O Kioxia CD9P-R é o modelo de leitura intensiva da nova geração de SSDs NVMe para data centers da empresa, e o primeiro drive da série CD construído com memória flash BiCS de oitava geração TLC. A série combina o controlador e o firmware próprios da Kioxia com PCIe 5.0 e NVMe 2.0, com desempenho nominal que atinge 14,800 MB/s de leitura sequencial e 2.6 milhões de IOPS de leitura aleatória, dependendo da capacidade. Os modelos E3.S variam de 1.92 TB a 30.72 TB, enquanto a variante de 2.5 polegadas estende a gama para 61.44 TB. Nossa unidade de teste é o modelo E3.S de 7.68 TB na versão SED (KCD9DPJE7T68).
A configuração de capacidade apresenta uma peculiaridade importante que vale a pena entender antes de analisarmos os gráficos. As especificações publicadas pela Kioxia atingem o pico no meio da família de produtos, não no topo: os modelos de 7.68 TB e 15.36 TB possuem a melhor taxa de leitura sequencial da linha, com 14,800 MB/s, e a melhor taxa de gravação aleatória, com 450 mil IOPS, enquanto o modelo topo de linha de 30.72 TB apresenta um desempenho inferior, com 13,500 MB/s e 270 mil IOPS. As duas menores capacidades também utilizam a memória NAND BiCS de geração 5, em vez da geração 8. Em outras palavras, o SSD de 7.68 TB em nossos testes representa a configuração em que essa plataforma demonstra todo o seu potencial, e os compradores que buscam a densidade máxima de 30.72 TB acabam cedendo um pouco nessa diferença, o que não é incomum.
A evolução geracional em relação ao CD8P é o ponto forte da Kioxia, e as especificações técnicas publicadas comprovam isso. Com 7.68 TB, o CD8P-R E3.S, modelo anterior, atingia 200 mil IOPS de gravação aleatória; o CD9P-R eleva esse número para 450 mil, uma melhoria de 2.25 vezes. A leitura sequencial aumenta 23%, de 12,000 MB/s para 14,800 MB/s, e a leitura aleatória avança 30%, de 2 milhões para 2.6 milhões de IOPS. O consumo de energia em modo ativo também aumenta ligeiramente, de 21 W (típico) para 23 W nessa capacidade, alinhando o CD9P-R com o restante da classe Gen5 de unidades com foco em leitura. O argumento da eficiência, nesse caso, diz respeito ao desempenho que a unidade oferece dentro desse limite.
As especificações detalhadas que definem o perfil deste SSD: o CD9P-R possui um design de porta única com 1 DWPD (gravações por dia). Não há opção de porta dupla para arrays de armazenamento corporativos tradicionais, e cargas de trabalho com uso intensivo de gravação são mais adequadas para o CD9P-V, seu irmão de uso misto. Este SSD foi projetado para frotas de servidores em hiperescala e nuvem, camadas de leitura OLTP, distribuição de conteúdo e ambientes virtualizados onde o padrão de acesso é predominantemente de leitura e o consumo de energia é fixo. Ele atende a todos os requisitos esperados da plataforma, com suporte a OCP Datacenter NVMe SSD v2.5 (nem todos os requisitos), proteção contra perda de energia, proteção de dados de ponta a ponta, opções de segurança SIE e SED, MTTF (tempo médio até a falha) de 2.5 milhões de horas a 50 °C e garantia de cinco anos.
Especificações do KIOXIA CD9P-R
A tabela abaixo descreve a série KIOXIA CD9P-R no formato E3.S em suas diferentes capacidades, destacando métricas de desempenho, classificações de resistência, potência e especificações de confiabilidade.
| Especificações da série KIOXIA CD9P-R (E3.S) | |||||
| 30.72TB | 15.36TB | 7.68TB | 3.84TB | 1.92TB | |
| Números de Modelo | |||||
| Número do modelo SIE | KCD9XPJE30T7 | KCD9XPJE15T3 | KCD9XPJE7T68 | KCD9XPJE3T84 | KCD9XPJE1T92 |
| Número do modelo SED | KCD9DPJE30T7 | KCD9DPJE15T3 | KCD9DPJE7T68 | KCD9DPJE3T84 | KCD9DPJE1T92 |
| Especificações básicas | |||||
| Caso de uso | Leitura intensiva (1 gravação de áudio por dia) | ||||
| Fator de Forma | E3.S, 7.5 mm de espessura | ||||
| Interface / Protocolo | PCIe 5.0x4, NVMe 2.0 | ||||
| Velocidade máxima da interface | 128 GT/s (PCIe Gen5 x4) | ||||
| NAND | KIOXIA BiCS FLASH 3D TLC (Geração 8 para 7.68 TB a 30.72 TB; Geração 5 para 1.92 TB a 3.84 TB) | ||||
| Conformidade com o OCP | Especificação OCP Datacenter NVMe SSD v2.5 (parcial) | ||||
| Total | SIE (Sanitize Instant Erase), SED (TCG Opal & Ruby SSC) | ||||
| Desempenho (até) | |||||
| Leitura sequencial (128 KiB, MB/s) | 13,500 | 14,800 | 14,800 | 14,500 | 14,500 |
| Gravação sequencial (128 KiB, MB/s) | 7,000 | 7,000 | 7,000 | 7,000 | 3,600 |
| Leitura aleatória (4 KiB, K IOPS) | 2,600 | 2,600 | 2,600 | 2,600 | 2,000 |
| Gravação aleatória (4 KiB, K IOPS) | 270 | 450 | 450 | 320 | 160 |
