| Form Factor | ||||||
| Interface | ||||||
| NVMe-specificatie | ||||||
| Prestaties (geprojecteerd) | 1.60TB | 1.92TB | 3.20TB | 3.84TB | 6.40TB | 7.68TB |
| Leesdoorvoer (max. MB/s, Seq 128KiB) | 13,700 | 13,700 | 13,700 | 13,700 | 13,700 | 13,700 |
| Schrijfdoorvoer (max. GB/s, Seq 256KiB) | 3,600 | 3,600 | 7,200 | 7,200 | 7,500 | 7,500 |
| Lees IOPS (max, Rnd 4KiB) | 2,100K | 2,100K | 3,300K | 3,300K | 3,300K | 3,300K |
| Schrijf IOPS (max, Rnd 4KiB) | 350K | 165K | 665K | 330K | 800K | 430K |
| Leeslatentie (μS) | 65 | 65 | 65 | 65 | 65 | 65 |
| Schrijflatentie (μS) | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Betrouwbaarheid: | ||||||
| MTTF (uren, geprojecteerd) | ||||||
| Oncorrigeerbare Bit Error Rate (UBER) | ||||||
| Jaarlijks uitvalpercentage (AFR, geprojecteerd) | ||||||
| Beperkte garantie (jaren) | ||||||
| Energiebeheer (geprojecteerd) | ||||||
| Vereiste (DC, +/- 10%) | ||||||
| Bedrijfsmodi (gemiddeld, max) | ||||||
| Inactief (gemiddeld) | ||||||
| Fysieke afmetingen | ||||||
| z-hoogte (mm) | ||||||
| Afmetingen (breedte x lengte, mm) | ||||||
| Mileu | ||||||
| Bedrijfstemperatuur (omgevingstemperatuur) | ||||||
| Niet-werkende temperatuur | ||||||
Om de prestaties van de enterprise NVMe® Gen5 SSD's die in deze vergelijking zijn gebruikt te meten, hebben we een fio-testsuite ingezet voor vier-corner-workloads en Vdbench voor gemengde workloads. Het fio-scriptpakket dat we hebben gebruikt, is een geautomatiseerd script dat is opgezet om schijven op een consistente manier voor te bereiden en licht te testen. Het is hier te vinden op GitHub . We hebben dit gebruikt om sequentiële lees- en schrijftests van 256K uit te voeren voor de maximale bandbreedte en willekeurige lees- en schrijftests van 4K voor de maximale doorvoer.
| Piekdoorvoer en bandbreedte |
Western Digital SN861 7.68 TB | KIOXIA CM7-R 7.68TB | Samsung PM1743 7.68TB | Samsung PM9A3 7.68TB |
| 256K sequentieel lezen (1T/64Q) | 13,283MB / s | 12,092MB / s | 14,495MB / s | 6,751MB / s |
| 256K sequentieel schrijven (1T/64Q) | 7,696MB / s | 5,796MB / s | 6,052MB / s | 4,055MB / s |
| 4K willekeurig lezen (8T/32Q) | 2,108,065 IOPS | 1,963,066 IOPS | 1,900,838 IOPS | 1,068,508 IOPS |
| 4K willekeurig schrijven (8T/32Q) | 473,658 IOPS | 301,061 IOPS | 319,758 IOPS | 206,660 IOPS |
Als we naar de topprestatiecijfers van de Western Digital SN861 kijken, maakt hij goed gebruik van zijn Gen5-interface. Bij sequentieel lezen mat hij 13.3 GB/s, wat op de tweede plaats kwam vergeleken met de Samsung PM1743, die 14.5 GB/s meet. Bij sequentieel schrijven kwam de SN861 als eerste binnen en versloeg de andere twee vergelijkbare Gen5-modellen, met een snelheid van 7.7 GB/s, met 6.1 GB/s van de Samsung PM1743 als de volgende dichtstbijzijnde.
