Análise do SSD Phison Pascari X200P: Desempenho equilibrado de 5ª geração para data centers

A linha Pascari X-Series da Phison foi desenvolvida para atender a diversos requisitos de armazenamento empresarial, oferecendo soluções personalizadas para cargas de trabalho com uso intensivo de leitura e gravação. O X200P é o modelo de alta capacidade, suportando até 30.72 TB com um DWPD (gravações de disco por dia). Ele utiliza PCIe Gen5, TLC NAND e está disponível nos formatos U.3, U.2 e E3.S. O X200P foi projetado para uma ampla gama de casos de uso, incluindo entrega de conteúdo em larga escala, inferência de IA e arquivamento de dados frios.

A Phison também oferece os modelos de alta resistência X200E, que são otimizados para cargas de trabalho com uso intensivo de gravação, suportando até três DWPD e capacidades que variam de 1.6 TB a 25.6 TB, tornando-os adequados para bancos de dados transacionais, análises em tempo real e processamento de logs.

Para esta análise, a Phison enviou o modelo X7.68P U.200 de 2 TB. Nós o submetemos a um conjunto completo de benchmarks empresariais para avaliar seu desempenho sob pressão.

Phison Pascari X200P Série Especificações

Especificações Phison Pascari Série X200P	1.92TB	3.84TB	7.68TB	15.36TB	30.72TB
Fator de Forma	U.2
Interface	PCIe 5.0 x4, 2×2
NVMe	2.0
NAND flash	3D TLC
Leitura sequencial (MB / s)	14,800	14,800	14,800	14,800	14,000 (Est.)
Gravação sequencial (MB / s)	4,300	8,600	8,700	8,350	7,500 (Est.)
Leitura aleatória de 4K (IOPS)	2,400K	3,000K	3,000K	3,000K	2,300 mil (Est.)
Gravação aleatória de 4K (IOPS)	170K	380K	500K	500K	283 mil (Est.)
Latência de leitura (μs)	60
Latência de gravação (μs)	10
Potência – Ativa (W)	<25
Potência – Inativo (W)	5
DWPD(7)	1
UBER	<1 setor por 1018 bits lidos
MTBF (milhões de horas)	2.5
Garantia Limitada (anos)	5
Temp. De operação (° C)	0 a 70
Temperatura não operacional (°C)	-40 para 85
Dimensões (mm)	100.10 (C) x 69.85 (L) x 15.00 (A)
Peso (g)	188	199	201	168	<250

Construção e design do Pascari X200P 7.68 TB

Nossa unidade de teste é a versão U.7.68 de 2 TB e 2.5" do X200P, projetada para lidar com aplicações de armazenamento empresarial de alto desempenho. Ela utiliza uma interface PCIe 5.0, totalmente compatível com a especificação NVMe 2.0. A unidade é construída com base em NAND 3D TLC de alta resistência e suporta capacidades de até 30.72 TB.

Fisicamente, o X200P apresenta um formato U.2.5 padrão de 2", medindo 100.10 mm de comprimento, 69.85 mm de largura e 15.00 mm de altura, com um peso de 201 gramas. Todo o conjunto está alojado em um elegante gabinete de alumínio preto com resfriamento passivo integrado, projetado para gerenciar com eficiência as temperaturas sob cargas de trabalho pesadas e constantes. O disco também suporta configurações E3.S para flexibilidade em ambientes de armazenamento denso.

Em termos de desempenho, ele é classificado para leitura sequencial de até 14,800 MB/s, gravação sequencial de 8,700 MB/s e até 3 milhões de IOPS de leitura aleatória e 500 mil IOPS de gravação aleatória. O disco mantém um consumo de energia ativo abaixo de 25 W, com consumo ocioso de apenas 5 W, o que o torna uma opção eficiente para operações sustentadas de alto rendimento.

A classificação de resistência é 1 DWPD, com MTBF de 2.5 milhões de horas e garantia limitada de 5 anos. Ele foi projetado para cargas de trabalho corporativas 24 horas por dia, 7 dias por semana, com uma faixa de temperatura operacional de 0 °C a 70 °C.