| Requisitos de potência | |||||
| Tensão de alimentação | 12 V ±10%, 3.3 V ±15% | ||||
| Poder (Ativo) | 23W típico. | ||||
| Alimentação (Pronto/Inativo) | 5W típico. | ||||
| Confiabilidade | |||||
| MTTF | 2,500,000 horas a 0–50°C | 2,000,000 horas a 0–55°C | ||||
| UBER | < 1 setor por 1017 bits lidos | ||||
| DWPD | 1 | ||||
| Garantia | 5 Anos | ||||
| Proteção de dados | Proteção contra perda de energia (PLP), proteção de dados de ponta a ponta | ||||
| Dimensões | |||||
| Espessura | 7.5 mm +0.2 / -0.5 mm | ||||
| Largura | 76 mm ± 0.25 mm | ||||
| Comprimento | 112.75 mm ± 0.4 mm | ||||
| Peso | 110g máx. | ||||
| Responsabilidade | |||||
| Temperatura (operacional) | 0 ° C a 75 ° C | ||||
| Temperatura (não operacional) | -40 ° C a 85 ° C | ||||
| Umidade (operacional) | 5% a 95% RH | ||||
| Vibração (operacional) | 21.27 m/s² { 2.17 Grms } (5–800 Hz) | ||||
| Choque (operacional) | 9.8 km/s² { 1,000 G } (0.5 ms) | ||||
Desempenho do KIOXIA CD9P-R
Plataforma de teste de direção
Utilizamos um Dell PowerEdge R760 com Ubuntu 22.04.2 LTS como plataforma de teste para todas as cargas de trabalho desta análise. Equipado com um JBOF Gen5 da Serial Cables , ele oferece ampla compatibilidade com SSDs U.2, E1.S, E3.S e M.2. Nossa configuração de sistema está descrita abaixo:
- 2 x Intel Xeon Gold 6430 (32 núcleos, 2.1 GHz)
- 16 x 64GB DDR5-4400
- SSD Dell BOSS de 480 GB
- Cabos seriais Gen5 JBOF
- NVIDIA L4
Unidades comparadas
- Pascari X200P 7.68 TB
- SanDisk SN861 7.68 TB
- Solidigm PS1010 7.68 TB
- Kingston DC3000ME 7.68 TB
- Micron 7600 Max 6.4 TB
- Micron 9550 MAX 12.8 TB
- Micron 9550 Pro 7.68 TB
Benchmark de ponto de verificação DLIO
Para avaliar o desempenho real de SSDs em ambientes de treinamento de IA, utilizamos a ferramenta de benchmark Data and Learning Input/Output (DLIO). Desenvolvida pelo Argonne National Laboratory, a DLIO foi projetada especificamente para testar padrões de E/S em cargas de trabalho de aprendizado profundo. Ela fornece informações sobre como os sistemas de armazenamento lidam com desafios como checkpointing, ingestão de dados e treinamento de modelos.
O gráfico abaixo ilustra como as unidades lidam com o processo em 18 pontos de verificação. Ao treinar modelos de aprendizado de máquina, os pontos de verificação são essenciais para salvar periodicamente o estado do modelo, evitando a perda de progresso durante interrupções ou falhas de energia. Essa demanda de armazenamento requer um desempenho robusto, especialmente sob cargas de trabalho sustentadas ou intensivas. Utilizamos o benchmark DLIO versão 2.0, da versão de 13 de agosto de 2024.
Para garantir que nossos testes de desempenho refletissem cenários do mundo real, baseamos nossos testes na arquitetura do modelo LLAMA 3.1 405B. Implementamos o checkpointing usando `torch.save()` para capturar os parâmetros do modelo, os estados do otimizador e os estados das camadas. Nossa configuração simulou um sistema com oito GPUs, implementando uma estratégia de paralelismo híbrido com paralelismo de tensores de 4 vias e processamento paralelo de pipeline de 2 vias distribuído entre as oito GPUs. Essa configuração resultou em um tamanho de checkpoint de 1,636 GB, refletindo os requisitos para o treinamento de modelos de linguagem modernos de grande porte.
Analisando as médias de tempo de execução, o KIOXIA CD9P-R iniciou com 464.7 segundos na primeira passagem, subindo para 575.6 segundos na segunda e estabilizando em 572.2 segundos na terceira. Esse comportamento foi bastante semelhante ao da maioria dos dispositivos comparados, que apresentaram tempos entre 553 e 590 segundos na última passagem. O destaque negativo foi o Pascari X200P, que terminou com um tempo consideravelmente maior, de 674.5 segundos. No geral, o CD9P-R demonstrou um escalonamento previsível em operações de checkpoint repetidas e manteve-se competitivo com os SSDs Gen5 corporativos convencionais testados.
No teste DLIO Checkpoint Benchmark, até o ponto 12, o KIOXIA CD9P-R de 7.68 TB manteve-se como um dos drives mais consistentes do grupo de comparação. Após iniciar com 471.4 segundos no primeiro ponto de verificação, estabilizou-se em uma faixa operacional relativamente estreita de aproximadamente 560 a 580 segundos durante o restante do teste, finalizando o ponto 12 com 569.7 segundos. O drive da KIOXIA apresentou desempenho semelhante ao do Solidigm PS1010, Micron 7600 MAX e Kingston DC3000ME durante a maior parte da carga de trabalho.
