Solidigm PS1010 SSD-Test

Die Solidigm PS1010 ist eine hervorragende Wahl für Unternehmen, die ihren Rechenzentrumsbetrieb mit einer Hochleistungs-SSD optimieren möchten.

Die Solidigm D7-PS1010 ist eine hochleistungsfähige PCIe 5 SSD, die für anspruchsvolle Workloads in Unternehmens- und Cloud-Rechenzentren, insbesondere in KI/ML-Datenpipelines, entwickelt wurde. Diese SSD ist Teil des umfangreichen Portfolios von Solidigm und bietet Kapazitäten von 1.92 TB bis 15.36 TB in Formfaktoren wie U.2 und E3.S. Die PS1010 wurde für Standard-Daueranwendungen entwickelt und verspricht erstklassige Leistung und robuste Zuverlässigkeit, wodurch sie für eine Vielzahl von Hochleistungs-Computerumgebungen geeignet ist.

Angetrieben von einer aktualisierten Gen5-Schnittstelle und 176-Schicht-TLC-3D-NAND wird das Solidigm PS1010 mit beeindruckenden Leistungszahlen angegeben. Dieses Laufwerk verspricht sequentielle Lesegeschwindigkeiten von bis zu 14,500 MB/s und sequentielle Schreibgeschwindigkeiten von bis zu 9,300 MB/s. Seine zufällige Lese- und Schreibleistung ist mit bis zu 3.1 Millionen IOPS für Lesevorgänge und bis zu 400,000 IOPS für Schreibvorgänge ebenso beeindruckend. Solidigm gibt an, dass diese Leistung mit einem durchschnittlichen aktiven Stromverbrauch von 23 W und einem Leerlaufstrom von 5 W erreicht wird, was es energieeffizient macht, ohne die Geschwindigkeit zu beeinträchtigen. Darüber hinaus ermöglicht die Unterstützung mehrerer Energiezustände den Benutzern, Leistung und Energieeffizienz je nach Bedarf in Einklang zu bringen.

Der Solidigm PS1010 verfügt über Funktionen zur Gewährleistung der Datenintegrität und -sicherheit. Er unterstützt die Spezifikationen NVMe 2.0 und NVMe-MI v1.2 und bietet hohe Kompatibilität und Verwaltbarkeit über verschiedene Systeme hinweg. Das Laufwerk entspricht den Zertifizierungen TCG Opal 2.02 und FIPS 140-3 Level 2 und gewährleistet robuste Sicherheit durch Geräteverschlüsselung und sichere Startmechanismen. Die Gerätebescheinigung überprüft, ob die Firmware authentisch und unverfälscht ist, und fügt so eine zusätzliche Vertrauensebene hinzu. Der sichere Start stellt sicher, dass beim Start nur vertrauenswürdige Software geladen wird, und schützt so vor nicht autorisierten Firmware- und Bootloader-Angriffen. Darüber hinaus schützt die AES-256 XTS-Verschlüsselung alle auf dem Laufwerk gespeicherten Daten und schützt vertrauliche Informationen, selbst wenn das Laufwerk physisch kompromittiert ist.

Zur Verwaltbarkeit bietet das PS1010 sowohl Out-of-Band- als auch In-Band-NVMe-Verwaltungsfunktionen. Out-of-Band-NVMe-MI mit SMBus und PCIe-VDM ermöglicht Systemadministratoren die Überwachung und Verwaltung der SSD über eine dedizierte Schnittstelle und bietet Flexibilität und Kontrolle, ohne die primären Datenpfade zu beeinträchtigen. In-Band-NVMe-MI bietet direkten Zugriff auf Verwaltungsfunktionen über dieselbe Schnittstelle, die für die Datenübertragung verwendet wird, was den Verwaltungsprozess vereinfacht und den Bedarf an zusätzlicher Hardware reduziert.