O Phison inclui um conjunto abrangente de recursos de proteção e gerenciamento de dados de nível empresarial:

• Proteção contra perda de energia (PLP)
• ISE (Apagamento Seguro Instantâneo), Suporte TCG Opal 2.0
• Criptografia AES-XTS de 256 bits
• Proteção de caminho de dados de ponta a ponta
• Proteção de Metadados
• SECDED (Correção de erro único e detecção de erro duplo)
• Sanitizar as operações
• NVMe-MI (Interface de Gerenciamento)
• Compatibilidade SMBus
• Suporte para até 128 namespaces

No geral, a linha Pascari X200P combina qualidade de construção robusta de nível industrial com desempenho de ponta e confiabilidade de nível empresarial, tornando-a uma forte candidata para ambientes de armazenamento exigentes, como nuvem, IA/ML e infraestruturas virtualizadas.

Teste de Desempenho

Plataforma de teste de direção

Utilizamos um Dell PowerEdge R760 com Ubuntu 22.04.02 LTS como plataforma de teste em todas as cargas de trabalho desta análise. Equipado com um Cabos seriais Gen5 JBOF, oferece ampla compatibilidade com SSDs U.2, E1.S, E3.S e M.2. Nossa configuração de sistema é 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

Unidades comparadas

• Pascari X200P 7.68 TB
• Micron 9550 7.68 TB
• SanDisk SN861 7.68 TB
• Solidigm PS1010 7.68 TB
• Kingston DC3000ME 7.68 TB

Realizamos uma comparação do Pascari X200P com um grupo de SSDs PCIe Gen7.68 NVMe de 5 TB, de tamanho semelhante e que utilizavam flash NAND TLC. A comparação incluiu o Micron 9550, o SanDisk SN861, o Solidigm PS1010 e o Kingston DC3000ME. Essas unidades representam soluções empresariais de capacidade média, projetadas para ambientes de alto desempenho. Os testes foram conduzidos usando uma variedade de benchmarks reais e sintéticos, incluindo CDN, FIO e GDSIO, para medir o desempenho em throughput sustentado, latência, padrões mistos de E/S e cargas de trabalho aceleradas por GPU. Ao padronizar capacidade, interface e tipo de NAND, esta avaliação fornece uma comparação clara do desempenho do Pascari X200P em relação aos seus concorrentes em condições exigentes.

Desempenho do CDN

Para simular uma carga de trabalho realista de CDN com conteúdo misto, os SSDs foram submetidos a uma sequência de benchmarking multifásica projetada para replicar os padrões de E/S de servidores de borda com alto conteúdo. O procedimento de teste abrange uma variedade de tamanhos de bloco, incluindo grandes e pequenos, distribuídos em operações aleatórias e sequenciais, com diferentes níveis de simultaneidade.

Antes dos principais testes de desempenho, cada SSD completou um preenchimento total do dispositivo com uma passagem de gravação sequencial de 100% usando blocos de 1 MB. Esse processo utilizou E/S síncronas e uma profundidade de fila de quatro, permitindo quatro trabalhos simultâneos. Essa fase garante que a unidade entre em uma condição de estado estável representativa do uso no mundo real. Após o preenchimento sequencial, um estágio secundário de saturação de gravação aleatória de três horas foi executado usando uma distribuição ponderada de tamanho de bloco (tamanho do bloco/porcentagem), favorecendo fortemente transferências de 128 K (98.51%), com contribuições menores de blocos abaixo de 128 K até 8 K. Essa etapa emula padrões de gravação fragmentados e irregulares, frequentemente observados em ambientes de cache distribuído.

O conjunto principal de testes concentrou-se em operações de leitura e gravação aleatórias escalonadas para medir o comportamento da unidade em profundidades de fila variáveis ​​e simultaneidade de tarefas. Cada teste durou cinco minutos (300 segundos) e foi seguido por um período de inatividade de três minutos, permitindo que mecanismos internos de recuperação estabilizassem as métricas de desempenho.