O Pascari X200P foi claramente o ponto fora da curva, apresentando um aumento acentuado após o ponto de controle 4 e mantendo-se bem acima dos demais, atingindo quase 690 segundos no ponto de controle 12. O Micron 9550 MAX apresentou os menores tempos sustentados nos pontos de controle durante a segunda metade do teste, chegando a 531.3 segundos antes de terminar em 569.1 segundos. Embora o CD9P-R não tenha sido o drive mais rápido em nenhum ponto de controle individual, ele evitou as grandes oscilações observadas em vários concorrentes e apresentou um desempenho estável nos pontos de controle durante todo o período de teste.
Referência de desempenho da FIO
Para medir o desempenho de armazenamento de cada SSD com base em métricas comuns do setor, utilizamos a FIO. Cada unidade passa pelo mesmo processo de teste, que inclui uma etapa de pré-condicionamento com dois preenchimentos completos da unidade com uma carga de trabalho de gravação sequencial, seguida por uma medição de desempenho em estado estacionário. À medida que cada tipo de carga de trabalho medida muda, executamos outro preenchimento de pré-condicionamento com esse novo tamanho de transferência.
Nesta seção, nos concentramos nos seguintes benchmarks de FIO:
- 128K sequencial
- 64K aleatório
- 16K aleatório
- 4K aleatório
Gravação sequencial de 128K (IODepth 16 / NumJobs 1)
Ao passar para o teste de gravação sequencial de 128K em estado estacionário com uma profundidade de E/S (IODepth) menor, de 16, a classificação geral do grupo permaneceu praticamente inalterada em comparação com o pré-condicionamento. O Micron 9550 Max (12.8 TB) continuou na liderança com 10,957.9 MB/s, com o Micron 9550 Pro (7.68 TB) logo atrás, com 10,354.6 MB/s. O Kingston DC3000ME (7.68 TB) ficou em terceiro lugar com 8,477.4 MB/s, e o Pascari X200P (7.68 TB) logo atrás, com 8,369.7 MB/s.
O KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) apresentou uma velocidade de 6,912.4 MB/s, ficando na última posição do ranking. O Solidigm PS1010 (7.68 TB), com 7,126.5 MB/s, e o SanDisk DC SN861 (7.68 TB), com 7,116.5 MB/s, ficaram atrás dos drives intermediários, mas ainda superaram o CD9P-R e o Micron 7600 Max (6.4 TB), com 6,960.6 MB/s. O resultado do KIOXIA é consistente e previsível para um drive NVMe otimizado para leitura.
Latência de gravação sequencial de 128K (IODepth 16 / NumJobs 1)
Com uma profundidade de E/S de 16 no teste de gravação em estado estacionário, a latência caiu substancialmente em todas as unidades em comparação com as condições de pré-condicionamento. O Micron 9550 Max (12.8 TB) novamente liderou com a menor latência média, de 182.2 µs, confortavelmente à frente do Micron 9550 Pro (7.68 TB), com 192.9 µs. Ambas as unidades se beneficiaram de sua maior taxa de transferência de gravação para atender às operações de E/S com mais eficiência.
O KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) apresentou 289.0 µs, a maior latência de gravação do grupo para essa profundidade de fila. O Solidigm PS1010 (7.68 TB), com 280.3 µs, e o SanDisk DC SN861 (7.68 TB), com 280.7 µs, ficaram logo abaixo do CD9P-R, enquanto o Micron 7600 Max (6.4 TB) registrou 287.1 µs. O Kingston DC3000ME (7.68 TB) e o Pascari X200P (7.68 TB) ocuparam a faixa intermediária, com 235.6 µs e 238.6 µs, respectivamente.
Leitura sequencial de 128K (IODepth 64 / NumJobs 1)
O teste de leitura sequencial de 128K apresentou uma inversão completa na classificação de gravação, e o KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) se destacou como um dos melhores do grupo. O CD9P-R atingiu 14,235.9 MB/s, empatando com o Pascari X200P (7.68 TB) com 14,242.1 MB/s no topo da tabela. O Solidigm PS1010 (7.68 TB) com 14,163.3 MB/s, o Micron 9550 Pro (7.68 TB) com 14,050.1 MB/s e o Micron 9550 Max (12.8 TB) com 14,047.5 MB/s ficaram todos agrupados em uma faixa de 200 MB/s no topo.
O Kingston DC3000ME (7.68 TB) ficou atrás dos líderes com 13,513.8 MB/s, e o SanDisk DC SN861 (7.68 TB) alcançou 12,631.2 MB/s. O Micron 7600 Max (6.4 TB), com 11,240.5 MB/s, foi o único disco rígido a ficar abaixo do limite de 12 GB/s.
Latência de leitura sequencial de 128K (IODepth 64 / NumJobs 1)
Os resultados de latência de leitura sequencial de 128K refletem de perto o resultado da largura de banda. O Pascari X200P (7.68 TB) liderou com 561.4 µs, com o KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) praticamente empatado com 561.7 µs. O Solidigm PS1010 (7.68 TB) com 564.5 µs, o Micron 9550 Pro (7.68 TB) com 569.0 µs e o Micron 9550 Max (12.8 TB) com 569.1 µs ficaram dentro de uma faixa de 8 µs do líder, confirmando que essa categoria de unidades é limitada pela largura de banda da interface Gen5, e não pela latência interna.
O Kingston DC3000ME (7.68 TB) ficou em segundo lugar com 591.6 µs e o SanDisk DC SN861 (7.68 TB) com 633.0 µs, enquanto o Micron 7600 Max (6.4 TB) com 711.4 µs apresentou uma latência 26% maior do que os melhores desempenhos, o que condiz com sua menor taxa de transferência de leitura sequencial.