De willekeurige 4K-leesprestaties waren opmerkelijk sterk, met een IOPS van 2.11 miljoen, waarbij 1.96 miljoen IOPS van de KIOXIA CM7-R het dichtstbij kwam. Toen we naar willekeurige 4K-schrijfprestaties keken, kwam de Western Digital SN861 ook als eerste binnen, met een snelheid van 474K IOPS, met de Samsung PM1743 met 320K IOPS als het volgende model dat het dichtst in de buurt kwam. In onze vierhoeken-workloads behaalde de Western Digital SN861 het hoogste cijfer in drie van de vier tests.
Om de SN861 Gen5 SSD te testen, hebben we in ons testlab gebruikgemaakt van de Dell® PowerEdge® R760 . Dit is een zeer veelzijdige 2U rackmount-server die twee Intel Xeon-processors van de 4e generatie ondersteunt en configuraties biedt voor maximaal 24 NVMe-schijven. Deze server is bedoeld voor gemengde workloads, databases en VDI. Het is belangrijk om te vermelden dat de versie van de CM7-R die we in deze review testen afkomstig is van een Dell-server met de standaardfirmware van Dell. Deze schijf kan anders presteren met de standaardfirmware van KIOXIA.
Dell PowerEdge R760-configuratie:
- Dual Intel® Xeon® Gold 6430 (32 cores/64 threads, 1.9GHz basis)
- 1 TB DDR5 RAM
- Ubuntu 22.04
Voor ultieme flexibiliteit hebben we ook samengewerkt met seriële kabels, die ons een 8-bay PCIe Gen5 JBOF leverden voor U.2/U.3-, M.2- en EDSFF SSD-tests. Hierdoor kunnen we alle huidige en opkomende schijftypes op dezelfde testhardware testen. VDbench werd ook gebruikt om de geschaalde prestaties van onze SSD-selectie in verschillende soorten werkbelastingen te vergelijken. Ons testproces voor deze benchmarks vult het volledige schijfoppervlak met gegevens en verdeelt vervolgens een schijfgedeelte dat gelijk is aan 25% van de schijfcapaciteit om te simuleren hoe de schijf zou kunnen reageren op applicatiewerklasten. Dit verschilt van volledige entropietests, waarbij 100 procent van de aandrijving wordt gebruikt en deze in een stabiele toestand wordt gebracht. Als gevolg hiervan zullen deze cijfers hogere aanhoudende schrijfsnelheden weerspiegelen.
profielen:
- 16K sequentieel lezen: 100% lezen, 32 threads, 0-120% jorate
- 16K sequentieel schrijven: 100% schrijven, 16 threads, 0-120% snelheid
- 4K, 8K en 16K 70R/30W willekeurige mix, 64 threads, 0-120% iorate
- Synthetische database: SQL en Oracle
- VDI volledige kloon en gekoppelde kloonsporen
Onze eerste Vdbench-test mat sequentiële 16K-leesprestaties met een belasting van 32 threads. Hier hebben we een piekdoorvoer van 325K IOPS en 5.1 GB/s bij 98 μs gemeten van de Western Digital SN861, die nek-aan-nek was met de KIOXIA CM7-R, die 329K IOPS meet. De PCIe Gen5 Samsung PM1743 mat 289K IOPS, en de Samsung PM9A3 die we als referentie Gen4 SSD hadden meegenomen, mat 227K IOPS.
Door onze focus te verleggen naar schrijfprestaties met dezelfde 16K sequentiële werklast, bood de Western Digital SN861 een sterke voorsprong ten opzichte van de andere U.2 PCIe Gen5 SSD's waarmee we hem vergeleken. De SN861 mat een piek van 200K IOPS en 3.1GB/s bij 78 μs, met een goede voorsprong boven zowel de KIOXIA CM7-R als de Samsung PM1743. Vergeleken met het Gen4-landschap hadden ze allemaal een sterke voorsprong op de Samsung PM9A3, die 131K IOPS mat.
