Solidigm PS1010 SSD评测

Solidigm D7-PS1010 是一款高性能 PCIe 5 SSD，专为要求严格的企业和云数据中心工作负载而设计，尤其是在 AI/ML 数据管道中。这款 SSD 是 Solidigm 广泛产品组合的一部分，提供从 1.92TB 到 15.36TB 的容量，外形尺寸包括 U.2 和 E3.S。PS1010 专为标准耐久性应用而设计，具有一流的性能和强大的可靠性，适用于各种高性能计算环境。

Solidigm PS5 配备更新的 Gen176 接口和 3 层 TLC 1010D NAND，性能数据令人印象深刻。该驱动器声称连续读取速度高达 14,500 MB/s，连续写入速度高达 9,300 MB/s。它的随机读写性能同样令人印象深刻，读取速度高达 3.1 万 IOPS，写入速度高达 400,000 IOPS。Solidigm 表示，这一性能是在平均有效功耗 23W 和空闲功耗 5W 的情况下实现的，因此既节能又不影响速度。此外，它支持多种电源状态，允许用户根据自己的需求平衡性能和能效。

Solidigm PS1010 包含确保数据完整性和安全性的功能。它支持 NVMe 2.0 和 NVMe-MI v1.2 规范，并在各种系统中提供高兼容性和可管理性。该驱动器符合 TCG Opal 2.02 和 FIPS 140-3 Level 2 认证，通过设备加密和安全启动机制确保强大的安全性。设备认证可验证固件是否真实且未被篡改，从而增加了额外的信任层。安全启动可确保在启动期间仅加载受信任的软件，从而防止未经授权的固件和引导加载程序攻击。此外，AES-256 XTS 加密可保护驱动器上存储的所有数据，即使驱动器受到物理攻击，也能保护敏感信息。

在可管理性方面，PS1010 提供带外和带内 NVMe 管理功能。带外 NVMe-MI 带有 SMBus 和 PCIe-VDM，允许系统管理员通过专用接口监控和管理 SSD，提供灵活性和控制力，而不会影响主要数据路径。带内 NVMe-MI 可通过用于数据传输的同一接口直接访问管理功能，从而简化管理流程并减少对额外硬件的需求。

如上所述，该驱动器非常适合 AI/ML 工作负载，在某些管道阶段的吞吐量比其他驱动器高出 50%。它非常适合用作 GPU 服务器或支持低性能存储的全闪存高性能层中的 NVMe 数据缓存驱动器。它能够有效处理实际的 IO 条件，因此非常适合高性能计算、通用服务器和在线分析处理 (OLAP) 数据库。

除了性能之外，PS1010 还包含高级数据保护功能。增强的断电预警 (PLI) 测试可确保在突然断电时数据得以保存。该驱动器还采用了强大的端到端数据保护，ECC（纠错码）覆盖了驱动器 99% 的 SRAM，有助于防止数据损坏。静默数据损坏 (SDC) 敏感性被建模为令人印象深刻的 1E-25，确保驱动器在使用寿命期间具有高数据可靠性。

Solidigm PS1010 规格

规格	信息
容量	1.92TB、3.84TB、7.68TB、15.36TB
外形	U.2 (15 毫米), E3.S (7.5 毫米)
接口	PCIe 5.0 x4
NAND型	176 层 TLC 3D NAND
顺序阅读	达到14,500 MB / s
顺序写入	达到9,300 MB / s
随机读取 (4KB)	高达3,100K IOPS
随机写入 (4KB)	高达400K IOPS
延迟（读取）	高达 60 µs
延迟（写入）	高达 8 µs
耐力	1.0 DWPD
平均故障间隔时间 (MTBF)	2.5万小时
不可纠正的误码率 (UBER)	每 1 10 个扇区18 读取位
功耗（主动）	最高为23W
功耗（空闲）	5W
工作温度	0°C至77℃，
非工作温度	-40°C至85℃，
冲击（非工作）	1,000ms 时为 0.5 G（最大值）
振动（非工作）	最大 3.13 GRMS（5-800Hz）
湿度（非工作）	5％至95％（无冷凝）
海拔高度（运行）	-1,000 至 10,000 英尺
海拔高度（非工作）	-1,000 至 40,000 英尺
安全性	TCG Opal 2.02、FIPS 140-3 2 级、AES-256 XTS 加密
可管理性	NVMe-MI v1.2、SMBus、PCIe-VDM、带内和带外管理
保修政策	5 年

Solidigm PS1010 是一种垂直集成解决方案，其控制器、固件、DRAM 和 NAND 均来自内部设计：

• 控制器：SK Hynix ACNT081
• DRAM：SK海力士H5AG48DXND
• NAND：SK海力士H25T3TCG8C

Solidigm 还提供 Solidigm 存储工具 （SST）用于驱动器管理。1.13 版本于 2024 年 XNUMX 月发布，支持 Windows、Linux 和 ESXi。

Solidigm D7-PS1010 性能

为了测试 Solidigm PS1010 Gen5 SSD，我们使用 戴尔PowerEdge R760 在我们的测试实验室。 它是一款高度通用的 2U 机架式服务器，支持两个第四代 Intel Xeon 处理器，并具有支持多达 4 个 NVMe 驱动器的配置。 该服务器适用于混合工作负载、数据库和 VDI。