Gravação aleatória 64K
Ao longo de todo o teste de gravação aleatória de 64K, o KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) apresentou um perfil de largura de banda consistentemente respeitável, com média entre 3 e 6 GB/s e atingindo um pico de 6,906 MB/s nas maiores profundidades de fila testadas (IODepth 32 / NumJobs 8). Isso posicionou o CD9P-R no meio do ranking de desempenho em gravação de 64K, claramente atrás do Micron 9550 Max (12.8 TB), que alcançou picos acima de 10 GB/s, mas à frente do Solidigm PS1010 (7.68 TB) e do SanDisk DC SN861 (7.68 TB), que ficaram na metade inferior do gráfico. O Micron 7600 Max (6.4 TB) teve um desempenho semelhante, atingindo um limite superior parecido e ficando um pouco acima do CD9P-R.
Latência de gravação aleatória de 64K
O teste de latência de gravação aleatória de 64K para o KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) mostrou um desempenho bastante equilibrado. Em baixas profundidades de fila, a latência foi bem controlada, começando na faixa abaixo de 100 µs com IODepth 1 / NumJobs 1. À medida que a concorrência aumentava, a latência subia gradualmente na faixa de 300 a 700 µs durante a maior parte do teste em profundidades intermediárias, e aumentava ainda mais em picos de profundidade de fila, chegando a valores próximos a 2,000 µs. Isso colocou o CD9P-R no meio do grupo durante a maior parte do teste, apresentando um desempenho mais previsível do que o Solidigm PS1010 (7.68 TB) e o Pascari X200P (7.68 TB), que apresentaram picos mais acentuados na faixa de 4,000 a 6,000 µs em alta concorrência.
O Micron 9550 Max (12.8 TB) manteve a latência mais consistente ao longo da varredura, raramente excedendo 1,700 µs mesmo em profundidades máximas, enquanto o Micron 7600 Max (6.4 TB) e o Micron 9550 Pro (7.68 TB) apresentaram resultados próximos.
Leitura aleatória 64K
O teste de leitura aleatória de 64K revelou um dos benefícios mais marcantes do KIOXIA CD9P-R (7.68 TB): desempenho excepcional em baixas profundidades de fila. No limite inferior do teste, IODepth 1 / NumJobs 1, o CD9P-R iniciou com aproximadamente 1,334 MB/s, liderando com ampla vantagem graças à sua latência de leitura por E/S extremamente baixa. Essa vantagem persistiu em toda a faixa de profundidade de fila inferior, mantendo-se consistentemente no topo ou próximo ao topo.
À medida que a profundidade da fila aumentava para a faixa de 8/4 a 32/4, outros drives alcançaram e ultrapassaram o CD9P-R. Nos níveis de simultaneidade mais altos, o CD9P-R estabilizou-se em torno de 11.0 a 12.0 GB/s, ficando atrás do Pascari X200P (7.68 TB), do Micron 9550 Pro (7.68 TB) e do Micron 9550 Max (12.8 TB), que atingiram 13.5 a 14.2 GB/s.
Latência de leitura aleatória de 64K
O teste de latência de leitura aleatória de 64K confirmou a vantagem de latência de leitura do KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) em baixas profundidades de fila. De IODepth 1 / NumJobs 1 até a faixa de baixa concorrência, o CD9P-R apresentou consistentemente algumas das menores latências do grupo, ficando bem abaixo da maioria dos concorrentes e dentro de uma faixa estreita em profundidades de fila intermediárias.
À medida que a profundidade da fila aumentava além do intervalo de 32/1 a 16/4, o grupo convergia e, ao final da varredura, todos os drives haviam atingido o intervalo de 600 µs a 1,400 µs.
Gravação aleatória 16K
Ao longo do teste de IOPS de gravação aleatória de 16K, o KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) apresentou um perfil de desempenho consistente na faixa intermediária do teste. O Micron 9550 Max (12.8 TB) novamente dominou, mantendo uma trajetória de IOPS muito elevada, bem acima da média do mercado, frequentemente se aproximando de 600-690 mil IOPS em profundidades de fila mais altas, enquanto o Micron 7600 Max (6.4 TB) manteve uma forte taxa de transferência na faixa de 400-450 mil IOPS.
O CD9P-R apresentou desempenho semelhante ao do Kingston DC3000ME (7.68 TB), Micron 9550 Pro (7.68 TB) e SanDisk DC SN861 (7.68 TB) durante grande parte dos testes, geralmente variando entre 200-250 mil IOPS em profundidades moderadas e chegando a 365-440 mil IOPS na maior concorrência testada (IODepth 32 / NumJobs 16). O Solidigm PS1010 (7.68 TB) teve o pior desempenho em gravação aleatória de 16K, frequentemente ficando atrás de todos os outros drives.
Latência de gravação aleatória de 16K
No teste de latência de gravação aleatória de 16K, o KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) apresentou resultados consistentemente entre os níveis médio e baixo na maior parte da faixa de profundidade da fila. Em profundidades de fila baixas, a unidade começou com latência inferior a 50 µs e manteve uma latência estável e bem controlada durante a porção intermediária do teste. À medida que a profundidade da fila aumentou para a faixa de 8/8 a 32/8, a latência subiu mais acentuadamente em todas as unidades, e o CD9P-R passou pela faixa de 500 a 750 µs antes de atingir um pico de aproximadamente 1,165 µs.
