Обзор SSD-накопителя Memblaze PBlaze7 7940 Gen5 Enterprise

Memblaze PBlaze7 7940 пополнил небольшой список корпоративных SSD-накопителей PCIe Gen5, появившихся на рынке, что подтверждает впечатляющую линейку продуктов Memblaze. Этот SSD ориентирован на производительность, что подтверждается его разработкой на основе многопотоковой унифицированной флэш-платформы (MUFP), и обладает множеством передовых функций. Этот накопитель Memblaze — надежный вариант для важных бизнес-приложений и хранения данных. В этом обзоре мы более подробно рассмотрим технические характеристики, надежность, расширенный набор функций для корпоративного использования и производительность.

Производительность серии Memblaze PBlaze7 7940

Начнем с производительности: заявленная производительность при случайном доступе к файлам 4K для модели 7946 достигает впечатляющих 2.8 млн IOPS и 700 тыс. IOPS для операций чтения и записи соответственно (400 тыс. IOPS для модели 7940). Производительность последовательного чтения и записи также демонстрирует существенное улучшение по сравнению с предыдущими накопителями Gen4, потенциально достигая 14 ГБ/с при чтении и 10 ГБ/с при записи. Это означает значительное повышение последовательной производительности и существенное снижение задержки чтения и записи с впечатляющими 55 мкс при чтении и 9 мкс при записи. Такой профиль производительности обеспечивает высокое качество обслуживания (QoS), что делает его идеальным выбором для приложений, чувствительных к задержке.

Помимо высокой производительности, серия PBlaze7 7940 выделяется своей энергоэффективностью. Благодаря скорости последовательного чтения до 970 МБ/с на ватт, она демонстрирует стремление Memblaze к энергоэффективности. Это достигается за счет оптимизации аппаратной части и встроенного ПО, что позволяет максимально эффективно использовать аппаратное обеспечение и минимизировать влияние на тепловыделение сервера. Кроме того, серия 7940 предлагает динамическое управление питанием (с настройками режимов энергопотребления от 12 Вт до 25 Вт), обеспечивая гибкость и адаптивность в различных сценариях использования.

Емкость и форм-факторы Memblaze PBlaze7 7940

Одной из наиболее уникальных особенностей серии PBlaze7 7940 является ее универсальность с точки зрения форм-факторов и емкостей. Она охватывает диапазон емкостей от 3.2 ТБ до 15.36 ТБ, обеспечивая совместимость в различных средах развертывания.

Наличие нескольких форм-факторов, включая 2.5-дюймовый U.2, E3.S 1T, E3.S 2T, E1.S и HHHL AIC, еще больше повышает его пригодность для различных инфраструктурных конфигураций. E3.S 2T выделяется как первый накопитель, который мы видели в этом форм-факторе. В частности, он находится в среднем диапазоне размеров в семействе EDSFF, предлагая разумный компромисс между физическими размерами и емкостью хранения.

Благодаря такому разнообразию вариантов, независимо от того, работаете ли вы со стандартными серверами, гипермасштабируемыми системами или компактными системами с ограниченным пространством, это новое семейство корпоративных SSD-накопителей будет работать в любой конфигурации.

Memblaze PBlaze7 7940 Особенности предприятия

Серия PBlaze7 7940 предлагает впечатляющий набор функций для корпоративного использования, включая поддержку виртуализации ввода-вывода с одним корневым устройством (SR-IOV). Эта технология повышает производительность и эффективность распределения ресурсов для виртуальных машин в виртуализированных средах, таких как центры обработки данных и облачные вычисления, повышая эффективность и снижая конкуренцию за ресурсы.

Надежность и безопасность — главные приоритеты для корпоративных SSD-накопителей PBlaze7 7940 Series NVMe. Технологии TCG Opal2.0 и шифрование данных AES 256 повышают уровень безопасности, а атомарная запись 128K обеспечивает согласованность данных. Функция Sanitize надежно удаляет конфиденциальную информацию, а полная защита пути передачи данных с защитой от сбоев питания гарантирует целостность данных. Функции Secure Download и Secure Boot защищают от несанкционированного доступа, делая его надежным выбором для корпоративного хранения данных.

