KIOXIA CD6 PCIe 4.0 SSD recension

NVMe-gränssnittet, särskilt PCIe 3.0 NVMe 1.3, har varit det föredragna SSD-gränssnittet för praktiskt taget alla användningsfall ett tag nu. Detta gränssnitt har använts om och om igen eftersom leverantörer fortsätter att förbättra prestanda för varje ny generation. PCIe har nu gått in i 4.0, vilket för med sig enorma vinster i sekventiell och slumpmässig prestanda. KIOXIA CD6 är den senaste SSD-enheten som kommit ut på marknaden (och en av de första PCIe 4.0 för företag), med fokus på konsekvent prestanda i krävande 24×7-miljöer. Detta gör den idealisk för datacenter med blandad användning och läsintensiva uthållighetsbehov. KIOXIA CD6 SSD:erna är också SFF-TA-1001-konforma, vilket möjliggör anslutning med SAS-, SATA- och NVMe-enheter på samma bakplan (liksom Tri-mode-kontroller). KIOXIA-serien har kapaciteter från 800 GB till 15.36 TB och finns i flera olika säkerhets- och uthållighetsalternativ.

NVMe-gränssnittet, särskilt PCIe 3.0 NVMe 1.3, har varit det föredragna SSD-gränssnittet för praktiskt taget alla användningsfall ett tag nu. Detta gränssnitt har använts om och om igen eftersom leverantörer fortsätter att förbättra prestanda för varje ny generation. PCIe har nu gått in i 4.0, vilket för med sig enorma vinster i sekventiell och slumpmässig prestanda. KIOXIA CD6 är den senaste SSD-enheten som kommit ut på marknaden (och en av de första PCIe 4.0 för företag), med fokus på konsekvent prestanda i krävande 24×7-miljöer. Detta gör den idealisk för datacenter med blandad användning och läsintensiva uthållighetsbehov. KIOXIA CD6 SSD:erna är också SFF-TA-1001-konforma, vilket möjliggör anslutning med SAS-, SATA- och NVMe-enheter på samma bakplan (liksom Tri-mode-kontroller). KIOXIA-serien har kapaciteter från 800 GB till 15.36 TB och finns i flera olika säkerhets- och uthållighetsalternativ. CD6 kommer också i 2.5-tums, 15 mm Z-höjd formfaktorer och drivs av KIOXIAs egenutvecklade styrenhet, firmware och BiCS FLASH 96-lagers 3D TLC-minne. Den använder en enportsdesign (dvs. det finns en dataväg från värden till SSD).

UPPDATERING 4/2/22 – Vi har granskat igen Kioxia CD6 med mer mogen firmware

Prestanda för PCIe 4.0 har potential att nå några ganska otroliga siffror, och KIOXIA CD6 är verkligen inget undantag. KIOXIA citerar sin nya drivlinje för att leverera sekventiell prestanda upp till 6.2 GB/s och 4.0 GB/s i läsning respektive skrivning, medan slumpmässig prestanda har potential att nå upp till en miljon IOPS i läsning och 250,000 XNUMX IOPS i skrivning. Det är minst sagt imponerande siffror.

Den har också en rad inbyggda tillförlitlighetsfunktioner, inklusive 6:e generationens diskfelsåterställning, och dubbelparitetsskydd, och Power Loss Protection (PLP), end-to-end datakorrigering för extra tillförlitlighet. KIOXIA CD6 är NVMe 1.4-kompatibel, vilket ger några viktiga funktioner till enheten. Detta inkluderar beständiga händelseloggar, saneringsförbättringar och namnområdesgranularitet och namnområdesskrivskydd.

KIOXIA CD6 Specifikationer

KIOXIA CD6 Performance

Testbädd

Våra nya PCIe Gen4 Enterprise SSD-recensioner utnyttjar en Lenovo ThinkSystem SR635 för applikationstester och syntetiska riktmärken. ThinkSystem SR635 är en välutrustad en-CPU AMD-plattform som erbjuder CPU-kraft långt över vad som behövs för att betona högpresterande lokal lagring. Det är också den enda plattformen i vårt labb (och en av de få på marknaden för närvarande) med PCIe Gen4 U.2-fack. Syntetiska tester kräver inte mycket CPU-resurser men använder fortfarande samma Lenovo-plattform. I båda fallen är avsikten att visa upp lokal lagring i bästa möjliga ljus som är i linje med lagringsleverantörens maximala enhetsspecifikationer.

