KIOXIA CM7-R E3.S SSD-Test

In diesem Test betrachten wir die KIOXIA CM7-R Enterprise-SSD im E3.S-Formfaktor mit Kapazitäten von bis zu 15.36 TB – konzipiert für Mainstream-Workloads.

Das KIOXIA CM7 Enterprise-Laufwerk kommt als Gen5-SSD auf den Markt, das auf anspruchsvolle Anwendungen in verschiedenen Unternehmensumgebungen zugeschnitten ist. Die CM7-R-Serie ist in verschiedenen Kapazitäten bis zu 30.72 TB erhältlich und deckt damit unterschiedliche Unternehmensanforderungen ab. Diese Laufwerke sind in verschiedenen Formfaktoren erhältlich, darunter die standardmäßige 2.5-Zoll-Form sowie die E3.S-Form, die Teil der kompakteren EDSFF-Familie ist. Wir werden uns für diesen Test das E3.S-Modell ansehen.

In der KIOXIA-Reihe bezeichnet das Suffix „-R“ das Laufwerk als „Read Intensive“. Daher sind SSDs wie CM7-R für Szenarien konzipiert, in denen es hauptsächlich um Datenleseaktivitäten geht, wie z. B. Streaming-Medien, Webdienste und umfangreiche Datenanalysen, wodurch sie sich ideal für Umgebungen eignen, in denen häufig auf Daten zugegriffen wird. Umgekehrt ist das Suffix „-V“ in Modellen (wie dem zuvor besprochenen). KIOXIA CM7-V) weist auf die Fähigkeit „Mixed Workload“ hin, die für Anwendungen unerlässlich ist, die eine ausgewogene Leistung von Lese- und Schreibvorgängen erfordern, wie z. B. Transaktionsdatenbanken oder virtualisierte Plattformen.

Nichtsdestotrotz bietet der CM7-R einige ziemlich solide Leistungswerte mit dem Potenzial, bis zu 14,000 MB/s bei kontinuierlichen sequentiellen Lesegeschwindigkeiten von 128 KiB und 6,750 MB/s bei sequentiellen Schreibgeschwindigkeiten zu erreichen. Darüber hinaus gibt KIOXIA an, dass es bis zu 2,450 IOPS beim zufälligen Lesen von 4 KiB und 300 IOPS beim zufälligen Schreiben vorweisen kann. Solche Spezifikationen machen diese SSD zu einem Kraftpaket, das umfangreiche Datenlasten und komplexe Vorgänge bewältigen kann und einen schnellen Datenzugriff und Verarbeitungsleistung für kritische Unternehmensanwendungen gewährleistet.

Dieses Modell verfügt über ein Dual-Port-Design zur Verbesserung der Hochverfügbarkeit für den kontinuierlichen Einsatz im Unternehmen sowie einen Stromausfallschutz zum Schutz der Datenintegrität bei unerwarteten Stromausfällen. Die SSD beinhaltet außerdem die proprietäre Architektur von KIOXIA mit 112-Layer BiCS FLASH 3D TLC. Sein E3.S-Formfaktor ist kompakt und dennoch robust, fügt sich nahtlos in moderne Rechenzentrumsumgebungen ein und unterstützt gleichzeitig eine dichte Konfiguration zur Maximierung der Speicherkapazität.

Auch bei der CM7-Serie legt KIOXIA Wert auf Sicherheit. Je nach organisatorischen Anforderungen und Compliance-Anforderungen stehen Optionen wie Sanitize Instant Erase (SIE), Self-Encrypting Drive (SED) und FIPS-konformes SED zur Verfügung. Diese Eigenschaften machen die SSD zu einer ausgezeichneten Wahl für Unternehmen, denen Datensicherheit neben Leistung und Zuverlässigkeit Priorität einräumt.

KIOXIA CM7-R E3.S Spezifikationen

KIOXIA CM7-R E3.S Leistung

Um die KIOXIA CM7R Gen5 SSD zu testen, nutzen wir die Dell PowerEdge R760 in unserem Testlabor. Es handelt sich um einen äußerst vielseitigen 2U-Rackmount-Server, der zwei Intel Xeon-Prozessoren der 4. Generation unterstützt und über Konfigurationen verfügt, die bis zu 24 NVMe-Laufwerke unterstützen. Dieser Server ist für gemischte Arbeitslasten, Datenbanken und VDI gedacht.

Es ist zu beachten, dass die Version des CM7-R, die wir in diesem Test testen, von einem Dell-Server mit der Firmware-Version von Dell stammt. Dieses Laufwerk kann mit der Standard-Firmware von KIOXIA anders funktionieren.

