Solidigm PS1010 SSD 評測

Solidigm D7-PS1010 是一款高效能 PCIe 5 SSD，專為要求嚴格的企業和雲端資料中心工作負載而設計，特別是在 AI/ML 資料管道中。此 SSD 是 Solidigm 廣泛產品組合的一部分，提供 1.92TB 至 15.36TB 的容量，外形尺寸如 U.2 和 E3.S。 PS1010 專為標準耐力應用而打造，具有一流的性能和強大的可靠性，適用於各種高效能運算環境。

Solidigm PS5 採用更新的 Gen176 介面和 3 層 TLC 1010D NAND，具有令人印象深刻的效能數據。該驅動器聲稱順序讀取速度高達 14,500 MB/s，順序寫入速度高達 9,300 MB/s。其隨機讀寫效能同樣令人印象深刻，讀取IOPS高達3.1萬，寫入IOPS高達400,000萬IOPS。 Solidigm 表示，這種性能是在平均活動功耗為 23W、空閒功耗為 5W 的情況下實現的，使其在不影響速度的情況下實現節能。此外，它對多種電源狀態的支援使用戶可以根據自己的需求平衡性能與能源效率。

Solidigm PS1010 包括確保資料完整性和安全性的功能。它支援 NVMe 2.0 和 NVMe-MI v1.2 規範，並提供跨各種系統的高相容性和可管理性。此驅動器符合 TCG Opal 2.02 和 FIPS 140-3 2 級認證，透過裝置加密和安全啟動機制確保強大的安全性。裝置認證可驗證韌體是否真實且未被竄改，從而增加了額外的信任層。安全啟動可確保啟動期間僅載入受信任的軟體，從而防止未經授權的韌體和引導程式攻擊。此外，AES-256 XTS 加密可保護磁碟機上儲存的所有數據，即使磁碟機受到物理損壞也能保護敏感資訊。

為了實現可管理性，PS1010 提供帶外和帶內 NVMe 管理功能。具有 SMBus 和 PCIe-VDM 的帶外 NVMe-MI 允許系統管理員透過專用介面監控和管理 SSD，從而提供靈活性和控制，而不會影響主資料路徑。帶內 NVMe-MI 可透過用於資料傳輸的相同介面直接存取管理功能，從而簡化管理流程並減少對額外硬體的需求。

如上所述，此驅動器非常適合 AI/ML 工作負載，在某些管道階段的吞吐量比其他驅動器高出 50%。它非常適合用作 GPU 伺服器中或支援較低效能儲存的全快閃高效能層中的 NVMe 資料快取磁碟機。它有效處理現實世界 IO 條件的能力使其適用於高效能運算、通用伺服器和線上分析處理 (OLAP) 資料庫。

除了效能之外，PS1010 還包括進階資料保護功能。增強型即將斷電 (PLI) 測試可確保在突然斷電期間保留資料。該驅動器還採用了強大的端對端資料保護功能，其 ECC（糾錯碼）覆蓋了驅動器 99% 的 SRAM，有助於防止資料損壞。靜默資料損壞 (SDC) 敏感度按照令人印象深刻的 1E-25 進行建模，確保了驅動器整個生命週期內的高資料可靠性。

Solidigm PS1010 規格

規格	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）
介面	PCIe 5.0 x4
NAND型	176層TLC 3D NAND
順序閱讀	達到14,500 MB / s
順序寫入	達到9,300 MB / s
隨機讀取 (4KB)	高達3,100K IOPS
隨機寫入 (4KB)	高達400K IOPS
延遲（讀取）	長達 60 µs
延遲（寫入）	長達 8 µs
耐力	1.0 DWPD
平均無故障時間 (MTBF)	2.5萬小時
不可糾正的誤碼率 (UBER)	每 1 10 個扇區18 位讀取
功耗（主動）	最高為23W
功耗（空閒）	5W
工作溫度	0°C至77℃，
非工作溫度	-40°C到85°C
衝擊（非工作）	1,000ms 時為 0.5 G（最大值）
振動（非工作）	3.13 GRMS (5-800Hz) 最大值
濕度（非工作）	5％至95％（非冷凝）
海拔高度（操作）	-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 級、AES-256 XTS 加密
可管理性	NVMe-MI v1.2、SMBus、PCIe-VDM、帶內和帶外管理
保固	5年