PCIe Gen4 Synthetic and Application Platform (Lenovo ThinkSystem SR635)

• 1 x AMD 7452 (2.35 GHz x 32 kärnor)
• 8 x 64 GB DDR4-3200MHz ECC DRAM
• CentOS 7.7 1908
• ESXi 6.7u3

PCIe Gen3 Application Platform (Lenovo ThinkSystem SR850)

• 4 x Intel Platinum 8160 CPU (2.1 GHz x 24 kärnor)
• 16 x 32 GB DDR4-2666Mhz ECC DRAM
• 2 x RAID 930-8i 12Gb/s RAID-kort
• 8 NVMe-fack
• VMware ESXI 6.7u3

PCIe Gen3 syntetisk plattform (Dell PowerEdge R740xd)

• 2 x Intel Gold 6130 CPU (2.1 GHz x 16 kärnor)
• 4 x 16 GB DDR4-2666MHz ECC DRAM
• 1x PERC 730 2GB 12Gb/s RAID-kort
• Tillägg NVMe-adapter
• Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64

Eftersom vi är den första uppsättningen recensioner på en ny plattform, har vi inkluderat tidigare körresultat, som är nära men inte 100 % äpplens jämförelser med äpplen sedan de testades på en äldre plattform. Våra syntetiska testskillnader kommer inte att ha mycket snedvridning i resultat, men applikationens arbetsbelastningar som fungerar på AMD-plattformen för en enda CPU jämfört med Quad CPU Intel-plattformen kan till viss del. I våra MySQL-tester tog en av de nya Gen4 KIOXIA-produkterna ledningen, men i SQL-servern var latensen genomsnittlig. Med endast två Gen4-enheter som vi har kunnat publicera runt om har vi inte en betydande mängd jämförbar data, men det är något att notera när vi ser dessa resultat. Vi har också utökat våra syntetiska tester för att dra fördel av de snabbare SSD-enheterna, och nu visar testresultat med högre topptrådantal.

Testbakgrund och jämförelser

Smakämnen StorageReview Enterprise Test Lab ger en flexibel arkitektur för att utföra riktmärken för företagslagringsenheter i en miljö som är jämförbar med vad administratörer möter i verkliga implementeringar. Enterprise Test Lab innehåller en mängd olika servrar, nätverk, strömkonditionering och annan nätverksinfrastruktur som gör att vår personal kan etablera verkliga förhållanden för att noggrant mäta prestanda under våra granskningar.

Vi införlivar dessa detaljer om labbmiljön och protokollen i granskningar så att IT-proffs och de som ansvarar för lagringsanskaffning kan förstå under vilka förutsättningar vi har uppnått följande resultat. Ingen av våra recensioner betalas för eller övervakas av tillverkaren av utrustning vi testar. Ytterligare information om StorageReview Enterprise Test Lab och en översikt över dess nätverkskapacitet finns på respektive sida.

Analys av applikationens arbetsbelastning

För att förstå prestandaegenskaperna hos företagslagringsenheter är det viktigt att modellera infrastrukturen och applikationens arbetsbelastningar som finns i live-produktionsmiljöer. Våra riktmärken för Kioxia CD6 är därför MySQL OLTP-prestanda via SysBench och Microsoft SQL Server OLTP-prestanda med en simulerad TCP-C-arbetsbelastning. För våra applikationsarbetsbelastningar kommer varje enhet att köra fyra identiskt konfigurerade virtuella datorer.

SQL Server prestanda

Varje SQL Server VM är konfigurerad med två vDisks: 100 GB volym för uppstart och en 500 GB volym för databasen och loggfiler. Ur ett systemresursperspektiv konfigurerade vi varje virtuell dator med 8 vCPU:er, 64 GB DRAM och utnyttjade LSI Logic SAS SCSI-kontrollern. Medan våra Sysbench-arbetsbelastningar som tidigare testats mättade plattformen i både lagrings-I/O och kapacitet, letar SQL-testet efter latensprestanda.