Dell PowerEdge R760-Konfiguration

• Dual Intel Xeon Gold 6430 (32 Kerne/64 Threads, 1.9 GHz Basis)
• 1 TB DDR5-RAM
• Ubuntu 22.04

Für ultimative Flexibilität haben wir auch mit Serial Cables zusammengearbeitet, die uns ein 8-Bay PCIe Gen5 JBOF für U.2/U.3-, M.2- und EDSFF-SSD-Tests zur Verfügung gestellt haben. Dadurch können wir alle aktuellen und künftigen Laufwerkstypen auf derselben Testhardware testen.

VDBench-Workload-Analyse

Beim Benchmarking von Speichergeräten sind Anwendungstests am besten und synthetische Tests an zweiter Stelle. Obwohl sie keine perfekte Darstellung der tatsächlichen Arbeitslasten darstellen, helfen synthetische Tests dabei, Speichergeräte mit einem Wiederholbarkeitsfaktor zu vergleichen, der es einfach macht, konkurrierende Lösungen direkt miteinander zu vergleichen. Diese Workloads bieten eine Reihe von Testprofilen, die von „Vier-Ecken“-Tests und allgemeinen Datenbankübertragungsgrößentests bis hin zu Trace-Erfassungen aus verschiedenen VDI-Umgebungen reichen.

Diese Tests nutzen den gemeinsamen vdBench-Workload-Generator mit einer Skript-Engine, um Ergebnisse über einen großen Computing-Testcluster zu automatisieren und zu erfassen. Dadurch können wir dieselben Arbeitslasten auf verschiedenen Speichergeräten wiederholen, einschließlich Flash-Arrays und einzelnen Speichergeräten. Unser Testprozess für diese Benchmarks füllt die gesamte Laufwerksoberfläche mit Daten und partitioniert dann einen Laufwerksabschnitt, der 25 % der Laufwerkskapazität entspricht, um zu simulieren, wie das Laufwerk auf Anwendungsauslastungen reagieren könnte. Dies unterscheidet sich von vollständigen Entropietests, die 100 Prozent des Antriebs nutzen und ihn in einen stabilen Zustand versetzen. Infolgedessen spiegeln diese Zahlen höhere Dauerschreibgeschwindigkeiten wider.

Profile:

• 4K Random Read: 100 % Read, 128 Threads, 0-120 % Iorate
• 4K Random Write: 100 % Schreiben, 128 Threads, 0-120 % Iorate\
• 64K Random Read: 100 % Read, 128 Threads, 0-120 % Iorate
• 64K Random Write: 100 % Schreiben, 128 Threads, 0-120 % Iorate
• 16K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 32 Threads, 0-120 % Leserate
• 16K Sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 16 Threads, 0-120 % Iorate
• 64K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 32 Threads, 0-120 % Leserate
• 64K Sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 16 Threads, 0-120 % Iorate
• 4K, 8K und 16K 70R/30W Random Mix, 64 Threads, 0-120 % Iorate
• Synthetische Datenbank: SQL und Oracle
• VDI-Vollklon- und Linked-Clone-Traces

Für Leistungsvergleiche vergleichen wir den KIOXIA CM7-R mit dem Samsung PM1743 und der Memblaze 7940.

Zufällige und sequentielle Arbeitslasten

In unserem ersten VDBench-Test zeigt Random Read 4K, dass der Memblaze 7940 mit 1,090,005 IOPS den höchsten Durchsatz erreicht, aber eine Latenz von 183 µs aufweist, während der CM7-R zwar nur 714,623 IOPS brachte, mit nur 78 µs aber absolut solide blieb. Der PM1743 hatte mit 719,094 IOPS einen ähnlichen Durchsatz, hatte aber eine Latenz von 123 µs.

Bei unserem zweiten VDBench-Test, dem Random Write 4k, fällt der CM7-R mit 691,122 IOPS und 739.6 µs Latenz etwas zurück. Der PM 1743 belegt mit 726,327 IOPS und 698.7 µs Latenz den zweiten Platz. An der Spitze liegt der Memblaze 7940 mit 831,117 IOPS und 611.7 µs Latenz.

Bei Random Read 64K fällt der CM7-R mit 9,414 MB/s bei 212 µs Latenz wieder zurück. Als nächstes kommt hier die Samsung PM1743, die bis zu 9,998 MB/s erreichte und bei einer Latenzzeit von 220 µs ihren Höhepunkt erreichte. An der Spitze liegt erneut der Memblaze 7940 mit 11,731 MB/s und 170 µs Latenz.