• Executado usando uma distribuição de tamanho de bloco fixo, favorecendo 128K (98.51%), com os 1.49% restantes das operações compostos por tamanhos de transferência menores, variando de 64K a 8K. Cada configuração variou entre 1, 2 e 4 tarefas simultâneas, com profundidades de fila de 1, 2, 4, 8, 16 e 32, para analisar a escalabilidade da taxa de transferência e a latência em condições típicas de gravação em borda.
• Foi utilizado um perfil de tamanho de bloco bastante misto, que imita a recuperação de conteúdo de CDN, começando com um componente dominante de 128K (83.21%) e seguido por uma longa cauda de mais de 30 tamanhos de bloco menores, abrangendo de 4K a 124K, cada um com representação de frequência fracionada. Essa distribuição reflete os diversos padrões de solicitação encontrados durante a busca de segmentos de vídeo, acesso a miniaturas e consultas de metadados. Esses testes também foram executados em toda a matriz de contagens de tarefas e profundidades de fila.

Essa combinação de pré-condicionamento, saturação e testes de acesso randomizado de tamanho misto foi projetada para revelar como os SSDs lidam com ambientes sustentados semelhantes aos de CDN, enfatizando a capacidade de resposta e a eficiência em cenários com uso intenso de largura de banda e altamente paralelizados.

Leitura de carga de trabalho CDN 1

Neste teste de leitura de tarefa única, simulando tráfego leve de entrega de conteúdo, o Pascari X200P começa na parte de trás do grupo no QD1 com 765 MB/s e no QD2 com 1,403 MB/s. À medida que a profundidade da fila aumenta, o disco se expande com eficiência, passando para o meio do campo no QD8 e QD16. No QD32, o X200P atinge 13,516.8 MB/s, terminando em terceiro lugar na classificação geral, atrás do Kingston DC3000ME e do Micron 9550, enquanto supera o SanDisk SN861 e o Solidigm PS1010 na extremidade superior.

Leitura de carga de trabalho CDN 2

Com duas tarefas aplicadas, o Pascari X200P começa na parte de trás do QD1 com 1,519 MB/s, mas cresce consistentemente à medida que a profundidade da fila aumenta. O disco continua a melhorar nos QD2 e QD4 e, no QD8, diminui a diferença para os líderes. No QD32, o Pascari X200P termina em primeiro lugar na classificação geral com 15,257.6 MB/s, à frente do Micron 9550, Kingston DC3000ME, Solidigm PS1010 e SanDisk SN861.

Leitura de carga de trabalho CDN 4

Com quatro jobs aplicados, o Pascari X200P novamente demonstra forte escalabilidade nas profundidades de fila. O disco atinge uma velocidade máxima de 2,982 MB/s em QD1, ficando atrás de todos os discos testados, mas ganha terreno de forma constante em QD2 e QD4. Em QD8, o X200P começa a assumir a liderança e mantém essa liderança em QD16 e QD32. O Pascari X200P termina em primeiro lugar geral em QD32, com 15,257.6 MB/s, à frente do Micron 9550 e do Kingston DC3000ME.

Carga de trabalho CDN Gravação 1

Passando para a gravação em CDN, com uma tarefa aplicada, o Pascari X200P fica atrás do grupo neste teste de gravação. O disco atinge uma velocidade máxima de 1,885 MB/s em QD1 e escala gradualmente até QD32, terminando em quarto lugar geral com 5,913 MB/s. O SanDisk SN861 e o Micron 9550 lideram este grupo, seguidos pelo Kingston DC3000ME. O Pascari X200P mantém uma posição estável em 4º lugar, com escala consistente, mas mostra um desempenho de gravação menos agressivo neste cenário de baixa thread.

Com duas tarefas aplicadas, o Pascari X200P ficou em quarto lugar geral neste teste de gravação de CDN. O disco atinge uma velocidade máxima de 2,762 MB/s em QD1 e escala até QD16, mas apresenta alguma redução em QD32, onde finalmente atinge uma velocidade máxima de 4,585 MB/s. O Micron 9550 e o SanDisk SN861 lideram aqui, seguidos pelo Kingston DC3000ME. O X200P mantém o desempenho estável em profundidades de fila intermediárias, mas fica atrás dos líderes nesta carga de trabalho de gravação de dois threads.