In onze volgende drie tests wordt gekeken naar het schalen van blokgroottes in een willekeurige overdrachtstest met een 70/30 R/W-mix. Bij de eerste test werd een blokgrootte van 4K gemeten. Hier zien we dat de Western Digital SN861 en KIOXIA CM7-R zeer vergelijkbare prestaties leveren, waarbij de SN861 903K IOPS meet bij 70 μs versus 881K IOPS van de CM7-R. De Samsung PM1743 bleef achter met een pieksnelheid van 521K IOPS, terwijl de Gen4 PM9A3 396K IOPS meet.
Toen we met onze 8/70 R/W willekeurige test naar een blokgrootte van 30K gingen, ging de Western Digital SN861 voor op de KIOXA CM7-R, met een piek van 682K IOPS bij 93 μs, versus de CM7-R met 599K IOPS. De Samsung PM1743 bleef achter met 414K IOPS, terwijl de Gen4 PM9A3 301K IOPS mat.
Onze laatste willekeurige 70/30 R/W-test kijkt naar een blokgrootte van 16K. De Western Digital SN861 zet zijn sterke voorsprong hier voort en meet een piek van 434K IOPS bij 143 μs, terwijl de CM7-R 337K IOPS meet. De Samsung PM1743 bleef achter, met een IOPS van 231K, terwijl de Gen4 PM9A3 een IOPS van 183K meet.
Onze volgende groep tests richt zich op een synthetische SQL-werkbelasting. In deze eerste test zien we dat de Western Digital SN861 een voorsprong heeft op de KIOXIA CM7-R, met een pieksnelheid van 407K IOPS bij 78 μs versus 396K IOPS van de CM7-R. De Samsung PM1743 bleef achter met een piek van 340K IOPS, terwijl de Gen4 PM9A3 310K IOPS meette.
Met de SQL-werklast in een 80/20 R/W-mix blijft de Western Digital SN861 voorop lopen ten opzichte van de KIOXIA CM7-R, met een piek van 424K IOPS bij 75 μs versus 407K van de CM7-R. De Samsung PM1743 volgde die twee met een pieksnelheid van 322K IOPS, terwijl de Gen4 PM9A3 281K IOPS meet.
Door de leesspreiding te vergroten tot een 90/10 R/W-verdeling in onze SQL-werklast, bleef de Western Digital SN861 zijn voorsprong op de KIOXIA CM7-R behouden, met een meetsnelheid van 411K IOPS bij 77 μs versus 398K IOPS van de CM7-R. De Samsung bleef die twee achter met een pieksnelheid van 328K IOPS, en de Gen4 PM9A3 mat 297K IOPS.
Na onze SQL-tests verleggen we de focus naar een synthetische Oracle-workload. Hier laten onze drie Gen5 SSD’s sterke verbeteringen zien ten opzichte van de Gen4 Samsung PM9A3. De Western Digital SN861 behield zijn voorsprong met een pieksnelheid van 445K IOPS bij 80 μs, vóór de KIOXIA CM7-R met 417K IOPS. De Samsung PM1743 kwam daarachter, met een IOPS van 317K, en de PM9A3 met 267K IOPS.
Door de R/W-spreiding van onze synthetische Oracle-werklast naar 80/20 te verschuiven, werd de spreiding tussen de Western Digital SN861 en KIOXIA CM7-R kleiner, waarbij de SN861 een piek van 309K IOPS meet bij 71 μs en de CM7-R 304K IOPS meet . De Samsung PM1743 mat een IOPS-piek van 252K, terwijl de Gen4 PM9A3 binnenkwam met 228K IOPS.
Onze uiteindelijke synthetische Oracle-workload met een 90/10 R/W-mix zag een vergelijkbare kleine kloof tussen de Western Digital SN861 en KIOXIA CM7-R. De SN861 had een pieksnelheid van 296K IOPS bij 74 μs, terwijl de CM7-R 292K IOPS mat. De Samsung PM1743 bleef verder achter met een pieksnelheid van 250K IOPS, terwijl de Gen4 PM9A3 231K IOPS meet.
