SK hynix 开发 PCIe Gen4 企业级 SSD 产品组合

SK 海力士不仅是世界第三大半导体公司和第二大内存芯片制造商，他们还利用自己的技术敏锐度制造了广受好评的 SATA 和 NVMe 闪存设备系列。 在本文中，我们将概述 SK 海力士最新的 PCIe Gen8010 非易失性内存高速 (NVMe) 驱动器 PE4，并重点介绍其令人印象深刻的性能。 我们将首先提供一些背景知识并解释为什么使用 PCIe Gen4 接口的驱动器是数据中心的游戏规则改变者。

SK 海力士不仅是世界第三大半导体公司和第二大内存芯片制造商，他们还利用自己的技术敏锐度制造了广受好评的 SATA 和 NVMe 闪存设备系列。 在本文中，我们将概述 SK 海力士最新的 PCIe Gen8010 非易失性内存高速 (NVMe) 驱动器 PE4，并重点介绍其令人印象深刻的性能。 我们将首先提供一些背景知识并解释为什么使用 PCIe Gen4 接口的驱动器是数据中心的游戏规则改变者。

2019 年 6011 月，SK 海力士宣布推出 PEXNUMX，这是他们最新的 NVMe 企业级 SSD， 我们审查. PE6011 是一款低功耗 NVMe 设备，具有 72 层 TLC 3D NAND 闪存和专为企业市场设计的 SK 海力士 NVMe 控制器。 虽然 PE6011 不是同类驱动器中性能最好的，但它在各方面都给出了不错的数据，我们发现它在功耗、性能和成本之间取得了很好的平衡。

SK 海力士 PE8000 NVMe 驱动器

2020 年 8000 月，SK 海力士宣布推出其 PE8 系列 NVMe SSD 驱动器。 每个都有 96TB 的最大容量，并使用公司的 4 层三级单元 (TLC) 8010D NAND 闪存，以及内部开发的控制器。 该系列目前有两款硬盘：专为读取密集型工作负载设计的 PE8030 和专为混合使用工作负载设计的 PE4。 这两个驱动器最有趣的方面是它们都具有 PCIe Gen2 接口，并且与 U.3 和更新的 U.XNUMX 外形规格兼容。

创新是 SK 海力士的核心，他们长期以来一直是一个以工程为中心的组织。 他们计划通过采用新的 NAND 技术来不断满足行业不断变化的需求。 路线图上有几款产品，例如 PE8110，它是一个 SSD 系列，将利用 128 层、512Gb NAND。 此外，SK 海力士也在使用这种 NAND 技术开发 M.2 和 E1.S（EDSFF 短）驱动器。

除了新的 NAND，还有新的形式因素需要探索。 SK hynix 很快将提供 PE8111，它使用新兴的 E1.L (EDSFF Long) 外形规格，通常称为“标尺”。 这种外形越来越受到超大规模用户的欢迎，并且也开始渗透到主流服务器设计中。

PE8111采用业界首创的128层1Tb TLC NAND。 SK 海力士最近刚刚开始向客户提供该驱动器的样品，但这凸显了他们的闪存产品越来越灵活。 16TB 容量版本的驱动器是当前的焦点，但我们被告知 32TB 容量的驱动器也在路线图上。

SK 海力士 PE8010 规格 (PCIe Gen4x4)

TLC 是 NAND 闪存，每个单元存储三位信息，而不是单级单元 (SLC) 和多层单元 (MLC) 闪存中的一位或两位存储信息。 SK 海力士 4D 技术基本上是 Periphery Under Cell (PUC) 技术，传统的 3D NAND 技术堆叠在其之上。

通过使用 96 层 512Gb（千兆位）TLC 4D NAND 闪存，PE8010 的价格与上一代小容量驱动器相比具有竞争力。

该驱动器的另一个有趣特性是它支持较旧的 U.2 和较新的 U.3 外形规格。 U.2 (FKA SFF-8639) 是一种用于将 SAS 和 SATA 驱动器连接到计算机的计算机接口，最多可使用四个 PCIe 通道。 U.3 建立在 U.2 规格之上并使用 U.2 连接器； 但是，它支持 NVMe、SAS 和 SATA 驱动器，如果固件支持，还支持这三种不同驱动器类型之间的热插拔。 U.3 驱动器向后兼容 U.2，但 U.2 驱动器不兼容纯 U.3 主机。

不过，SK海力士PE8010硬盘最大的特点和优势是支持PCIe Gen4总线标准。 Gen4 总线使 PCIe Gen3 总线的带宽翻倍，同时在软件支持和与 Gen3 总线的机械接口方面保持向后和向前兼容性。 这允许 Gen4 设备拥有高达 16 GT/s（千兆传输/秒），而 Gen8 设备为 3 GT/s。 这相当于数据传输速率高达 2GB/s（千兆字节/秒），而每通道 1GB/s。