Компания Memblaze также оснастила серию 7940 обширным списком простых в использовании расширенных функций. Разработанный для простоты и оптимизации производительности, этот SSD поддерживает NVMe-MI 1.2b (ARP) для упрощения управления. Он предлагает телеметрию для анализа производительности и позволяет обновлять прошивку без перезагрузки системы. Постоянный журнал событий помогает в устранении неполадок и анализе, а статистика задержки и журналирование высокой задержки облегчают мониторинг производительности. Расширенные функции, такие как метка времени, помогают отслеживать события, а функция Weighted Round Robin 8TB/s Enterprise TRIM интеллектуально управляет данными для достижения максимальной производительности, удовлетворяя разнообразные потребности современных корпоративных сред.

Технические характеристики Memblaze PBlaze7 7940

	PBlaze7 7940			PBlaze7 7946
Пользовательская мощность (ТБ)	3.84	7.68	15.36	3.2	6.4	12.8
Форм-фактор	2.5-дюймовые U.2, E3.S 1T, E3.S 2T, E1.S и HHHL AIC
Интерфейс	PCIe 5.0 x 4
128 КБ последовательного чтения	до 14 ГБ/с
128 КБ последовательной записи	до 10 ГБ/с
Устойчивое случайное чтение (4 КБ) IOPS	до 2800K
Устойчивая случайная запись (4 КБ) IOPS (стационарный режим)	до 400K (PBlaze7 7940) до 700K (PBlaze7 7946)
Пожизненная выносливость DWPD	1 DWPD (PBlaze7 7940) 3 DWPD (PBlaze7 7946)
Случайная задержка чтения/записи	55 / 9μs
Последовательная задержка чтения/записи	8 / 9μs
Рабочая Температура	Температура окружающей среды: от 0℃ до 35℃ с рекомендуемым потоком воздуха; температура корпуса: от 0℃ до 77℃
Частота неисправимых битовых ошибок	< 10-17
Среднее время между сбоями	2 миллионов часов
протокол	NVMe 2.0, OCP 2.0
Флэш-память NAND	3D TLC NAND
Операционная система	RHEL, SLES, CentOS, Ubuntu, Windows Server, VMware ESXi
потребляемая мощность	<25 W
Поддержка базовых функций	Защита от сбоев питания, полная защита пути передачи данных, интеллектуальные функции, гибкое управление питанием, возможность горячей замены.
Расширенная поддержка функций	TRIM, многопространственная адресация, шифрование данных AES 256 и криптографическое стирание, EUI64/NGUID, управление переменным размером сектора и сквозная защита данных NVMe (DIF/DIX), обновление прошивки без сброса, метка времени, взвешенное циклическое распределение нагрузки, постоянный журнал событий, телеметрия, безопасная загрузка, безопасная загрузка, TCG OPAL2.0, атомарная запись 128K, NVMe-MI, SR-IOV
Поддержка программного обеспечения	Инструмент управления проектами с открытым исходным кодом, инструмент отладки через командную строку, встроенный драйвер ОС (простая интеграция с системой)

Твердотельный накопитель Memblaze PBlaze7 7940 Gen5 Эффективности

Testbed

Для тестирования SSD-накопителя Memblaze PBlaze7 7940 Gen5 мы использовали сервер Dell PowerEdge R760 в нашей тестовой лаборатории. R760 — это универсальный стоечный сервер форм-фактора 2U, поддерживающий два процессора Intel Xeon 4-го поколения и конфигурации, допускающие до 24 NVMe-накопителей. Этот сервер общего назначения предназначен для смешанных рабочих нагрузок, баз данных и VDI.

Конфигурация Dell PowerEdge R760

• Два процессора Intel Xeon Gold 6430 (32 ядра/64 потока, базовая частота 1.9 ГГц)
• 1 ТБ оперативной памяти DDR5
• Ubuntu 22.04

Для максимальной гибкости мы также сотрудничали с компанией Serial Cables, которая предоставила нам 8-отсековый PCIe Gen5 JBOF для тестирования SSD-накопителей U.2/U.3, M.2 и EDSFF. Это позволяет нам тестировать все существующие и перспективные типы накопителей на одном и том же тестовом оборудовании.

Memblaze PBlaze7 7940 — это наш второй SSD-накопитель Gen5 на этой тестовой платформе, после первого тестирования с KIOXIA CM7 (результаты которого мы добавим в таблицы ниже). В наше сравнение производительности также включен SSD-накопитель Samsung PM1743 Gen5 . Примечательно, что 7940 и PM1743 имеют показатель износостойкости 1 DWPD, в отличие от 3 DWPD у CM7-V.