Onze laatste zes workloads zijn gericht op VDI-traceringen van Full-Clone en Linked-Clone VM's. Deze omvatten elk drie scenario's: Boot, Initial Login en Monday Login. Onze test omvat een Full-Clone Boot-scenario, waarbij de Western Digital SN861 370K IOPS meet bij 94 μs versus de KIOXIA CM7-R met 348K IOPS. De Samsung PM1743 bleef achter met 263K IOPS en de Gen4 PM9A3 met 227K IOPS.
In ons Initial Login-scenario had de KIOXIA CM7-R een voorsprong op de Western Digital SN861, met een IOPS van 196K bij 163 μs ten opzichte van de SN861 met 181K IOPS. De Samsung PM1743 mat een IOPS-piek van 157K, terwijl de Gen4 PM9A3 binnenkwam met 117K IOPS.
In het Monday Login-profiel kwamen de Western Digital SN861 en KIOXIA CM7-R nek aan nek. De SN861 mat een piek van 158K IOPS bij 99 μs, terwijl de CM7-R 160K IOPS mat. De Samsung PM1743 mat 126K IOPS en de Gen4 PM9A3 kwam binnen met 83K IOPS.
In onze laatste drie tests hebben we naar dezelfde profielen gekeken in een VDI Linked Clone-opstelling, te beginnen met een boot. De KIOXIA CM7-R kwam als eerste binnen, met een IOPS van 161K, tegenover de Western Digital SN861 met 156K IOPS bij 102 μs. De Samsung PM1743 mat toen 138K IOPS, met daarachter de Gen4 PM9A3 met 110K IOPS.
In onze test waarbij een Initial Login-profiel werd gemeten, had de KIOXIA CM7-R de hoogste snelheid van 89K IOPS, met de Western Digital SN861 vlak daarachter met 85K IOPS bij 102 μs. De Samsung PM1743 bleef achter met 70K IOPS, met zijn Gen4-broer erachter met 53K IOPS.
In onze laatste VDI-werklast met betrekking tot een Monday Login-profiel kwam de Western Digital SN861 aan de leiding met een pieksnelheid van 122K IOPS bij 129 μs, terwijl de KIOXIA CM7-R daarachter 115K IOPS meet. De Samsung PM1743 mat 95K IOPS, terwijl de Gen4 PM9A3 achterbleef met een pieksnelheid van 64K IOPS.
Western Digital SN861 en AI
In een enigszins verwante richting aan het werk met de SN861 in dit rapport, hebben we ook gewerkt met de vorige generatie Western Digital Ultrastar DC SN655 binnen het OpenFlex™ Data24-platform van de Western Digital-systeemgroep. Tijdens een demo op FMS '24 lieten we een AI-demo zien met een GPU-server, het Data24 NVMe-oF™-platform en Gen4 SN655 SSD's.
Onze tests met NVIDIA® IndeX® waren gericht op het benutten van de geavanceerde volumetrische visualisatiemogelijkheden om enorme datasets met hoge betrouwbaarheid te verwerken. IndeX maakt gebruik van GPU-versnelling om realtime interactieve visualisatie van volumetrische 3D-gegevens te bieden, wat van cruciaal belang is voor sectoren als olie- en gasexploratie, medische beeldvorming en wetenschappelijk onderzoek.
Om optimale prestaties te bereiken, vooral in GPU-intensieve omgevingen, is het noodzakelijk om te zorgen voor snelle gegevensuitwisseling tussen GPU's en opslag. Om bijvoorbeeld de bandbreedte van een NVIDIA H100 GPU grondig te verzadigen, moesten we een doorvoersnelheid van ongeveer 64 GB/s bereiken, waarvoor hoogwaardige NVMe-opslagoplossingen en -technologieën zoals NVIDIA GPUDirect™ moesten worden gebruikt. Deze integratie vermindert de latentie en maximaliseert de gegevensdoorvoer, waardoor een efficiënt GPU-gebruik wordt gegarandeerd voor een snellere en effectievere verwerking van grootschalige datasets.