O Micron 9550 Max (12.8 TB) apresentou a latência mais estável ao longo do teste, mantendo-se abaixo da média na maioria dos pontos de dados. O Solidigm PS1010 (7.68 TB) e o Pascari X200P (7.68 TB) mostraram os picos de latência mais pronunciados em altas profundidades de fila, atingindo 3,300 µs e 2,050 µs, respectivamente. Em contraste, o CD9P-R, o Micron 7600 Max (6.4 TB) e o Kingston DC3000ME (7.68 TB) apresentaram um comportamento mais previsível na faixa superior de concorrência. A latência de gravação de 16 KB do CD9P-R é uma das mais consistentes do grupo sob cargas pesadas de paralelismo misto.
Leitura aleatória 16K
No teste de IOPS de leitura aleatória de 16K, o Pascari X200P (7.68 TB) e o Micron 9550 Max (12.8 TB) apresentaram os maiores valores de IOPS de leitura sustentada, aproximando-se de 900K na saturação. O Micron 9550 Pro (7.68 TB) ficou logo atrás, com desempenho semelhante, enquanto o Solidigm PS1010 (7.68 TB) completou o grupo dos melhores.
O KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) apresentou 734.3 mil IOPS em seu pico de desempenho medido (IODepth 32 / NumJobs 8), posicionando-o na categoria intermediária superior, à frente do Micron 7600 Max (6.4 TB) com 719.3 mil, do Kingston DC3000ME (7.68 TB) com 665.6 mil e do SanDisk DC SN861 (7.68 TB) com 661.1 mil IOPS.
Latência de leitura aleatória de 16K
No teste de latência de leitura aleatória de 16K, o KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) apresentou excelente latência de leitura na maior parte da faixa de profundidade de fila testada. No limite inferior do teste, o CD9P-R começou com aproximadamente 33 µs em IODepth 1 / NumJobs 1. Ele se manteve bem próximo dos melhores desempenhos durante a parte do teste com concorrência moderada, geralmente ficando abaixo de 100 µs.
À medida que a profundidade da fila aumentava para os níveis mais altos de concorrência, todos os drives apresentaram um aumento acentuado na latência. O CD9P-R atingiu um pico de aproximadamente 713 µs, ficando atrás do SanDisk DC SN861 (7.68 TB) e do Kingston DC3000ME (7.68 TB), que ultrapassaram 820-845 µs, enquanto o Micron 9550 Max (12.8 TB) e o Micron 9550 Pro (7.68 TB) mantiveram uma latência de pico menor.
Gravação aleatória 4K
No teste de IOPS de gravação aleatória 4K, o Micron 7600 Max (6.4 TB) e o Micron 9550 Max (12.8 TB) mantiveram as primeiras posições durante a maior parte do teste, sustentando entre 1,500 e 1,780 mil IOPS em pico de simultaneidade. O Micron 9550 Pro (7.68 TB) e o Pascari X200P (7.68 TB) seguiram no nível superior, enquanto o Solidigm PS1010 (7.68 TB) e o SanDisk DC SN861 (7.68 TB) alternaram posições na faixa intermediária-superior.
O KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) atingiu 1,263.1 mil IOPS com IODepth 32 / NumJobs 16, posicionando-se na faixa intermediária inferior em termos de desempenho de gravação aleatória de 4K.
Latência de gravação aleatória de 4K
O teste de latência de gravação aleatória 4K apresentou um dos resultados mais variáveis do grupo, e o KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) novamente ficou em uma posição intermediária. Com baixa profundidade de fila, a latência de gravação do CD9P-R começou na faixa de 9 a 13 µs com IODepth 1, competitiva, mas ligeiramente acima dos melhores desempenhos nessas configurações. Durante a parte intermediária do teste, a latência do disco se manteve na faixa de 20 a 120 µs, acompanhando a maioria dos outros dispositivos do grupo.
Nas maiores profundidades de fila, o CD9P-R atingiu 200-410 µs, ficando bem abaixo do Solidigm PS1010 (7.68 TB), que atingiu um pico próximo a 740 µs e apresentou volatilidade significativa, e do Pascari X200P (7.68 TB), com 544 µs. O Micron 9550 Max (12.8 TB), o Micron 7600 Max (6.4 TB) e o Micron 9550 Pro (7.68 TB) apresentaram os perfis de latência mais controlados em toda a faixa de testes.
Leitura aleatória 4K
O teste de leitura aleatória 4K apresentou um dos resultados mais interessantes em nossos testes FIO para o KIOXIA CD9P-R (7.68 TB). Nas menores profundidades de fila, IODepth 1 / NumJobs 1 e IODepth 2 / NumJobs 1, o CD9P-R se destacou claramente dos demais, produzindo aproximadamente 32.3 mil IOPS (126 MB/s). Conforme a concorrência aumentava, os outros dispositivos do grupo se aproximavam e, no pico do teste, a classificação mudou. O SanDisk DC SN861 (7.68 TB) liderou em concorrência com 2,555.6 mil IOPS. Ao mesmo tempo, o KIOXIA CD9P-R atingiu 2,165.0K IOPS com IODepth 32 / NumJobs 16, empatando efetivamente com o Micron 9550 Max (12.8 TB) com 2,164.8K IOPS, conquistando o segundo lugar no grupo. O Solidigm PS1010 (7.68 TB) e o Pascari X200P (7.68 TB) vieram em seguida, com o Micron 7600 Max (6.4 TB) e o Kingston DC3000ME (7.68 TB) na extremidade inferior.