Det här testet använder SQL Server 2014 som körs på Windows Server 2012 R2 gäst-VM, och betonas av Quests Benchmark Factory for Databases. StorageReview's Microsoft SQL Server OLTP-testprotokoll använder det aktuella utkastet till Transaction Processing Performance Councils Benchmark C (TPC-C), ett riktmärke för transaktionsbearbetning online som simulerar de aktiviteter som finns i komplexa applikationsmiljöer. TPC-C-riktmärket kommer närmare än syntetiska prestandariktmärken att mäta prestandastyrkorna och flaskhalsarna hos lagringsinfrastruktur i databasmiljöer. Varje instans av vår SQL Server VM för denna granskning använder en 333 GB (1,500 15,000 skala) SQL Server-databas och mäter transaktionsprestanda och latens under en belastning på XNUMX XNUMX virtuella användare.

SQL Server-testkonfiguration (per virtuell dator)

• Windows Server 2012 R2
• Lagringsutrymme: 600 GB tilldelat, 500 GB använt
• SQL Server 2014

• • Databasstorlek: 1,500 XNUMX skala
  • Virtuell klientbelastning: 15,000 XNUMX
  • RAM-buffert: 48GB
• Testlängd: 3 timmar
  • 2.5 timmars förkonditionering
  • 30 minuters provperiod

För vårt SQL Server-transaktionsriktmärke hade KIOXIA CD6 en poäng på 12,633.7 4 TPS vid XNUMXVM.

Genomsnittlig latens såg att KIOXIA CD6 hade 5.5 ms vid 4VMs (samma som CD6), vilket placerade den något bakom Huawei- och Memblaze-enheterna.

Sysbench Performance

Nästa benchmark för ansökan består av en Percona MySQL OLTP-databas mätt via SysBench. Detta test mäter också genomsnittlig TPS (Transactions Per Second), genomsnittlig latens och genomsnittlig 99:e percentil latens.

Varje sysbench VM är konfigurerad med tre vDisks: en för uppstart (~92GB), en med den förbyggda databasen (~447GB), och den tredje för databasen som testas (270GB). Ur ett systemresursperspektiv konfigurerade vi varje virtuell dator med 8 vCPU:er, 60 GB DRAM och utnyttjade LSI Logic SAS SCSI-kontrollern.

Sysbench-testkonfiguration (per virtuell dator)

• CentOS 6.3 64-bitars
• Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1

• • Databastabeller: 100
  • Databasstorlek: 10,000,000 XNUMX XNUMX
  • Databastrådar: 32
  • RAM-buffert: 24GB
• Testlängd: 3 timmar
  • 2 timmar förkonditionering 32 trådar
  • 1 timme 32 trådar

Går vi vidare till Sysbenchs transaktionsriktmärke, postade KIOXIA en ledande poäng på 9,333 4 TPS vid XNUMXVMs.

I Sysbenchs genomsnittliga latens såg vi CD6:an med en latens på bara 13.71ms vid 4VM, vilket återigen ledde gänget.

För vårt värsta scenario latens (99:e percentilen) nådde CD6:an 27.48 ms vid 4VMs, denna gång efter Huawei med ett hårstrå (27.22 ms).

VDBench arbetsbelastningsanalys

När det gäller benchmarking av lagringsenheter är applikationstestning bäst, och syntetiska tester kommer på andra plats. Även om det inte är en perfekt representation av faktiska arbetsbelastningar, hjälper syntetiska tester till baslagringsenheter med en repeterbarhetsfaktor som gör det enkelt att göra jämförelser mellan äpplen och äpplen mellan konkurrerande lösningar. Dessa arbetsbelastningar erbjuder en rad olika testprofiler som sträcker sig från "fyra hörn"-tester, vanliga tester av databasöverföringsstorlekar, till spårningsfångningar från olika VDI-miljöer. Alla dessa tester utnyttjar den vanliga vdBench-arbetsbelastningsgeneratorn, med en skriptmotor för att automatisera och fånga resultat över ett stort beräkningstestkluster. Detta gör att vi kan upprepa samma arbetsbelastningar över ett brett utbud av lagringsenheter, inklusive flash-arrayer och individuella lagringsenheter. Vår testprocess för dessa riktmärken fyller hela enhetens yta med data och partitionerar sedan en enhetssektion som motsvarar 25 % av enhetens kapacitet för att simulera hur enheten kan reagera på applikationsarbetsbelastningar. Detta skiljer sig från fullständiga entropitester som använder 100 % av enheten och tar dem till ett stabilt tillstånd. Som ett resultat kommer dessa siffror att återspegla högre ihållande skrivhastigheter.

profiler:

• 4K slumpmässig läsning: 100 % läsning, 128 trådar, 0-120 % iorat
• 4K Random Write: 100% Write, 128 trådar, 0-120% iorate
• 4K slumpmässig läsning (hög belastning): 100 % läs, 512 trådar, 0-120 % iorat
• 4K Random Write (hög belastning): 100% Write, 512 trådar, 0-120% iorate
• 64K sekventiell läsning: 100 % läsning, 32 trådar, 0-120 % iorat
• 64K sekventiell skrivning: 100 % skrivning, 16 trådar, 0-120 % iorate
• 64K sekventiell läsning (hög belastning): 100 % läsning, 64 trådar, 0-120 % iorat
• 64K sekventiell skrivning (hög belastning): 100 % skrivning, 64 trådar, 0-120 % iorate
• Syntetisk databas: SQL och Oracle
• VDI Full Clone och Linked Clone Traces

Jämförbara:

• Memblaze PBlaze5 C926
• intel P4610
• Huawei ES3000 v5
• Toshiba PX04
• Samsung PM1725a

I vår första VDBench Workload Analysis, Random 4K Read, hade KIOXIA CD6 en topppoäng på 760,160 165.5 IOPS med en latens på XNUMX µsUnder en hög belastning i Random 4K Read såg vi KIOXIA CD6 sakta ner en aning närma sig 1 miljon IOPS-gränsen, och slutade med en topp på 1,067,840 472 XNUMX IOPS vid XNUMX µs.

För 4K slumpmässig skrivning var CD6 den bästa presterande, med en topp på 579,919 211.1 IOPS med en latens på XNUMX µs.

I en hög skrivbelastning visade KIOXIA CD6 en imponerande topp på 709,547 713.3 IOPS med XNUMX µs i latens.

När man bytte till sekventiella arbetsbelastningar visade CD6 solida resultat med en topp på 68,413 4.28 IOPS (eller 465.6 GB/s) vid XNUMX µs (den andra KIOXIA var förväntat den bästa enheten i läsningar). Under en hög belastning i sekventiell läsning nådde CD6:an en topp på 75,598 4.72 IOPS (843.5GB/s) innan den saktade ner och nådde en latens så hög som XNUMXms.

För 64K sekventiell skrivning visade KIOXIA CD6 återigen att det är ett kraftpaket i skrivningar, och postade en topp på 53,402 3.33 IOPS (eller 291.6 GB/s) med en latens på XNUMX ms innan den tappade lite i slutet.

I en hög skrivbelastning nådde KIOXIA CD6 en topp på 42,299 2.58 IOPS (eller 65.1 GB/s) med en latens på bara XNUMXms.

Vår nästa uppsättning tester är våra SQL-arbetsbelastningar: SQL, SQL 90-10 och SQL 80-20. Från och med SQL hade KIOXIA CD6 en solid topp på 241,700 131.1 IOPS och en latens på XNUMX ms.  I SQL 90-10 hade CD6 i stort sett samma prestanda som Memblaze-enheten, med en topp på 243,292 129.9 IOPS och XNUMX ms i latens.I SQL 80-20 skröt de bästa prestandaenheterna på ganska liknande prestanda, med CD6:an som postade en topp på 244,857 128.3 IOPS med en latens på XNUMX ms.

Nästa upp är våra Oracle-arbetsbelastningar: Oracle, Oracle 90-10 och Oracle 80-20. Från och med Oracle nådde KIOXIA CD6 en topp på tredje plats med solida 253,635 137.5 IOPS och en latens på XNUMX µs. 

Oracle 90-10 visade oss mer av ovanstående, CD6 nådde en topp på 168,000 116.8 IOPS med XNUMX µs i latens.Med Oracle 80-20 visade de fyra bästa enheterna mycket liknande prestanda, eftersom CD4:an nådde en topp på 6 192,663 med en latens på 112.3 ms.Därefter bytte vi till vårt VDI-klontest, Full och Linked. För VDI Full Clone (FC) Boot hade KIOXIA CD6 en topp på 196,584 172.3 IOPS vid en latens på XNUMX µs för tredje plats.  VDI FC Initial Login, KIOXIA CD6 hade den bästa prestandan med en topp på 169,412 172.6 IOPS på XNUMXms.

VDI FC Monday Login, CD6 visade toppprestanda än en gång med en topp på 109,488 142.7 IOPS på XNUMX ms.