Solidigm PS1010 是一款垂直整合解決方案，控制器、韌體、DRAM 和 NAND 均來自內部設計：

• 控制器：SK海力士ACNT081
• 記憶體：SK海力士H5AG48DXND
• NAND：SK海力士H25T3TCG8C

Solidigm 也提供用於磁碟機管理的Solidigm 儲存工具(SST)。 1.13 版本於 2024 年 6 月發布，支援 Windows、Linux 和 ESXi 平台。

Solidigm D7-PS1010 效能

為了測試 Solidigm PS1010 Gen5 SSD，我們在測試實驗室中使用了一台戴爾 PowerEdge R760伺服器。這是一款功能強大的 2U 機架式伺服器，支援兩顆第四代英特爾至強處理器，並可配置多達 24 個 NVMe 硬碟。此伺服器適用於混合式工作負載、資料庫和虛擬桌面基礎架構 (VDI)。

Dell PowerEdge R760 配置

• 雙 Intel Xeon Gold 6430（32 核/64 線程，1.9GHz 基礎）
• 1TB DDR5 內存
• Ubuntu的22.04

為了獲得最大的靈活性，我們還與 Serial Cables 合作，他們為我們提供了 8 槽 PCIe Gen5 JBOF，用於 U.2/U.3、M.2 和 EDSFF SSD 測試。 這使我們能夠在同一測試硬件上測試所有當前和新興的驅動器類型。

工作負載基準測試

在對存儲設備進行基準測試時，應用程序測試是最好的，綜合測試其次。 雖然不能完美地代表實際工作負載，但綜合測試有助於通過可重複性因素確定存儲設備的基線，從而可以輕鬆地在競爭解決方案之間進行同類比較。 這些工作負載提供了一系列測試配置文件，從“四個角”測試和常見數據庫傳輸大小測試到來自不同 VDI 環境的跟踪捕獲。

本次評測中，我們將 Solidigm PS1010 與三星 PM1743和KIOXIA CM7-R SSD 在所有工作負載下進行比較。

fio 峰值性能分析

我們使用的 fio 腳本包是一個自動化腳本，用於以一致的方式對驅動環境進行預處理和輕量級測試，該腳本包可在 GitHub 上找到。我們使用該腳本包執行了 256K 次順序讀寫測試以評估峰值頻寬，以及 4K 次隨機讀寫測試以評估峰值吞吐量。

峰值吞吐量和頻寬	固力 PS1010 7.68TB	鎧俠 CM7-R 7.68TB	三星 PM1743 7.68TB
256K順序讀取（1T/64Q）	14,848MB /秒	12,092MB /秒	14,495MB /秒
256K順序寫入（1T/64Q）	7,117MB /秒	5,796MB /秒	6,052MB /秒
4K隨機讀取（8T/32Q）	2,084,960 IOPS	1,963,066 IOPS	1,900,838 IOPS
4K隨機寫入（8T/32Q）	408,721 IOPS	301,061 IOPS	319,758 IOPS

與競爭對手相比，Solidigm PS1010 7.68TB SSD 在幾個關鍵領域表現出了出色的性能。它以 256 MB/s 的 14,848K 順序讀取速度領先，超越了鎧俠 CM7-R 和三星 PM1743，非常適合讀取密集型應用。

在 256K 順序寫入操作中，其效能良好，速度為 7,117 MB/s。 PS1010 還顯示出強大的 4K 隨機讀取性能，達到 2,084,960 IOPS，超過了 KIOXIA 和三星硬碟。在4K隨機寫入方面，PS1010表現強勁，達到了408,721 IOPS，再次領先三星和鎧俠機型。