Latência de leitura aleatória de 4K
O teste de latência de leitura aleatória 4K confirmou o que o gráfico de IOPS sugeria: o KIOXIA CD9P-R (7.68 TB) apresentou a menor latência de leitura medida em baixas profundidades de fila entre os drives testados no grupo de comparação. Começando em aproximadamente 30 µs com IODepth 1 / NumJobs 1, o CD9P-R apresentou quase metade da latência da maioria dos drives concorrentes, que se concentraram na faixa de 60 a 90 µs no mesmo ponto de dados. Durante a parte intermediária do teste, o CD9P-R manteve sua liderança em latência, ficando abaixo do grupo em IODepth 8 e 16 antes de convergir com os demais à medida que a concorrência aumentava. Nas maiores profundidades de fila testadas, todos os drives ficaram na faixa de 120 a 275 µs, com o SanDisk DC SN861 (7.68 TB) apresentando a maior latência, em torno de 200 µs. O KIOXIA CD9P-R encerrou a varredura em aproximadamente 236 µs, posicionando-se no meio do grupo.
Armazenamento direto da GPU
Um dos testes que conduzimos neste testbench foi o teste Magnum IO GPU Direct Storage (GDS). GDS é um recurso desenvolvido pela NVIDIA que permite que GPUs ignorem a CPU ao acessar dados armazenados em unidades NVMe ou outros dispositivos de armazenamento de alta velocidade. Em vez de rotear dados pela CPU e pela memória do sistema, o GDS permite a comunicação direta entre a GPU e o dispositivo de armazenamento, reduzindo significativamente a latência e melhorando a taxa de transferência de dados.
Como funciona o armazenamento direto da GPU
Tradicionalmente, quando uma GPU processa dados armazenados em uma unidade NVMe, os dados precisam primeiro passar pela CPU e pela memória do sistema antes de chegar à GPU. Esse processo cria gargalos, pois a CPU atua como intermediária, adicionando latência e consumindo recursos valiosos do sistema. O GPU Direct Storage elimina essa ineficiência, permitindo que a GPU acesse os dados diretamente do dispositivo de armazenamento por meio do barramento PCIe. Esse caminho direto reduz a sobrecarga de movimentação de dados, permitindo transferências de dados mais rápidas e eficientes.
Cargas de trabalho de IA, especialmente aquelas que envolvem aprendizado profundo, são altamente intensivas em dados. Treinar grandes redes neurais requer o processamento de terabytes de dados, e qualquer atraso na transferência de dados pode levar a GPUs subutilizadas e tempos de treinamento mais longos. O GPU Direct Storage aborda esse desafio garantindo que os dados sejam entregues à GPU o mais rápido possível, minimizando o tempo ocioso e maximizando a eficiência computacional.
Além disso, o GDS é particularmente benéfico para cargas de trabalho que envolvem streaming de grandes conjuntos de dados, como processamento de vídeo, processamento de linguagem natural ou inferência em tempo real. Ao reduzir a dependência da CPU, o GDS acelera a movimentação de dados e libera recursos da CPU para outras tarefas, aprimorando ainda mais o desempenho geral do sistema.
Taxa de transferência de leitura sequencial GDSIO
O teste de taxa de transferência de leitura sequencial GDSIO destacou o excelente desempenho de leitura do KIOXIA CD9P-R (7.68 TB). Em todos os três segmentos de tamanho de bloco, o CD9P-R se destacou como a unidade com maior taxa de transferência na maioria das contagens de threads.
No segmento de blocos de 16K, o CD9P-R estreou com aproximadamente 0.3 GiB/s em 16K/1 thread, ficando atrás da maioria dos concorrentes. Unidades como o Pascari X200P (7.68 TB) e o Micron 7600 Max (6.4 TB) entraram no segmento com cerca de 0.55 a 0.6 GiB/s em um único thread. Conforme o número de threads aumentava, o CD9P-R escalava agressivamente, ultrapassando o grupo na faixa intermediária. Em 16K/16, ele já havia superado a maioria dos concorrentes e, em 16K/64, atingiu aproximadamente 2.0 GiB/s, a maior taxa de transferência do grupo naquele ponto. Em 16K/128, o CD9P-R se manteve em cerca de 1.9 GiB/s e permaneceu entre os melhores desempenhos, enquanto várias outras unidades estagnaram ou apresentaram queda de desempenho. A vantagem de taxa de transferência de leitura de 16K do CD9P-R é resultado da eficiência com que ele escala com a quantidade de threads, e não do domínio de fluxo único.
Na categoria de blocos de 128K, o CD9P-R abriu com aproximadamente 1.6 GiB/s em 128K/1, próximo ao topo do grupo nessa contagem de threads, ao lado do SanDisk DC SN861 (7.68 TB). Seu desempenho aumentou consideravelmente na faixa de threads intermediárias, atingindo aproximadamente 3.9 GiB/s em 128K/8, a maior taxa de transferência do grupo naquele momento, enquanto a maioria dos concorrentes ainda se encontrava na faixa de 1.7 a 2.0 GiB/s. Nas configurações de 128K/16 e 128K/32, o CD9P-R continuou liderando o mercado, mesmo com outros drives aumentando sua capacidade. Em taxas de amostragem de 128K/64 e 128K/128, o Micron 9550 Pro (7.68 TB) e o Micron 9550 Max (12.8 TB) alcançaram e ultrapassaram o CD9P-R, atingindo aproximadamente 5.2 a 5.3 GiB/s, enquanto o CD9P-R atingiu um pico de aproximadamente 5.1 GiB/s e depois recuou para cerca de 4.8 GiB/s em 128K/128.