Beim Random Write 64K-Teil übertrifft der CM7-R den PM1743 mit 3,094 MB/s bei 317 µs, während der PM1743 2,861 MB/s bei 343 µs erreichte. Und wieder an der Spitze liegt die Memblaze 7940 mit 3,985 MB/s bei 245µs.

Bei Sequential Read 16K liegt der CM7-R mit 328,273 IOPS bei nur 97 µs direkt an der Spitze, gefolgt vom PM1743 mit 289,671 IOPS bei 110 µs. Oben links ist hier der Memblaze 7940 zu sehen, der mit 161,044 IOPS bei 198 µs viel Latenz und wenig Durchsatz aufwies.

Bei Sequential Write 16K übernahm erneut der CM7-R die Führung, diesmal mit dem 7940 auf dem zweiten Platz. Der CM7-R erreichte 196,073 IOPS bei 80 µs. Auf dem zweiten Platz erzielte der Memblaze 7940 191,955 IOPS bei 89.9 µs und auf dem dritten Platz erreichte der PM1743 180,718 IOPS bei 86 µs.

Beim Sequential Read 64K liegt der CM7-R mit 10,106 MB/s bei 391 µs Latenz erneut im Mittelfeld der Ergebnisse. Das Schlusslicht bildet die PM1743 mit 8,627 MB/s und 463µs, an der Spitze liegt die 7940 mit 13,742 MB/s bei 295µs.

Bei unserem letzten sequentiellen Test belegte der CM7-R erneut den zweiten Platz im Sequential Write 64k mit 3,282 MB/s bei 1,212 µs. Wieder hinten liegt die PM1743 mit 2,838 MB/s bei 1,411µs und die 7940 liegt mit 4,281 MB/s bei 928µs an der Spitze.

Gemischte Workloads

Unser erster Mixed-Workload-Test ist der 4K 70/30-Test, bei dem der CM7-R mit 880,808 IOPS bei nur 71 µs erneut sehr gut abgeschnitten hat. Als nächstes kommt der Memblaze 7940 mit 565,120 IOPS bei 112 µs, gefolgt vom PM1743 mit 523,953 IOPS bei 121 µs.

Im 8K 70/30-Test liegt der CM7-R mit 600,804 IOPS bei 105 µs erneut an der Spitze, und der 7940 erreichte 443,545 IOPS bei 143 µs, gefolgt vom PM1743 mit 414,736 IOPS bei 153 µs.

Für unseren letzten Mixed-Workload-Test haben wir den 16K 70/30-Anteil. Hier blieb der CM7-R mit 335,439 IOPS bei 189µs an der Spitze, blieb aber nicht unangefochten. Der Memblaze 7940 lag mit 7 IOPS bei 326,907 µs direkt hinter dem CM194-R. Und hinten hatten wir den PM1743 mit 231,373 IOPS bei 274µs.

Oracle-Workloads

Bei unserem ersten Oracle-Workload-Test blieb der CM7-R mit 415,156 IOPS bei 85.7 µs erneut schnell und hatte eine niedrige Latenz. Als nächstes kommt der Memblaze 7940 mit 360,645 IOPS bei 98 µs. Und schließlich haben wir den PM1743 mit 317,275 IOPS bei 111 µs.

Beim Oracle 90/10-Test lagen The Memblaze und das 7940 sowie das KIOXIA CM7-R extrem nah beieinander. Der CM7-R erreichte 291,748 IOPS bei 75 µs, während der 7940 292,670 IOPS bei 75 µs erreichte. Und zuletzt haben wir den PM1743 mit 250,189 IOPS bei 87.5 µs.

Beim Oracle 80/20-Test übernahm der CM7-R erneut die Führung, diesmal jedoch weniger umstritten. Der CM7-R erreichte 415,156 IOPS bei 85.7 µs. Als nächstes folgte der 7940 mit 360,645 IOPS bei 98 µs, gefolgt vom PM1743 mit 317,275 IOPS bei 111 µs.

SQL-Workloads

Bei unserem ersten SQL-Workload übernahm der Memblaze 7940 dieses Mal die Führung mit 429,015 IOPS bei 74.3 µs und erreichte 76 µs. Als nächstes folgt der CM7-R mit 394,949 IOPS bei 80.7 µs. Und schließlich haben wir den PM1743 mit 343,548 IOPS bei 92.9 µs.

Beim SQL 90/10-Test hat der 7940 dem CM7-R einiges abverlangt: Der CM7-R erreichte 397,046 IOPS bei 80 µs und der 7940 erreichte 392,460 IOPS bei 81.2 µs. Endlich haben wir hier den PM1743 mit 328,793 IOPS bei 96.9 µs.