Com quatro jobs aplicados, o Pascari X200P mantém um desempenho mediano durante a maior parte deste teste de gravação em CDN. O drive atinge uma taxa de transferência máxima de 2,845 MB/s em QD1 e permanece competitivo com o Kingston DC3000ME e o Solidigm PS1010 em profundidades de fila intermediárias. Em QD32, o X200P fica ligeiramente atrás, terminando em quinto lugar na classificação geral, com 3,613 MB/s. O Micron 9550 e o SanDisk SN861 lideram o campo, enquanto o Kingston DC3000ME mantém a terceira posição. Em toda a faixa, o X200P oferece escalonamento de gravação consistente sob cargas moderadas, mas mostra algumas limitações em profundidades de fila mais profundas nesta carga de trabalho de quatro threads.

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). Desenvolvido pelo Argonne National Laboratory, o DLIO foi projetado especificamente para testar padrões de E/S em cargas de trabalho de aprendizado profundo. Ele fornece insights sobre como os sistemas de armazenamento lidam com desafios como pontos de verificação, ingestão de dados e treinamento de modelos. O gráfico abaixo ilustra como ambas as unidades lidam com o processo em 36 pontos de verificação. Ao treinar modelos de aprendizado de máquina, os pontos de verificação são essenciais para salvar o estado do modelo periodicamente, evitando a perda de progresso durante interrupções ou falhas de energia. Essa demanda de armazenamento exige um desempenho robusto, especialmente sob cargas de trabalho sustentadas ou intensivas. Utilizamos o benchmark DLIO versão 2.0, lançado em 13 de agosto de 2024.

Para garantir que nosso benchmarking refletisse cenários do mundo real, baseamos nossos testes na arquitetura do modelo LLAMA 3.1 405B. Implementamos pontos de verificação usando torch.save() para capturar parâmetros do modelo, estados do otimizador e estados da camada. Nossa configuração simulou um sistema com oito GPUs, implementando uma estratégia de paralelismo híbrido com paralelismo tensorial de 4 vias e processamento paralelo de pipeline bidirecional distribuído entre as oito GPUs. Essa configuração resultou em tamanhos de pontos de verificação de 2 GB, representativos dos requisitos modernos de treinamento de modelos de linguagem de grande porte.

No DLIO Checkpoint Benchmark, o SSD Pascari X200P demonstra uma forte capacidade de resposta inicial, mas apresenta tempos de checkpoint mais longos à medida que a carga de trabalho se intensifica. Nas primeiras passagens (Checkpoints 1 a 4), o X200P se mantém próximo do restante do grupo, com uma média de 467 segundos, acompanhando o ritmo de discos como o Solidigm PS1010 e o Micron 9550.

No entanto, na metade do benchmark (Pontos de Verificação 5 a 9), o desempenho do X200P começa a divergir. Os tempos de ponto de verificação do disco aumentam acentuadamente, atingindo o pico de 689.68 segundos no Ponto de Verificação 12, o mais alto do grupo. Nos três pontos de verificação finais, o X200P atinge uma média de 672 segundos, aproximadamente 19.3% mais lento que o disco mais lento (Kingston DC3000ME) e 23% mais lento que a média do grupo.

Quando analisado pela ótica das médias de aprovação, o X200P ilustra uma trajetória clara de degradação de desempenho ao longo do tempo. Na 1ª aprovação, o carro teve uma média de 467.93 segundos, ficando ligeiramente atrás do restante do grupo, mas ainda dentro de uma margem competitiva.

Na Passagem 2, o X200P divergiu acentuadamente do grupo, registrando 662.04 segundos, o que é 14.5% mais lento que o segundo mais lento (Kingston DC3000ME) e 17.4% mais lento que a média do grupo para aquela passagem. Essa tendência continuou na Passagem 3, onde registrou 674.48 segundos, mantendo sua posição como o mais lento. Comparado à média dos outros quatro (aproximadamente 567 segundos), o X200P foi 18.9% mais lento para concluir.