No segmento de blocos de 1M, o CD9P-R atingiu aproximadamente 3.9 GiB/s em 1M/1 e apresentou um aumento constante com cada número subsequente de threads. Em 1M/128, alcançou aproximadamente 6.2 GiB/s, o maior pico de taxa de transferência de leitura no grupo de comparação. O Pascari X200P (7.68 TB) e o Micron 9550 Max (12.8 TB) ficaram logo atrás, com aproximadamente 6.1 GiB/s cada, seguidos pelo Solidigm PS1010 (7.68 TB) e pelo Micron 9550 Pro (7.68 TB), com cerca de 6.0 GiB/s. O Kingston DC3000ME (7.68 TB) atingiu aproximadamente 5.9 GiB/s, enquanto o Micron 7600 Max (6.4 TB) ficou claramente para trás, com aproximadamente 5.6 GiB/s.
Latência de leitura sequencial GDSIO
O gráfico de latência de leitura sequencial GDSIO mostrou que todas as oito unidades seguiram trajetórias quase idênticas durante toda a varredura. Os valores de latência são dominados pelo tamanho do bloco e pela contagem de threads, em vez de características específicas da unidade, tornando este gráfico menos diferenciador do que os resultados de taxa de transferência e IOPS.
Na configuração básica de thread única (bloco de 16K, 1 thread), o CD9P-R apresentou um tempo de resposta de aproximadamente 44 µs, posicionando-se no meio do grupo. Unidades mais rápidas nessa configuração incluíram o Pascari X200P (7.68 TB) com aproximadamente 26 µs, o SanDisk DC SN861 (7.68 TB) também com aproximadamente 26 µs, e o Micron 7600 Max (6.4 TB) com aproximadamente 27 µs. No outro extremo, o Kingston DC3000ME (7.68 TB) apresentou aproximadamente 83 µs, e o Solidigm PS1010 (7.68 TB) aproximadamente 71 µs, de longe os valores discrepantes de latência de leitura de thread única mais discrepantes do grupo.
Ao longo do restante da varredura, as linhas convergiram. Todos os drives atingiram a faixa de 20,000 a 22,000 µs em 1M/128, com o CD9P-R em aproximadamente 20.3 ms, ficando na parte inferior do grupo, o que é consistente com sua maior taxa de transferência nessa configuração.
Taxa de transferência de gravação sequencial GDSIO
O teste de taxa de transferência de gravação sequencial GDSIO revelou diferenças notáveis em todo o grupo.
O SSD Solidigm PS1010 (7.68 TB) apresentou um colapso drástico na taxa de transferência de gravação com alta contagem de threads no segmento de tamanho de bloco de 128 KB. Após atingir uma taxa competitiva de 3.9 GiB/s em 128 KB/32, o desempenho caiu drasticamente para aproximadamente 2.5 GiB/s em 128 KB/64 e, em seguida, para apenas 1.6 GiB/s em 128 KB/128, menos da metade da taxa de transferência da maioria dos SSDs concorrentes nessa configuração. A degradação continuou no segmento de 1 MB, onde o pico do SSD atingiu apenas 4.2 GiB/s com contagens moderadas de threads, caindo novamente no limite superior. Esse colapso sustentado sob carga pesada de gravação multithread se destaca como a anomalia mais significativa no conjunto de dados. O Micron 9550 Max (12.8 TB) também apresentou uma queda acentuada na taxa de transferência no segmento de 1M, caindo de aproximadamente 4.7 GiB/s em 1M/32 para cerca de 2.2 GiB/s em 1M/64, antes de uma recuperação parcial em 1M/128.
No segmento de blocos de 16K, todos os SSDs apresentaram taxas de transferência próximas, entre 0.6 e 1.5 GiB/s, com diferenças de apenas alguns décimos de GiB/s na maioria das contagens de threads. O CD9P-R iniciou com aproximadamente 0.7 GiB/s em 16K/1, subiu para cerca de 1.5 GiB/s em 16K/32 e, em seguida, estabilizou. O Micron 9550 Max (12.8 TB) foi o ponto fora da curva, caindo abruptamente para aproximadamente 0.7 GiB/s em 16K/128, enquanto o restante do grupo se manteve na faixa de 1.2 a 1.4 GiB/s.
No segmento de 128K, o CD9P-R apresentou um dos melhores desempenhos com baixa contagem de threads. Em 128K/1, atingiu aproximadamente 2.7 GiB/s, próximo ao topo do grupo, e alcançou cerca de 4.7 GiB/s em 128K/8, o melhor resultado do grupo naquele momento. A partir de 128K/16, o Micron 9550 Pro (7.68 TB) e o Micron 9550 Max (12.8 TB) superaram o CD9P-R, atingindo aproximadamente 5.1 a 5.3 GiB/s em seus respectivos picos. O CD9P-R manteve-se em torno de 4.1 a 4.5 GiB/s no restante do segmento de 128K.
No segmento de blocos de 1M, o CD9P-R entrou no segmento com aproximadamente 4.9 GiB/s em 1M/1, o maior rendimento do grupo nessa configuração de thread única. Mesmo assim, manteve-se essencialmente estável em aproximadamente 4.3-4.4 GiB/s em todas as contagens de threads subsequentes, em vez de continuar a escalar. A maioria dos outros drives usou threads adicionais para subir ainda mais: o Micron 9550 Pro (7.68 TB), o Micron 7600 Max (6.4 TB) e o Pascari X200P (7.68 TB) ultrapassaram o CD9P-R em 1M/4 e superiores, atingindo um rendimento máximo de aproximadamente 5.2 a 5.7 GiB/s. A taxa de transferência máxima de gravação do CD9P-R, de 4.9 GiB/s, ficou em quinto lugar entre os oito drives, atrás do Micron 9550 Max com 5.69 GiB/s, Micron 9550 Pro com 5.54 GiB/s, Micron 7600 Max com 5.44 GiB/s e Pascari X200P com 5.41 GiB/s.