För VDI Linked Clone (LC) Boot visade CD6 imponerande 100,678 157 IOPS vid 6ms i latens, precis efter KIOXIA CMXNUMX.  VDI LC Initial Login visade ojämna siffror under den initiala inloggningsprofilen, och nådde en topp på 25,235 313.8 IOPS och XNUMX ms i latens innan det tog en rejäl dipp i prestanda.Slutligen, med VDI LC Monday Login, avslutade KIOXIA CD6 våra tester med ytterligare en bra prestanda, med 84,903 184.3 IOPS på XNUMX ms.

Slutsats

KIOXIA CD6 är den senaste högpresterande SSD-enheten för datacenter som kommit ut på marknaden, med det nya PCIe 4.0-gränssnittet. Den är specialbyggd för krävande 24×7-miljöer, speciellt de med blandad användning och läsintensiva uthållighetsbehov. Den nya KIOXIA-enheten är tillgänglig i 2.5-tums 15 mm Z-höjd formfaktorn, har KIOXIA BiCS FLASH 96-lagers 3D TLC och är tillgänglig i ett brett utbud av kapaciteter från 960 GB till 15.36 TB. Den kommer också med en rad säkerhetsalternativ.

För prestanda jämförde vi CD6 med andra liknande klassade SSD:er, inklusive KIOXIA CM6. För analys av applikationsarbetsbelastning såg vi att CD6 nådde 12,633.7 5.5 TPS med en genomsnittlig latens på 9,333 ms i SQL Server, vilket placerade den strax under Memblaze- och Huawei-enheterna. För Sysbench nådde enheten 13.71 27.48 TPS, XNUMX ms genomsnittlig latens och XNUMX m värsta tänkbara latens.

Vårt VDbench-test såg mer solid prestanda av KIOXIA. I de flesta fall följde den dock efter CM6-enheten. Höjdpunkter inkluderar: 760,160 4 IOPS i 1,067,840K läsning (579,919 4 709,547 IOPS hög belastning), 4.28 64 IOPS i 4.72K skrivning (3.33 64 IOPS hög belastning), 2.58 GB/s i 242 K läsning (243 GB/s hög belastning 90 GB) och 10 GB/s skriv (245 GB/s hög belastning). SQL-arbetsbelastningar såg 80K IOPS, 20K IOPS för SQL 6-254 och 168K IOPS i SQL 90-10. I Oracle fungerade de högst presterande enheterna mycket lika (CD192:an bland dem), och lade upp arbetsbelastningar med 80 IOPS, 20K IOPS i Oracle 6-XNUMX och XNUMXK IOPS i Oracle XNUMX-XNUMX. I vårt VDI Clone-test visade CDXNUMX imponerande prestanda över hela linjen, vilket framhävdes av dess toppprestanda i våra VDI FC Monday Login och VDI FC Initial Login tester.

Fokus för den här recensionen ligger på prestandan hos CD6, som sätter ihop ett imponerande scorekort. Den kanske större historien är dock framtiden för PCIe Gen4. Lenovo är först ut ur porten med en server som stödjer PCIe Gen4 framifrån och bakifrån. De flesta andra servrar stöder bara Gen4 på baksidan, vilket är ett grundläggande designbeslut. Det gick enklare och snabbare att hoppa över de främre facken. Lenovo tog den mer omfattande vägen, och utvecklade sina Rom-servrar för att kunna dra nytta av allt AMD hade att erbjuda. Nettoresultatet är att Lenovo kan dra nytta av ny teknik, som CD6-formen KIOXIA, där de flesta andra inte kan. Detta försätter KIOXIA i ett kyckling/ägg-scenario, åtminstone tills Intel får ut sin nästa generations server-CPU. Det kan sägas att det är okej att ligga före IT-kurvan i det här fallet, men CD6 kommer att fungera bra med äldre plattformar, redo att ge mer när PCIe Gen4-system är tillgängliga. För nu kan du förvänta dig att se riktmärken i överflöd som visar fördelarna med AMD-servrar, särskilt när Lenovos dubbla CPU-system kommer in på marknaden.

UPPDATERING 4/2/22 – Vi har granskat igen Kioxia CD6 med mer mogen firmware

KIOXIA SSD:er

Diskutera på Reddit

Engagera dig med StorageReview

Nyhetsbrev | Youtube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | Facebook | Rssflöde