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 pela medição do 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

Pré-condição sequencial de 128K (IODepth 256 / NumJobs 1)

No Teste de Pré-Condição de Gravação Sequencial de 128K, o X200P ficou em terceiro lugar na classificação geral, com uma largura de banda média de 8,371 MB/s. Embora mantenha um desempenho sólido, o disco apresenta uma ligeira flutuação recorrente na largura de banda, indicando menor consistência em comparação com as linhas mais planas e estáveis ​​do Micron 9550 e do Kingston DC3000ME, acima dele.

Latência de pré-condição sequencial de 128K (IODepth 256 / NumJobs 1)

No Teste de Latência de Pré-condição de Gravação Sequencial de 128K, o X200P apresentou uma latência média de 3.822 ms, ficando em terceiro lugar na classificação geral. Ele fica atrás do Micron 9550 e do Kingston DC3000ME. Semelhante ao seu padrão de largura de banda, o Pascari apresenta leves flutuações de latência, indicando alguma variabilidade durante gravações sustentadas, mantendo uma forte posição na camada superior.

Gravação sequencial de 128K (IODepth 16 / NumJobs 1)

No Teste de Gravação Sequencial de 128K, o X200P atingiu uma largura de banda média de 8369.7 MB/s, ficando em terceiro lugar na classificação geral. Ele fica atrás do Micron 9550 e do Kingston DC3000ME, mas à frente do Solidigm PS1010 e do SanDisk SN861.

Latência de gravação sequencial de 128K (IODepth 16 / NumJobs 1)

No gráfico de latência do Teste de Gravação Sequencial de 128K, o X200P registrou uma latência média de 0.238 ms. Isso o coloca em quarto lugar na classificação geral, logo atrás do Kingston DC3000ME (0.235 ms) e à frente do Solidigm PS1010 e do SanDisk SN861. Embora sua latência seja menor do que a da maioria, ele ainda fica atrás do melhor desempenho, o Micron 9550.

Leitura sequencial de 128K (IODepth 64 / NumJobs 1)

No teste de leitura sequencial de 128K, o X200P ficou em primeiro lugar geral com uma largura de banda de 14,242.1 MB/s, superando por pouco o Solidigm PS1010 e o Micron 9550. Ele lidera o grupo em taxa de transferência de leitura, mostrando excelente desempenho em alta profundidade de fila.

Latência de leitura sequencial de 128K (IODepth 64 / NumJobs 1)

No gráfico de latência do Teste de Leitura Sequencial de 128K, o X200P registrou uma latência média de 561.4 ms, ficando em segundo lugar em termos de latência geral. Ele fica atrás do Solidigm PS1010 por uma pequena margem e supera o Micron 9550, o Kingston DC3000ME e o SanDisk SN861.

Gravação aleatória 64K

No Teste de Gravação Aleatória de 64K, o X200P apresenta desempenho geral mediano, com alguma flutuação entre diferentes profundidades de fila e combinações de threads. O disco não apresenta resultados dentro de uma faixa específica, mas mantém um desempenho geralmente estável entre 2,500 MB/s e 3,600 MB/s na maior parte do conjunto de testes. Sua largura de banda máxima atinge 6,625.92 MB/s na combinação 32/8 IODepth/NumJobs, que está entre os pontos mais altos do teste e lhe confere um resultado final sólido.

Embora não tenha o desempenho mais consistente, a unidade Pascari se mantém firme em cargas de rosca mais pesadas e tem melhor desempenho em profundidades de fila maiores.

Latência de gravação aleatória de 64K

No Teste de Latência de Gravação Aleatória de 64K, o X200P geralmente apresenta baixa latência em profundidades de fila leves a moderadas, com valores de destaque de 0.023 ms em 1/1 e 0.041 ms em 2/1. No entanto, em combinações mais pesadas de threads e filas, como 16/8 e 8/8, a latência aumenta significativamente, chegando a 4.045 ms e 3.019 ms, respectivamente.