Latência de gravação sequencial GDSIO
No segmento de 16K, todos os drives apresentaram desempenho semelhante com baixa contagem de threads. Em 16K/1, o CD9P-R registrou aproximadamente 21 µs, a menor latência de gravação do grupo nessa configuração, logo abaixo do Solidigm PS1010 (7.68 TB) com aproximadamente 22 µs. O Pascari X200P (7.68 TB) veio em seguida com aproximadamente 25 µs, enquanto o Micron 9550 Max (12.8 TB) e o Micron 7600 Max (6.4 TB) ficaram em torno de 30 µs. Em 16K/128, o Micron 9550 Max atingiu um pico de aproximadamente 2,500 µs, a maior latência de gravação do grupo nessa configuração, enquanto o CD9P-R se manteve em aproximadamente 1,500 µs, permanecendo entre os valores mais baixos do grupo.
No segmento de 128K, o colapso de desempenho do Solidigm PS1010 apareceu no gráfico de latência como um pico acentuado para aproximadamente 9,700 µs em 128K/64, a anomalia mais visível nessa parte da varredura. O CD9P-R acompanhou o grupo principal ao longo do segmento de 128K, permanecendo na faixa de 1,900 a 3,800 µs em 128K/64 e 128K/128.
No segmento de 1M, dois drives apresentaram picos de latência elevados em 1M/64, consistentes com a degradação de sua taxa de transferência nessa configuração. O Micron 9550 Max (12.8 TB) e o Micron 9550 Pro (7.68 TB) atingiram aproximadamente 27,000-28,000 µs em 1M/64, aumentando ainda mais em 1M/128. O CD9P-R alcançou aproximadamente 14,500 µs em 1M/64, refletindo sua taxa de transferência de gravação mais estável nessa configuração, e encerrou o teste em aproximadamente 29,100 µs em 1M/128. O Pascari X200P (7.68 TB) apresentou a menor latência de gravação em 1M/128, com aproximadamente 25,000 µs. Os valores mais altos em 1M/128 foram observados para o Micron 9550 Pro em aproximadamente 44,900 µs e para o Solidigm PS1010 em aproximadamente 40,700 µs, seguidos pelo Micron 7600 Max em aproximadamente 36,000 µs.
Conclusão
O KIOXIA CD9P-R E3.S de 7.68 TB faz exatamente o que um SSD com foco em leitura deve fazer, e os dados dos testes comprovam isso do início ao fim. As leituras sequenciais ficaram próximas do topo do grupo, com 14,235.9 MB/s em nosso teste de 128K, empatando com o Pascari X200P, e a verdadeira assinatura do SSD apareceu em baixas profundidades de fila: aproximadamente 30 µs de latência de leitura aleatória de 4K em QD1, quase metade dos 60 a 90 µs registrados pela maioria dos concorrentes. Esse comportamento de baixa latência de leitura se manteve no GPU Direct Storage, onde o CD9P-R escalou de forma consistente com a contagem de threads e alcançou a maior taxa de transferência de leitura de 1M do grupo, de aproximadamente 6.2 GiB/s.
As vantagens e desvantagens são igualmente claras e estão alinhadas com o design de 1 DWPD da unidade, em vez de prejudicá-lo. O desempenho de gravação ficou na média, com gravações sequenciais de 128K a 6,912.4 MB/s, ficando na parte inferior do grupo, e a taxa de transferência de gravação sequencial GDSIO atingindo um pico de 4.9 GiB/s, ficando em quinto lugar entre as oito unidades. A família Micron 9550 liderou essas cargas de trabalho de gravação tanto em taxa de transferência quanto em latência. Nada disso é uma crítica ao CD9P-R; trata-se de um SSD com foco em leitura, e os compradores que precisam de desempenho de gravação consistente devem considerar o CD9P-V, de uso misto.
A consistência sob carga é a outra parte da história. No teste de checkpoint DLIO com o perfil LLAMA 3.1 405B, o CD9P-R estabilizou-se em torno de 572 segundos por passagem e permaneceu dentro da faixa de 553 a 590 segundos que define o padrão Gen5, evitando as oscilações que levaram o Pascari X200P a atingir 674.5 segundos. A plataforma também escala muito além da nossa amostra: a família CD9P-R atinge 30.72 TB em E3.S e 61.44 TB no formato de 2.5 polegadas na mesma arquitetura, o que permite que uma única qualificação abranja tudo, desde nós de computação de alto desempenho até camadas de leitura de alta densidade.
Para frotas em nuvem, pipelines de dados de IA, distribuição de conteúdo e camadas de leitura virtualizadas com padrões de acesso predominantemente de leitura, o CD9P-R é uma unidade altamente recomendada. Ele combina o melhor desempenho de leitura Gen5 com a menor latência de leitura low-QD em nosso grupo de comparação e uma ampla capacidade de processamento, mantendo-se estável mesmo sob carga contínua.
Página do produto – KIOXIA CD9P-R 7.68 TB
Classificação geral: O Kioxia CD9P-R ocupa o primeiro lugar na categoria de Melhor SSD para uso intensivo de leitura no ranking dos Melhores SSDs para Empresas.
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