Dell PowerEdge R760 配置

• 双 Intel Xeon Gold 6430（32 核/64 线程，1.9GHz 基础）
• 1TB DDR5 内存
• Ubuntu的22.04

为了获得最大的灵活性，我们还与 Serial Cables 合作，他们为我们提供了 8 槽位 PCIe Gen5 JBOF，用于 U.2/U.3、M.2 和 EDSFF SSD 测试。 这使我们能够在同一测试硬件上测试所有当前和新兴的驱动器类型。

工作负载基准测试

在对存储设备进行基准测试时，应用程序测试是最好的，综合测试其次。 虽然不能完美地代表实际工作负载，但综合测试有助于通过可重复性因素确定存储设备的基线，从而可以轻松地在竞争解决方案之间进行同类比较。 这些工作负载提供了一系列测试配置文件，从“四个角”测试和常见数据库传输大小测试到来自不同 VDI 环境的跟踪捕获。

在本次评测中，我们将 Solidigm PS1010 与 三星 PM1743， 与 铠侠CM7-R 所有工作负载均采用 SSD。

fio 峰值性能分析

我们利用的 fio 脚本包是一个自动化脚本，用于以一致的方式进行预处理和轻松测试，发现 在github上我们用它进行了256K顺序读写测试，以获得峰值带宽，以及4K随机读写测试，以获得峰值吞吐量。

峰值吞吐量和带宽	Solidigm PS1010 7.68TB	KIOXIA CM7-R 7.68TB	三星 PM1743 7.68TB
256K 顺序读取（1T/64Q）	14,848MB /秒	12,092MB /秒	14,495MB /秒
256K 顺序写入 (1T/64Q)	7,117MB /秒	5,796MB /秒	6,052MB /秒
4K随机读取（8T/32Q）	2,084,960 IOPS	1,963,066 IOPS	1,900,838 IOPS
4K随机写入（8T/32Q）	408,721 IOPS	301,061 IOPS	319,758 IOPS

Solidigm PS1010 7.68TB SSD 在多个关键领域表现出色，与竞争对手相比。其 256K 连续读取速度领先，达到 14,848 MB/s，超越 KIOXIA CM7-R 和三星 PM1743，使其成为读取密集型应用的理想选择。

在 256K 顺序写入操作中，它的表现良好，速度达到 7,117 MB/s。PS1010 还表现出强大的 4K 随机读取性能，达到 2,084,960 IOPS，超过了 KIOXIA 和三星驱动器。在 4K 随机写入中，PS1010 表现强劲，达到 408,721 IOPS，再次领先于三星和 KIOXIA 型号。

VDBench 工作负载分析

这些测试利用典型的 vdBench 工作负载生成器，并借助脚本引擎在大型计算测试集群上自动执行并捕获结果。这使我们能够在各种存储设备（包括闪存阵列和单个存储设备）上重复相同的工作负载。我们针对这些基准的测试过程会用数据填充整个驱动器表面，然后划分一个相当于驱动器容量 25% 的驱动器部分，以模拟驱动器如何响应应用程序工作负载。这与全熵测试不同，后者使用 100% 的驱动器并使其进入稳定状态。因此，这些数字反映了更高的持续写入速度。

简介：

• 4K 随机读取：100% 读取，128 个线程，0-120% 重复率
• 4K 随机写入：100% 写入，128 线程，0-120% iorate
• 64K 随机读取：100% 读取，128 个线程，0-120% 重复率
• 64K 随机写入：100% 写入，128 线程，0-120% iorate
• 16K 顺序读取：100% 读取，32 线程，0-120% 迭代
• 16K 顺序写入：100% 写入，16 个线程，0-120% 迭代
• 64K 顺序读取：100% 读取，32 线程，0-120% 迭代
• 64K 顺序写入：100% 写入，16 个线程，0-120% 迭代
• 4K、8K 和 16K 70R/30W 随机混合，64 线程，0-120% 迭代
• 综合数据库：SQL
• VDI 完整克隆和链接克隆跟踪

随机和顺序工作负载

在我们的第一次 VDBench 测试中，随机读取 4K 显示 Solidigm PS1010 的吞吐量为 729K IOPS，但延迟为 96.6µs，仅落后于 KIOXIA 驱动器。

在随机写入 4k 中，Solidigm 是顶级硬盘，以 941µs 的延迟达到 526.7K IOPS。三星和 KIOXIA 硬盘分别落后 730K 和 700K IOPS。

谈到随机 64K 性能，PS1010 遥遥领先。在读取方面，它以 192µs 的延迟达到了 165.9K IOPS，而三星 PM1742 和 KIOXIA CM7 驱动器的测试结果均为 145K IOPS。

在 64K 随机写入中，PS1010 的峰值为 63K IOPS，延迟为 249.1ms。

对于 64K 顺序读取，Solidigm PS1010 再次以 177K IOPS（11.1GB/s）的延迟时间 360.8µs 领先。这明显快于其他两款测试驱动器。