Leitura aleatória 64K

No Teste de Leitura Aleatória de 64K, o X200P apresentou um desempenho consistentemente bom em toda a gama de profundidades de fila e contagens de threads, acompanhando de perto os principais discos. Embora não tenha conquistado o primeiro lugar inicialmente, ele assume a liderança em QD 16/8 e 32/8, atingindo uma largura de banda máxima de 14,232 MB/s, empatando ou superando a concorrência nos níveis mais altos de carga. Isso demonstra a capacidade do disco de escalar sob acesso paralelo intenso.

Latência de leitura aleatória de 64K

No teste de latência de leitura aleatória de 64K, o X200P mantém consistentemente baixa latência em profundidades de fila e contagens de threads leves a moderadas, geralmente abaixo de 0.2 milissegundos. A latência começa a aumentar mais visivelmente em QD16/4, atingindo 0.285 ms, e então aumenta ainda mais em QD32/4, chegando a 0.563 ms. O aumento mais significativo ocorre em QD32/8, onde a latência atinge o pico de 1.135 ms.

Gravação aleatória 16K

No Teste de Gravação Aleatória de 16K, o X200P mantém uma sólida posição intermediária na maioria das combinações de filas e threads, entregando entre 170K e 190K IOPS em configurações típicas como 4/4, 8/4 e 4/8. O desempenho começa a escalar significativamente em cargas mais pesadas, saltando para 221K IOPS em 32/8 e atingindo o pico de 413K IOPS em 32/16. Nesse ponto, ele termina logo abaixo do Kingston DC3000ME (428K IOPS), que lidera por uma pequena margem. Este forte resultado demonstra a capacidade da Pascari de escalar efetivamente sob pressão máxima de gravação, mesmo sem ocupar o primeiro lugar.

No teste de latência de gravação aleatória de 16K, o X200P mantém uma latência muito baixa na maioria das configurações, geralmente ficando abaixo de 0.2 ms em configurações como 4/4, 8/4 e 2/8. Ela começa a subir moderadamente em QD16/4, atingindo 0.343 ms, e mais acentuadamente em QD32/4, onde atinge 0.687 ms. Nas cargas mais altas, QD16/16 e QD32/8 apresentam novos aumentos de latência para 1.068 ms e 1.155 ms, respectivamente. Seu pico de latência ocorre em QD16/16 com 2.045 ms, pouco antes de se estabilizar ligeiramente em QD32/16 com 1.238 ms. No geral, o Pascari não tem a curva de latência mais plana, mas mantém um controle razoável, colocando-o logo atrás da Kingston no topo da tabela.

No Teste de Leitura Aleatória de 16K, o X200P apresenta desempenho sólido, escalando perfeitamente em profundidades de fila e contagens de threads. Ele atinge o pico de 906K IOPS em QD16/16, com um resultado quase idêntico de 905.9K IOPS em QD32/8. Ele também mantém uma saída forte em QD32/16 com 902.4K IOPS, posicionando-o firmemente no grupo superior. Embora não lidere em profundidades de fila menores, o Pascari sobe de forma constante e mantém sua posição entre os melhores desempenhos sob pressão de leitura sustentada, demonstrando alto rendimento e escalabilidade eficaz.

Latência de leitura aleatória de 16K

No Teste de Latência de Leitura Aleatória de 16K, o X200P manteve uma latência baixa e consistente na maioria das profundidades de fila e contagens de threads. Ela começou com apenas 0.082 ms em QD1/1 e permaneceu abaixo de 0.1 ms em muitas combinações intermediárias, incluindo 0.091 ms em QD4/1 e QD4/4, e 0.093 ms em QD2/8. À medida que a carga aumentava, a latência começou a aumentar ligeiramente, atingindo 0.114 ms em QD16/4 e 0.148 ms em QD16/8. A latência mais alta foi observada em QD32/16, com 0.568 ms, onde o drive ainda manteve 902 mil IOPS.