VDBench 工作負載分析

這些測試利用典型的 vdBench 工作負載產生器和腳本引擎來自動化並捕獲大型計算測試叢集的結果。這使我們能夠在各種儲存設備（包括快閃記憶體陣列和單一儲存設備）上重複相同的工作負載。我們對這些基準測試的測試過程會用資料填充整個驅動器表面，然後對相當於驅動器容量 25% 的驅動器部分進行分區，以模擬驅動器如何響應應用程式工作負載。這與完全熵測試不同，後者使用 100% 的驅動器並使它們進入穩定狀態。因此，這些數字反映了更高的持續寫入速度。

簡介：

• 4K 隨機讀取：100% 讀取，128 個線程，0-120% 重複率
• 4K 隨機寫入：100% 寫入，128 線程，0-120% iorate
• 64K 隨機讀取：100% 讀取，128 個線程，0-120% 重複率
• 64K 隨機寫入：100% 寫入，128 線程，0-120% iorate
• 16K 順序讀取：100% 讀取，32 線程，0-120% 迭代
• 16K 順序寫入：100% 寫入，16 個線程，0-120% 迭代
• 64K 順序讀取：100% 讀取，32 線程，0-120% 迭代
• 64K 順序寫入：100% 寫入，16 個線程，0-120% 迭代
• 4K、8K 和 16K 70R/30W 隨機混合，64 線程，0-120% 迭代
• 綜合數據庫：SQL
• VDI 完整克隆和鏈接克隆跟踪

隨機和順序工作負載

在我們的第一次 VDBench 測試中，隨機讀取 4K 顯示 Solidigm PS1010 的吞吐量為 729K IOPS，但延遲為 96.6μs，僅落後於鎧俠驅動器。

在隨機寫入 4k 中，Solidigm 是頂級驅動器，在 941μs 延遲下達到 526.7K IOPS。三星和鎧俠硬碟分別落後於 730K 和 700K IOPS。

轉向隨機 64K 性能，PS1010 遙遙領先。在讀取方面，它達到了 192K IOPS，延遲時間為 165.9μs，而三星 PM1742 和鎧俠 CM7 驅動器在測試中均達到了 145K IOPS 左右。

在 64K 隨機寫入中，PS1010 的峰值為 63K IOPS，延遲為 249.1ms。

對於順序讀取 64K，Solidigm PS1010 再次以 177K IOPS (11.1GB/s) 和 360.8μs 延遲領先。這明顯比其他兩個測試的驅動器快。

對於順序寫入 64K 部分，Solidigm PS1010 保持第一，其峰值為 67K IOPS（或 4.17GB/s），延遲為 953.7μs。

混合工作負載

我們的第一個混合工作負載測試是 4K 70/30 測試，其中 Solidigm PS1010 僅用 651μs 就顯示出 97K IOPS。儘管遠遠落後於鎧俠 881K IOPS 的峰值，但對於第二名來說已經足夠了。

在 8K 70/30 測試中，Solidigm PS1010 更接近 KIOXIA 驅動器，峰值為 545K IOPS，延遲為 116.2μs。

在我們的 16K 部分中，Solidigm PS1010 以 404μs 的 78.8K IOPS 領先。 KIXOIA 和三星硬碟明顯落後，分別達到 329K IOPS 和 290K IOPS 的峰值。

Solidigm 驅動器在順序 16K 讀取測試中表現非常出色。在寫入方面，它的峰值約為 205K IOPS，並以 75.3μs 結束測試。

Solidigm PS1010 再次成為連續 16 K 讀取的領先者，峰值為 404K IOPS，延遲為 78.8μs。

SQL 工作負載

對於我們的第一個 SQL 工作負載，Solidigm PS1010 在 451μs 下以 70.6K IOPS 領先。 KIOXIA CM7 以 396μs 的 80.5K IOPS 的優勢位居第二。