Анализ рабочей нагрузки VDBench

При тестировании устройств хранения данных лучше всего использовать тестирование приложений, а синтетическое тестирование — на втором месте. Хотя синтетические тесты не идеально отражают реальные рабочие нагрузки, они помогают оценить устройства хранения данных с точки зрения повторяемости, что упрощает сравнение сопоставимых решений. Эти рабочие нагрузки предлагают широкий спектр тестовых профилей, от тестов «четырех углов» и тестов на определение размера передачи данных в базах данных до трассировки из различных сред VDI.

В этих тестах используется стандартный генератор рабочих нагрузок vdBench с механизмом сценариев для автоматизации и сбора результатов на большом вычислительном кластере. Это позволяет нам повторять одни и те же рабочие нагрузки на различных устройствах хранения, включая флэш-массивы и отдельные устройства хранения. В процессе тестирования этих бенчмарков вся поверхность диска заполняется данными, а затем выделяется участок диска, равный 25% от его емкости, для имитации реакции диска на рабочие нагрузки приложений. Это отличается от тестов с полной энтропией, которые используют 100 процентов диска и доводят его до стационарного состояния. В результате эти показатели будут отражать более высокие устойчивые скорости записи.

Профили:

• Чтение случайных данных 4K: 100% чтение, 128 потоков, iorate 0-120%.
• Случайная запись 4K: 100% запись, 128 потока, скорость записи 0-120%.
• Чтение случайных данных 64K: 100% чтение, 128 потоков, iorate 0-120%.
• Случайная запись 64K: 100% запись, 128 потока, скорость записи 0-120%.
• Последовательное чтение 16K: 100% чтения, 32 потоков, скорость чтения 0-120%.
• Последовательная запись 16K: 100% запись, 16 потоков, скорость записи 0-120%.
• Последовательное чтение 64K: 100% чтения, 32 потоков, скорость чтения 0-120%.
• Последовательная запись 64K: 100% запись, 16 потоков, скорость записи 0-120%.
• 4K, 8K и 16K, 70R/30W, случайный набор резьбы, 64 нити, 0-120% йорат
• Синтетические базы данных: SQL и Oracle
• Трассировки полного клонирования VDI и трассировки связанных клонов

В первом анализе рабочей нагрузки VDBench, при случайном чтении 4K-файлов, процессор PBlaze7 7940 показал пиковое значение всего 1.1 миллиона операций ввода-вывода в секунду (при задержке 183.2 мкс), в то время как KIOXIA CM7 более чем вдвое превысил это значение, достигнув 2.7 миллиона операций ввода-вывода в секунду при задержке 188.6 мкс.

При случайной записи 4K, PBlaze7 7940 показал гораздо лучшие результаты, достигнув 831 тыс. IOPS при задержке 611.7 мкс, в то время как KIOXIA CM7 достиг пика в 948 тыс. IOPS с задержкой 537.4 мкс.

При переходе к последовательной нагрузке в 64 тыс. операций чтения накопитель PBlaze7 7940 продемонстрировал впечатляющую производительность. В режиме чтения пиковая скорость составила 216 тыс. операций ввода-вывода в секунду (13.5 ГБ/с) с задержкой 295.4 мкс. Это заметно лучше, чем у накопителя KIOXIA, который достиг пиковой скорости 11.4 ГБ/с (182 тыс. операций ввода-вывода в секунду) с задержкой 349.5 мкс в режиме чтения.

При последовательной записи PBlaze7 7940 немного превзошел накопитель KIOXIA, достигнув пиковой скорости 4.28 ГБ/с (69 тыс. операций ввода-вывода в секунду) с задержкой 928.8 мкс. Накопитель CM7 показал пиковую скорость записи 4.18 ГБ/с (67 тыс. операций ввода-вывода в секунду) с задержкой 951.7 мкс.

Далее следуют тесты на 16K операций чтения. При последовательном чтении PBlaze7 7940 продемонстрировал пиковое значение всего 161 тыс. IOPS (2.5 ГБ/с) за 191.3 мкс, в то время как KIOXIA CM7 достиг впечатляющего показателя в 352 тыс. IOPS (5.5 ГБ/с) за 90.7 мкс.

При последовательной записи 16K, PBlaze7 7940 показал пиковое значение 193K IOPS (3.01 ГБ/с) за 80.9 мкс, в то время как SSD KIOXIA достиг 242K IOPS (3.79 ГБ/с) всего за 63.9 мкс.