Gravação aleatória 4K

Em nossos testes de gravação aleatória em 4K, o X200P apresentou resultados estáveis ​​a partir de profundidade/Jobs 1/1. O disco atingiu 91.9 mil IOPS; em geral, ficou entre o meio e o fundo do pacote na maioria das profundidades de fila e combinações de threads. Seu pico de throughput atingiu 1.64 milhão de IOPS em 32/16, o que foi competitivo, mas ficou atrás dos melhores resultados da SanDisk e da Micron em certos pontos.

Latência de gravação aleatória de 4K

Na latência de gravação aleatória em 4K, o X200P apresenta bom desempenho em cargas de trabalho leves, igualando-se aos discos mais pesados ​​com apenas 0.010 ms. No entanto, a latência aumentou rapidamente com a carga mais pesada, atingindo 0.247 ms em 8/16 e atingindo o pico de 0.541 ms em 16/16, o segundo maior do grupo.

Leitura aleatória 4K

Na curva de desempenho de leitura aleatória em 4K, o X200P começa na extremidade inferior com 16.6 mil IOPS em 1/1, mas escala previsivelmente na faixa intermediária, registrando 365 mil IOPS em 8/4 e 707 mil IOPS em 8/8. Ele demonstra aceleração constante em profundidades de fila mais altas, atingindo 1.2 milhão de IOPS em 16/8 e continuando para 2 milhões de IOPS em 16/16. Notavelmente, o Pascari está logo abaixo do Kingston em 32/16 com 1.98 milhão de IOPS, posicionando-o no meio do grupo. O disco mantém um forte impulso ascendente a partir de 8/16, subindo gradualmente para a faixa de milhões de IOPS e oferecendo desempenho consistente nas cargas de trabalho mais exigentes.

Latência de leitura aleatória de 4K

No teste de Latência de Leitura Aleatória em 4K, o X200P mantém um desempenho competitivo em toda a curva de carga de trabalho. Começa com apenas 0.059 ms em 1/1 e continua eficientemente com 0.060 ms em 1/4, 0.064 ms em 1/8 e 0.067 ms em 2/8. À medida que a profundidade da fila aumenta, o Pascari se mantém em linha com outros discos corporativos, registrando 0.075 ms em 4/4, 0.089 ms em 8/4 e 0.109 ms em 16/8. Em cargas de trabalho mais pesadas, como 32/4, atingiu 0.136 ms e 0.163 ms em 32/1. A latência máxima chega a 32/16 com 0.258 ms, ligeiramente acima da Solidigm, mas semelhante e intermediária entre Kingston e Micron.

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 devem primeiro viajar pela CPU e pela memória do sistema antes de chegar à GPU. Esse processo introduz gargalos, pois a CPU se torna um intermediário, adicionando latência e consumindo recursos valiosos do sistema. O GPU Direct Storage elimina essa ineficiência ao permitir que a GPU acesse dados diretamente do dispositivo de armazenamento por meio do barramento PCIe. Esse caminho direto reduz a sobrecarga associada à 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.

 

A taxa de transferência começa em 0.56 GiB/s (QD1) e aumenta para 1.80 GiB/s em QD128. O escalonamento é modesto, mas estável, refletindo um desempenho aceitável em tamanhos de transferência menores.

O desempenho melhora significativamente, aumentando de 2.39 GiB/s em QD1 para 5.10 GiB/s em QD128. Isso demonstra melhor eficiência de dimensionamento e utilização mais substancial à medida que a unidade processa leituras maiores.

A taxa de transferência começa em 3.63 GiB/s e chega a 6.15 GiB/s em QD128. Os ganhos são menos expressivos aqui, mas o disco oferece sua maior largura de banda de leitura absoluta nessa faixa, tornando-o ideal para grandes transferências sequenciais.

 

Os resultados da latência de leitura do GDSIO para o Pascari X200P destacam uma relação clara entre tamanho de bloco, número de threads e latência. Em um tamanho de bloco menor, de 16K, com uma única thread, a unidade atinge uma latência média de apenas 0.026 ms. No entanto, quando dimensionada para 128 threads no mesmo tamanho de bloco, a latência aumenta significativamente para 1.076 ms. Com 128K blocos, a latência é de 0.050 ms com uma thread e sobe para 3.056 ms com 128 threads. Para blocos maiores, de 1 milhão, a latência começa em 0.268 ms com uma única thread e atinge um pico de 20.324 ms sob paralelismo máximo.