轉向 SQL 90/10 部分，PS1010 以 416K IOPS 和 76.3μs 的延遲保持榜首。

最後，在 SQL 80/20 測試中，Solidigm 驅動器回落至第二（儘管非常接近 KIOXIA），發布了 396K IOPS，延遲為 80.1μs。

Oracle 工作負載

對於我們的第一個 Oracle 工作負載，Solidigm PS1010 以 393μs 的 89.9K IOPS 排名第二。 KIOXIA CM7 是領先的驅動器，可在 417μs 下實現 85.1K IOPS。

接下來是 Oracle 90/10 工作負載，其中 PS1010 以 312K IOPS 和 69.9μs 的延遲位居榜首。

在上一次 80/20 測試中，Solidigm 和 KIOXIA 驅動器在測試結束時具有相同的性能，峰值為 304K IOPS，延遲為 71.6μs。

VDI 工作負載

接下來是 VDI FC（完整複製）測試。在 Boot 中，新的 Solidigm 驅動器峰值達到了令人印象深刻的 380K IOPS，延遲為 90.8μs，佔據了榜首。其次是 CM7，其 IOPS 為 348K，耗時 99.1μs。

對於 VDI FC 初始登錄，PS1010 再次成為性能最佳的驅動器（大幅領先），在 246μs 時達到 119.8K IOPS。其次最好的驅動器是 KIOXIA，它的延遲時間略低於 200K IOPS，延遲時間為 151μs。

對於 VDI FC 星期一登錄，PS1010 以 147μs 的 107K IOPS 排名第二。

最後的測試是我們的 VDI LC（連結克隆）。首先是 Boot，PS1010 以 175μs 的 91K IOPS 重新奪回榜首。 CM7 在 160μs 時保持相對接近的 99K IOPS。

對於 VDI LC 初始登錄，Solidigm PS1010 有所回落，在 73 毫秒時達到 107.3K IOPS，比三星 PM1748 的 70K IOPS 峰值和 118μs 延遲要好一些。 CM7 以 88μs 的 87.7K IOPS 領先。

在我們的最終測試中，我們查看了 VDI LC 週一登入結果，結果顯示 Solidigm PS1010 與 KIOXIA 驅動器相差甚遠，其 IOPS 為 114K，延遲為 138.4μs。

結語

對於希望透過高效能 Gen7 SSD 優化資料中心營運的企業來說，Solidigm D1010-PS5 是一個出色的選擇。其令人印象深刻的讀寫速度和強大的安全功能使其非常適合 AI/ML 資料管道和其他高要求的工作負載。此驅動器能夠有效地處理實際 IO 條件，確保從通用伺服器到資料庫等各種應用程式的效能一致。在我們的四個角落 fio 工作負載中，它超過了目前 1DWPD Gen5 SSD 同類產品。亮點包括 14.8GB/s 順序讀取、7.1GB/s 寫入和超過 2M IOPS 4K 隨機讀取。

此外，D7-PS1010 的進階資料保護功能，例如增強型即將斷電 (PLI) 測試和使用 ECC 的強大端對端資料保護，讓您在資料完整性和可靠性方面高枕無憂。對多種電源狀態和靈活外形尺寸（U.2 和 E3.S）的支援增強了其多功能性，從而實現了能源效率以及與各種資料中心配置的兼容性。

Gen5 SSD 開啟了新的效能水平，對於當今的 AI、HPC 和其他利用 GPU 或其他加速器的資料密集型工作負載至關重要。與 Gen4 相比的跳躍是顯而易見的，與使用 Gen4 SSD 的儲存系統相比，組織可以使用相同數量的驅動器為更多 GPU 提供兩倍的支援。無論是人工智慧任務還是更常見的企業用例，Solidigm PS1010 在我們的整個測試中都表現得非常好，在 Gen5 套件中表現出了極具競爭力的效能。

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