Теперь перейдём к смешанным профилям чтения/записи, начиная с 70/30 4K. Пиковая производительность PBlaze7 7940 здесь достигла 562 тыс. IOPS при времени 110 мкс. Накопитель KIOXIA CM7, как и ожидалось, показал лучшие результаты — 881 тыс. IOPS при времени 71.6 мкс.

В результатах теста 8k 70/30 процессор PBlaze7 7940 показал пиковое значение 443 тыс. IOPS при времени 143.3 мкс, по сравнению с 597 тыс. IOPS у KIOXIA CM7 при времени 106.1 мкс.

В профиле 70/30 16K процессор PBlaze7 7940 достиг 327 тыс. операций ввода-вывода в секунду за 195.6 мкс, в то время как KIOXIA CM7 завершил тест с результатом 350 тыс. операций ввода-вывода в секунду за 181.4 мкс.

Следующие два теста представляют собой бенчмарки случайного чтения с частотой 64 тыс. операций в секунду. В режиме чтения PBlaze7 7940 показал очень впечатляющие и стабильные 188 тыс. операций ввода-вывода в секунду за 170.1 мкс, что более чем вдвое превышает показатель накопителя KIOXIA в 81 тыс. операций ввода-вывода в секунду (219.2 мкс) (у которого также наблюдался довольно резкий скачок производительности в конце теста).

При выполнении 64 тыс. операций случайной записи накопители Memblaze и KIOXIA показали примерно одинаковые результаты, хотя в итоге 7940 вырвался вперед, достигнув 64 тыс. операций ввода-вывода в секунду при задержке 245.1 мкс. Для сравнения, накопитель KIOXIA CM7 достиг пиковой производительности в 63 тыс. операций ввода-вывода в секунду с задержкой 247.6 мкс.

Следующий этап тестирования — это рабочие нагрузки SQL: SQL, SQL 90-10 и SQL 80-20. Начиная со стандартной рабочей нагрузки SQL, PBlaze7 7940 показал пиковое значение в 429 тыс. IOPS, после чего производительность резко возросла в конце, в то время как KIOXIA CM7 достигла пика в 382 тыс. IOPS с задержкой 83.5 мкс.

В тесте SQL 90-10 оба накопителя Gen5 показали практически идентичную производительность. В этом тесте PBlaze7 7940 достиг 392 тыс. операций ввода-вывода в секунду (IOPS) с задержкой 81.2 мкс, в то время как KIOXIA показал пиковое значение в 397 тыс. операций ввода-вывода в секунду (IOPS) с задержкой 80.2 мкс.

При использовании SL 80-20 процессор PBlaze7 достиг пиковой производительности в 366 тыс. операций ввода-вывода в секунду при задержке 87 мкс. Для сравнения, KIOXIA CM7 показал пиковую производительность в 298 тыс. операций ввода-вывода в секунду при задержке 73.5 мкс.

Далее рассмотрим рабочие нагрузки Oracle (Oracle, Oracle 90-10 и Oracle 80-20). Начиная с общей рабочей нагрузки Oracle, PBlaze7 7940 показал пиковую производительность 361 тыс. IOPS (98 мкс), в то время как KIOXIA CM7 достигла пика в 416 тыс. IOPS (85.1 мкс).

В тесте Oracle 90-10 производительность PBlaze7 7940 и KIOXIA CM7 оказалась практически идентичной: пиковое значение для первого составило 293 тыс. IOPS (74.9 мкс), а для второго — 298 тыс. IOPS (73.5 мкс).

Далее следует Oracle 80-20, где PBlaze7 7940 показал пиковую производительность в 280 тыс. операций ввода-вывода в секунду с задержкой 78.2 мкс. Для сравнения, CM7 достиг пиковой производительности в 310 тыс. операций ввода-вывода в секунду со стабильной задержкой 70.6 мкс.

Далее мы перешли к тесту клонирования VDI, полному и связанному. Полное клонирование VDI (FC) Boot 7940 показало пиковую производительность в 360 тыс. IOPS с задержкой 97.3 мкс (хотя в конце наблюдался небольшой спад производительности). Для сравнения, KIOXIA CM7 показала пиковую производительность в 335 тыс. IOPS с задержкой 103 мкс.

В ходе теста VDI FC Initial Login накопитель PBlaze7 7940 показал 209 тыс. операций ввода-вывода в секунду (141.7 мкс), в то время как накопитель KIOXIA CM7 немного снизил свои показатели, достигнув пика в 168 тыс. операций ввода-вывода в секунду с задержкой в ​​73.2 мкс, после чего в самом конце теста наблюдался значительный скачок производительности.