 

Com tamanho de bloco de 16K, a taxa de transferência do X200P começa em 0.58 GiB/s (latência de 25.17 µs) em QD1 e sobe para 1.22 GiB/s (latência de 1.59 ms) em QD128. Isso representa um ganho modesto em largura de banda, mas com um aumento acentuado na latência, sugerindo saturação precoce nesse pequeno tamanho de E/S.

 

A 128K, o desempenho escala melhor, começando em 2.63 GiB/s (45.55 µs) e aumentando para 4.94 GiB/s (3.16 ms) em QD128. Isso representa um aumento significativo na taxa de transferência, mas, novamente, a latência aumenta acentuadamente, indicando uma sobrecarga crescente em condições de alta profundidade de fila.

 

Com um tamanho de bloco de 1 M, a unidade começa forte a 4.52 GiB/s (215 µs) e atinge o pico de 5.02 GiB/s (24.9 ms) em QD128. O ganho de throughput é mínimo em comparação com 128 K, e a latência em QD128 se torna a mais alta de todos os testes, sinalizando ganhos de eficiência limitados em transferências maiores acima de 128 K em filas profundas.

 

Os resultados de latência de gravação GDSIO para o Pascari X200P mostram um padrão de escalonamento consistente, com latência aumentando conforme o tamanho do bloco e a contagem de threads aumentam. Com um tamanho de bloco de 16K com uma única thread, a unidade registra uma latência média de 0.025 ms, subindo para 1.595 ms com 128 threads. Com 128 K blocos, a latência passa de 0.046 ms para 3.159 ms nas mesmas condições. No maior tamanho de bloco de 1 M, a latência começa em 0.215 ms e atinge 24.917 ms na profundidade máxima de threads. Apesar do aumento esperado na latência, o Pascari X200P lidera o grupo em tamanhos de bloco e contagens de threads maiores, mantendo a menor latência sob cargas de trabalho pesadas de gravação paralela.

Conclusão

O SSD Phison Pascari X200P de 7.68 TB é um disco de nível empresarial com NAND TLC e otimizado para desempenho PCIe Gen5, atendendo a cargas de trabalho de uso geral e com alto consumo de conteúdo. Ele foi desenvolvido para ambientes onde alta taxa de transferência, alta escalabilidade e flexibilidade de implantação têm prioridade sobre o ajuste específico para hiperescala. Com suporte para os formatos U.2, U.3 e E3.S, além de recursos como proteção contra perda de energia, criptografia AES-XTS de 256 bits e gerenciamento NVMe-MI, o X200P fornece uma base sólida para a infraestrutura de armazenamento.

Em termos de desempenho, o X200P se destaca em cenários sequenciais e de leitura intensiva, classificando-se consistentemente entre os melhores em testes de 128K e 64K e escalando efetivamente em cargas de trabalho CDN. Os testes de FIO confirmam sua força em leituras sequenciais e mostram desempenho competitivo em cargas de trabalho de leitura aleatória. Embora fique atrás de unidades de ponta como Micron e SanDisk em condições de gravação intensiva e alta simultaneidade, seu comportamento de gravação previsível e eficiente o torna adequado para uma ampla gama de implantações corporativas de médio porte.

Os testes do GDSIO destacam ainda mais os pontos fortes do drive em aplicações focadas em throughput. O X200P mantém excelente latência em blocos menores e lidera sob acesso paralelo intenso com transferências de blocos grandes. Embora a latência aumente em profundidades de fila maiores, o ajuste da Phison garante que o drive permaneça estável e responsivo sob pressão constante.

No geral, o Pascari X200P é um SSD empresarial completo, com desempenho robusto e um conjunto de recursos adaptado para cargas de trabalho reais. Será interessante ver se a Phison consegue evoluir de uma empresa que prioriza controladores para uma que oferece um amplo conjunto de soluções integradas de drives. Até o momento, o X200P parece ser um começo promissor nessa direção.

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