Als we kijken naar de bandbreedteverschillen in wat de Gen4 SN655 kan doen bij een piek van 6.8 GB/s versus 13.7 GB/s van de SN861, is het duidelijk dat we de voordelen zien van de overstap naar een Gen5 SSD. Om 64 GB/s te halen met het model van de vorige generatie heb je tien SSD's nodig, terwijl de SN861 dat doel met slechts vijf zou kunnen bereiken. Door dit verschil kunt u het aantal schijven verhogen voor extra bandbreedte of capaciteit.
Prestaties en capaciteit zullen van cruciaal belang zijn om opslag te laten meegroeien met de behoeften van AI en andere geavanceerde toepassingen. De Gen5-interface en de algehele prestatieverbetering die de SN861 biedt ten opzichte van Gen4-schijven zijn in dit opzicht zeer overtuigend, wat betekent dat deze schijven meer GPU's binnen één opslagsysteem kunnen ondersteunen en ervoor kunnen zorgen dat die GPU's snel genoeg worden gevoed om volledig gebruik te garanderen.
Conclusie
De SN861 markeert een substantiële sprong voorwaarts voor Western Digital. De schijf wordt geleverd in vormfactoren om zowel hyperscale- als zakelijke klanten te ondersteunen, met schijffuncties zoals FDP in de E1.S-schijf die zijn afgestemd op hun toekomstige gebruiksscenario's. De Gen5-interface is echter het meest opvallende voordeel voor de schijven en levert een indrukwekkend allround prestatieprofiel.
De Western Digital SN861 bood vanaf de start sterke prestaties en behaalde drie topposities in onze eerste vierhoeksworkloads, waarbij de sequentiële piekbandbreedte en willekeurige doorvoer werden gemeten. Hoogtepunten zijn onder meer willekeurige 4K-leesprestaties van 2.11 miljoen IOPS en willekeurige 4K-schrijfprestaties die 474K IOPS meten. De sequentiële leesprestaties waren sterk en kwamen op de tweede plaats vergeleken met de Samsung PM1743 met 13.3 GB/s, hoewel deze de leiding kon overnemen op het gebied van sequentiële schrijfbandbreedte van 7.7 GB/s.
In onze VDbench-workloads, die voornamelijk gericht waren op gemengde workloads of kleinere blokgrootteoverdrachten, bleef de SN861 uitzonderlijk goed presteren. We hebben een sterke 16K sequentiële schrijfsnelheid van 200K IOPS en sterke leads gemeten in de 70/30 R/W mixtests met overdrachtsgroottes van 4K, 8K en 16K. In onze VDI-workloads verruilde de SN861 de eerste plaats met de KIOXIA CM7-R, die op sommige gebieden nek-aan-nek waren. Over het geheel genomen presteerde de Western Digital SN861 sterk in onze testreeks.
Het is duidelijk dat de nieuwste Gen5 SSD's, zoals de Western Digital SN861, de bedrijfsresultaten beïnvloeden. Als je bewijs nodig hebt, hoef je niet verder te zoeken dan hun impact op de AI-revolutie. We hebben het tijdens onze tests gezien; AI-systemen hebben snelle opslag nodig om GPU's te laten werken, of dit nu in een cache is zoals het NVIDIA IndeX-voorbeeld hierboven of binnen gedeelde opslagarrays of GPU-servers. Western Digital heeft het heel goed gedaan bij het positioneren van de SN861 voor deze geavanceerde workloads en biedt tegelijkertijd FDP-compatibele SKU's voor hyperscalers.
Amazon