对于连续写入 64K 部分，Solidigm PS1010 仍然保持第一，其峰值高达 67K IOPS（或 4.17GB/s），延迟为 953.7µs。

混合工作负载

我们的第一个混合工作负载测试是 4K 70/30 测试，其中 Solidigm PS1010 仅以 651µs 的速度实现了 97K IOPS。这个成绩足以让它位居第二，尽管它远远落后于 KIOXIA 的 881K IOPS 峰值。

在 8K 70/30 测试中，Solidigm PS1010 稍微接近 KIOXIA 驱动器，峰值为 545K IOPS，延迟为 116.2µs。

在我们的 16K 部分中，Solidigm PS1010 以 404µs 的速度领先，达到 78.8K IOPS。KIXOIA 和三星驱动器在这方面明显落后，峰值分别为 329K IOPS 和 290K IOPS。

Solidigm 硬盘在连续 16K 读取测试中表现非常出色。在写入方面，它的最高速度达到 205K IOPS 左右，并以 75.3µs 结束测试。

Solidigm PS1010 再次在连续 16 K 读取中处于领先地位，峰值为 404K IOPS，延迟为 78.8µs。

SQL 工作负载

对于我们的第一个 SQL 工作负载，Solidigm PS1010 以 451K IOPS 和 70.6µs 领先。KIOXIA CM7 以 396K IOPS 和 80.5µs 的成绩位居第二。

转到 SQL 90/10 部分，PS1010 以 416K IOPS 和 76.3µs 的延迟保持领先地位。

最后，在 SQL 80/20 测试中，Solidigm 硬盘跌至第二位（尽管非常接近 KIOXIA），其性能为 396K IOPS，延迟为 80.1µs。

Oracle 工作负载

对于我们的第一个 Oracle 工作负载，Solidigm PS1010 以 393K IOPS 和 89.9µs 的成绩位居第二。KIOXIA CM7 以 417K IOPS 和 85.1µs 的成绩位居第一。

接下来是 Oracle 90/10 工作负载，其中 PS1010 以 312K IOPS 和 69.9µs 的延迟占据榜首。

在最后的 80/20 测试中，Solidigm 和 KIOXIA 硬盘在测试结束时具有相同的性能，峰值为 304K IOPS，延迟为 71.6µs。

VDI 工作负载

接下来是 VDI FC（完整克隆）测试。在启动时，新的 Solidigm 驱动器以 380µs 的延迟达到了令人印象深刻的 90.8K IOPS 峰值，占据榜首。接下来是 CM7，以 348µs 的延迟达到 99.1K IOPS。

对于 VDI FC 初始登录，PS1010 再次成为性能最佳的驱动器（遥遥领先），其 246K IOPS 延迟为 119.8µs。排名第二的驱动器是 KIOXIA，其 200K IOPS 延迟略低于 151µs。

对于 VDI FC Monday Login，PS1010 以 147K IOPS 和 107µs 的速度位居第二。

最后的测试是我们的 VDI LC（链接克隆）。首先是启动，PS1010 以 175K IOPS 和 91µs 夺回榜首。CM7 以 160K IOPS 和 99µs 保持相对接近。

对于 VDI LC 初始登录，Solidigm PS1010 稍有落后，达到 73K IOPS，延迟时间为 107.3ms，略优于三星 PM1748 的 70K IOPS 峰值（延迟时间为 118µs）。CM7 在这方面处于领先地位，达到 88K IOPS，延迟时间为 87.7µs。

在我们的最终测试中，我们查看了 VDI LC Monday Login 的结果，该结果显示 Solidigm PS1010 略微落后于 KIOXIA 驱动器，其 114K IOPS 的延迟为 138.4µs。

结语

对于希望通过高性能 Gen7 SSD 优化数据中心运营的企业来说，Solidigm D1010-PS5 是一个出色的选择。其令人印象深刻的读写速度和强大的安全功能使其非常适合 AI/ML 数据管道和其他高需求工作负载。该驱动器处理实际 IO 条件的能力可有效确保从通用服务器到数据库等各种应用程序的一致性能。在我们的四角 fio 工作负载中，它超过了当前的 1DWPD Gen5 SSD 同类产品。亮点包括 14.8GB/s 顺序读取、7.1GB/s 写入和超过 2M IOPS 4K 随机读取。

此外，D7-PS1010 的高级数据保护功能（例如增强型断电预兆 (PLI) 测试和强大的 ECC 端到端数据保护）可让您安心地确保数据完整性和可靠性。对多种电源状态和灵活外形尺寸（U.2 和 E3.S）的支持增强了其多功能性，可实现节能并与各种数据中心配置兼容。

Gen5 SSD 开启了全新的性能水平，这对于当今利用 GPU 或其他加速器的 AI、HPC 和其他数据密集型工作负载至关重要。与 Gen4 相比，其飞跃是显而易见的，与使用 Gen4 SSD 的存储系统相比，组织可以使用相同数量的驱动器来支持两倍的 GPU。无论是 AI 任务还是更常见的企业用例，Solidigm PS1010 在我们的测试中都表现出色，在 Gen5 中表现出色，性能极具竞争力。

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