Beim SQL 80/20-Test erreichte der CM7-R 406,486 IOPS bei 78 µs. Der Memblaze 7940 belegte mit 365,549 IOPS bei 87 µs den zweiten Platz und der PM1743 landete mit 321,873 IOPS bei 98.9 µs auf dem letzten Platz.

VDI-Workloads

Als nächstes folgt der VDI FC (Full Clone) Boot-Test, wobei der 7940 mit 359,767 IOPS bei 97 µs die Führung übernimmt. Als nächstes folgt der CM7-R mit 346,330 IOPS bei 99.9 µs. Und schließlich der PM1743 mit 264,741 IOPS bei 130µs.

Beim VDI FC Initial Login übernahm erneut der Memblaze 7940 die Führung mit 208,784 IOPS bei 141.7 µs, gefolgt vom CM7-R. Der CM7-R erreichte 193,981 IOPS bei 152.7 IOPS, während der PM1743 mit 157,405 IOPS bei 188.5 µs dahinter zurückblieb.

Beim VDI FC Monday Login lief der CM7-R mit 160,499 IOPS bei 98µs an die Spitze. In diesem Test lagen der 7940 und der PM1743 ziemlich nah beieinander, wobei der 7940 130,432 IOPS bei 121 µs und der PM1743 126,077 IOPS bei 125.4 µs erreichte.

Beim VDI LC (Linked Clone) Boot-Test eroberte sich der 7940 mit 166,105 IOPS bei 96 µs die Führung zurück. Der CM7-R blieb mit 160,358 IOPS bei 99.4 µs knapp dahinter. Schließlich zeigte der PM1743 138,208 IOPS bei 115.7 µs.

Beim ersten VDI LC-Login eroberte der CM7-R mit 87,812 IOPS bei 88.8 µs seinen Vorsprung zurück. Als nächstes folgt der 7940 mit 75,427 IOPS bei 104.3 µs, gefolgt vom PM1743 mit 70,328 IOPS bei 111.8 µs.

Für unseren letzten Test haben wir den VDI LC Monday Login-Teil, in dem der CM7-R 115,674 IOPS bei 136.3 µs erreichte. Der Memblaze 7940 folgt mit 107,827 IOPS bei 146.5 µs. Und zuletzt kommt der PM1743 mit 95,076 IOPS bei 166.1 µs.

Schlussfolgerung

KIOXIA hat großartige Arbeit geleistet und eine breite Palette unterstützter Schnittstellen für seine CM7-Produktfamilie angeboten. Letztes Jahr haben wir den 3.2 TB großen KIOXIA CM7-V in U.2 getestet. Während die NVMe Gen3/Gen4-Märkte fast ausschließlich U.2-Märkte waren, haben Gen5-SSDs den Markt aufgewühlt, da Serveranbieter größtenteils Plattformen mit EDSFF-Laufwerken über den E3.S-Formfaktor anbieten. Mit der CM7-Plattform versucht KIOXIA seinen Kunden Wahlmöglichkeiten beim Formfaktor zu bieten und ihnen damit Flexibilität zu geben.

Die 7.68 TB große KIOXIA CM7-R konnte sich in unseren Tests im Vergleich zu anderen Gen5-SSDs mit ähnlicher Dichte recht gut behaupten. Im Vergleich zum Samsung PM1743 oder Memblaze 7940 rangierte das CM7-R insgesamt im mittleren oder oberen Bereich und zeigte in vielen unserer Tests mit gemischter Arbeitslast eine außergewöhnliche Leistung. Highlights sind eine sequentielle 54K-Leseleistung von über 10 GB/s und eine sequentielle Schreibleistung von 3.3 GB/s. In unserem 4K-Zufallslesetest für kleine Blöcke haben wir 715 IOPS bei 78us gemessen, mit zufälligen Schreibgeschwindigkeiten von 691 IOPS bei 740us. Wir haben in diesem Test beim OEM-Beispiel des U.2 CM7-V im Vergleich zum Dell-Modell CM7-R eine viel höhere Zufallsleseleistung festgestellt.

Für Kunden, die die E3.S- oder U.2-Schnittstelle nutzen, bietet KIOXIA eine breite Palette an Laufwerken aus der CM7-Produktfamilie. Während die Optionen mit der höchsten Kapazität immer noch auf die 15-mm-U.2-CM7-Varianten beschränkt sind, die von 1.92 TB bis 30.7 TB reichen, können Kunden weiterhin CM7-R in den Modellen bis zum 15.36 TB E3.S-Formfaktor erwerben. Das ist bei diesen Gen5-Geschwindigkeiten immer noch ziemlich viel Kapazität, was bedeutet, dass der CM7-R einen enormen Mehrwert für moderne Workloads bieten kann.

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