При использовании VDI FC Monday Login производительность PBlaze7 7940 достигла 130 000 IOPS при задержке 121.3 мкс. Для сравнения, KIOXIA CM7 показала впечатляющие 161 000 IOPS при задержке 98.1 мкс.

В тесте загрузки VDI Linked Clone (LC) накопитель PBlaze7 7940 показал очень стабильные результаты в 166 тыс. операций ввода-вывода в секунду при задержке 96 мкс, в то время как накопитель CM7 KIOXIA продемонстрировал практически идентичные результаты: 166 тыс. операций ввода-вывода в секунду и 96.3 мкс.

В тесте VDI LC Initial Login производительность PBlaze7 7940 достигла пика в 75 тыс. IOPS при задержке 104.3 мкс. Для сравнения, KIOXIA CM7 показала стабильный пик в 96 тыс. IOPS при задержке 81.1 мкс.

В ходе VDI LC Monday Login производительность PBlaze7 7940 достигла пика в 108 тыс. IOPS при задержке 146.5 мкс. Для сравнения, CM7 показал пик производительности в 106 тыс. IOPS с задержкой 119 мкс (хотя в самом конце наблюдался всплеск производительности, который довел ее до 100 тыс. IOPS).

Заключение

Накопитель Memblaze PBlaze7 7940 вышел на рынок корпоративных систем хранения данных как один из пионеров поколения Gen5, ознаменовав значительный шаг вперед в технологиях хранения данных наряду с KIOXIA CM7. В целом, новый SSD-накопитель Memblaze — это надежное решение для требовательных корпоративных сред, где производительность, надежность и безопасность данных имеют первостепенное значение — от управления базами данных до виртуализированных сред. Более того, наличие широкого спектра форм-факторов, включая 2.5-дюймовый U.2, E3.S 1T, E3.S 2T, E1.S и HHHL AIC, предоставляет предприятиям огромную гибкость в адаптации PBlaze7 7940 к их конкретным инфраструктурным конфигурациям.

В ходе анализа производительности мы сравнили PBlaze7 7940 с SSD-накопителем KIOXIA CM7 Enterprise Gen5 (предназначенным для смешанных сценариев использования с более высоким уровнем ресурса), чтобы получить ценную информацию об их соответствующих возможностях. Мы также сравнили его с SSD-накопителем Samsung PM1743 Gen5 Single DWPD. Что касается сильных сторон, PBlaze7 7940 превзошел CM7 в задачах случайного чтения и случайной записи 64K, продемонстрировав заметно лучшие результаты. Кроме того, он показал впечатляющую производительность в задачах последовательного чтения 64K (опять же, лучше, чем CM7), подчеркивая свою способность обрабатывать большие объемы операций последовательного чтения. Однако важно отметить, что накопитель KIOXIA превзошел PBlaze7 7940 в таких областях, как случайное чтение/запись 4K, последовательное чтение 16K и смешанные профили чтения/записи, что указывает на его превосходство в определенных сценариях с интенсивным чтением и смешанным использованием. В конечном итоге, выбор между этими двумя накопителями должен определяться конкретными требованиями к рабочей нагрузке, поскольку оба демонстрируют свои сильные стороны в различных категориях производительности. Справедливости ради следует отметить, что KIOXIA также предлагает один накопитель с технологией DWPD, просто мы его еще не тестировали.

Memblaze PBlaze7 7940 также обладает широким спектром передовых функций. Например, он соответствует спецификациям NVMe 2.0 и OCP 2.0, предлагая расширенные возможности, такие как NVMe-MI 1.2b для эффективного внеполосного управления, сквозная защита данных, шифрование TCG Opal 2.0 и поддержка атомарной записи со скоростью 128 КБ. В совокупности эти функции повышают безопасность, целостность данных и оптимизируют производительность, делая PBlaze7 7940 привлекательным выбором для предприятий со строгими требованиями к хранению данных.

Как обычно у Memblaze, твердотельный накопитель PBlaze7 7940 Series NVMe представляет собой привлекательное решение для хранения данных, превосходящее конкурентов по многим параметрам производительности, энергоэффективности и универсальности. Это делает его хорошо подходящим для широкого спектра приложений, от операций, чувствительных к задержкам, до корпоративных развертываний.