由于 PCIe Gen4 是最新的总线技术，目前支持它的服务器仍在努力通过管道。 Advanced Micro Devices (AMD) 在支持方面更加积极，我们期待很快看到支持 PCIe Gen4 的英特尔系统。

对于我们的测试，我们使用了带有 AMD 635 CPU 的单处理器 Lenovo SR7742。 我们在 Lenovo SR635（位于 点击这里 和 点击这里) 今年早些时候，但这里是一个简短的回顾。 SR635 是一款 1U 单路服务器，支持 2^nd Gen AMD EPYC CPU 和高达 2TB 的 3200MHz DRAM。 此外，对我们的测试来说最重要的是，它支持端到端的 PCIe 4.0，具体取决于安装的背板。

对于我们在 CentOS 7 中使用 6011 个 PE8010 与 4 个 PE64 NVMe SSD 进行的初始测试，我们使用 XNUMXK 随机和 XNUMXK 顺序工作负载查看传统的“四角”吞吐量和带宽测试。

接下来，我们将软件环境更改为 VMware ESXi 6.7u3 并比较较小 SSD 组大小的性能。 对于 SQL Server，我们使用 4 个 NVMe SSD，总共 8 个虚拟机，我们的 SQL Server 2014 实例运行我们的 1,500 规模 TPC-C 工作负载配置文件。

最后，我们将 MySQL Sysbench 工作负载集中到每组的 2 个 SSD 上，8 个虚拟机均匀分布在这对 SSD 上。 这为我们提供了每个 SSD 4 个虚拟机的工作负载足迹，重点关注环境的存储影响。

PE8010 是迄今为止我们测试过的所有 NVMe 设备中性能最强的。 它可以提供高达 35.8GB/s 的顺序读取速度和高达 17.5GB/s 的顺序写入速度，随机读取和写入分别高达每秒 8.1M 和 3.97M 输入/输出操作 (IOPS) . 与该公司之前基于 PCIe 的 Gen6011 解决方案 PE3 相比，PE8010 的顺序读取性能大幅提升 133%，随机写入性能提升 192%。

整个测试中显示的 PCIe Gen4 的主要好处是，企业能够通过消除存储层的瓶颈来更好地利用系统 CPU 和 RAM 资源。

在 SQL Server 或 MySQL 等应用程序工作负载中，工作负载性能将延迟减半。 在将 I/O 集中在两个 SSD 上的 CPU 密集型 MySQL Sysbench 工作负载中，PE8010 提供了 69% 的工作负载性能提升。

由于服务器提供具有更多内核的处理器或支持扩展的 DRAM 容量，因此拥有能够跟上下一代组件的存储设备至关重要。 在我们的测试中，我们发现 PE8010 能够将我们的测试平台系统推向边缘。 现代应用程序显然将从这些最新技术中受益匪浅。

总结

很多时候，新技术远远达不到他们的性能预期，但在这种情况下，PE8010 的实际性能给我们留下了深刻的印象。 鉴于 PE8010 预计与 PCIe Gen3 设备相比会有小幅溢价，我们预计它将成为 SK 海力士的赢家。 我们还期望 Gen4 驱动器将整体服务器性能提升到新的水平，而 SK 海力士已经出货了 Gen4 设备并成为该技术的明显领导者，因此早早走出了大门。

毫无疑问，由于 PE8010 与云供应商合作，每使用一瓦特都会影响底线，因此 PEXNUMX 针对功耗进行了优化，并具有一流的 IOPS/Watt，从而降低了 TCO 和 OPEX。

关于使用这些值得一提的驱动器，我们确实有一些注意事项。 由于其出色的性能，充满 PCIe Gen4 设备的服务器将压倒 CPU； 因此，您需要巧妙地设计系统。 在服务器完全设计为使用 Gen4 驱动器之前，使用这些设备的最佳方式是将高端 Gen4 与更传统的 NVMe 存储或什至是成本优化闪存层的 SATA 适当组合。

请务必记住，PE8010 与 PCIe NVMe Gen3 设备相比具有价格竞争力，因此如果您计划更新服务器，您可能需要考虑在需要时为现有服务器购买它们，即使它们仅支持 Gen3。 因为 Gen4 驱动器是向后兼容的，所以它们现在可以与旧系统一起使用，然后再转移到新系统。 当然，在获得更新的 Gen4 兼容系统之前，Gen3 设备仍将具有 Gen4 带宽限制。

随着闪存在从第 0 层工作负载到存档级存储的所有领域的持续增长，SSD 在企业中的采用没有任何放缓的迹象。 随着新的 Gen4 产品和所有其他 SSD 开发的进行，SK 海力士显然是全闪存未来的推动力。

SK 海力士 Gen4 发布会

SK 海力士 PCIe Gen4 企业级 SSD 信息图

本报告由 SK 海力士赞助。 本报告中表达的所有观点和意见均基于我们对所考虑产品的公正看法。