Wie oben erwähnt, eignet sich dieses Laufwerk gut für KI/ML-Workloads und bietet in bestimmten Pipeline-Phasen einen bis zu 50 % höheren Durchsatz als andere Laufwerke. Es eignet sich ideal als NVMe-Datencache-Laufwerk in GPU-Servern oder in All-Flash-Hochleistungsstufen, die Speicher mit geringerer Leistung unterstützen. Aufgrund seiner Fähigkeit, reale IO-Bedingungen effektiv zu handhaben, eignet es sich für Hochleistungsrechnen, Allzweckserver und OLAP-Datenbanken (Online Analytical Processing).

Neben der Leistung bietet das PS1010 erweiterte Datenschutzfunktionen. Verbesserte PLI-Tests (Power Loss Imminent) stellen sicher, dass die Daten bei plötzlichen Stromausfällen erhalten bleiben. Das Laufwerk verfügt außerdem über einen robusten End-to-End-Datenschutz mit ECC (Error Correcting Code), der 99 % des SRAM des Laufwerks abdeckt und so Datenbeschädigungen vorbeugt. Die Anfälligkeit für stille Datenbeschädigung (Silent Data Corruption, SDC) wird auf beeindruckende 1E-25 modelliert, was eine hohe Datenzuverlässigkeit über die gesamte Lebensdauer des Laufwerks gewährleistet.

Solidigm PS1010 Spezifikationen

Der Solidigm PS1010 ist eine vertikal integrierte Lösung, bei der Controller, Firmware, DRAM und NAND alle aus eigenen Designs stammen:

• Steuerung: SK Hynix ACNT081
• DRAM: SK Hynix H5AG48DXND
• NAND: SK Hynix H25T3TCG8C

Solidigm bietet außerdem die Solidigm-Speichertool (SST) zur Laufwerksverwaltung. Die Version 1.13 erschien im Juni 2024 und unterstützt Windows, Linux und ESXi.

Solidigm D7-PS1010 Leistung

Zum Test der Solidigm PS1010 Gen5 SSD verwenden wir eine 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.

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.

Arbeitslast-Benchmarking

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.

Für diesen Test vergleichen wir die Solidigm PS1010 mit der Samsung PM1743, und KIOXIA CM7-R SSDs für alle Arbeitslasten.

fio Spitzenleistungsanalyse

Das von uns eingesetzte Fio-Skriptpaket ist ein automatisiertes Skript, das so eingerichtet ist, dass es die Laufwerke auf konsistente Weise vorkonditioniert und leicht testet. hier auf Github. Damit haben wir sequentielle Lese- und Schreibtests mit 256 K für Spitzenbandbreite und zufällige Lese- und Schreibtests mit 4 K für Spitzendurchsatz durchgeführt.

Die Solidigm PS1010 7.68 TB SSD bietet im Vergleich zu ihren Mitbewerbern in mehreren wichtigen Bereichen eine herausragende Leistung. Sie ist führend bei der sequentiellen Lesegeschwindigkeit von 256K mit 14,848 MB/s und übertrifft damit KIOXIA CM7-R und Samsung PM1743. Damit ist sie ideal für leseintensive Anwendungen.

Bei sequentiellen 256K-Schreibvorgängen erreicht es eine gute Leistung von 7,117 MB/s. Das PS1010 zeigt auch eine starke 4K-Random-Leseleistung mit 2,084,960 IOPS und übertrifft damit die Laufwerke von KIOXIA und Samsung. Bei 4K-Random-Schreibvorgängen zeigte das PS1010 eine starke Leistung und erreichte 408,721 IOPS und lag damit erneut vor den Modellen von Samsung und KIOXIA.

VDBench-Workload-Analyse

Diese Tests nutzen den typischen vdBench-Workloadgenerator mit einer Skript-Engine zum Automatisieren und Erfassen von Ergebnissen über einen großen Computertestcluster. Dadurch können wir dieselben Workloads auf verschiedenen Speichergeräten wiederholen, darunter Flash-Arrays und einzelne Speichergeräte. 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 Anwendungsworkloads reagieren könnte. Dies unterscheidet sich von Vollentropietests, bei denen 100 % des Laufwerks genutzt und in einen stabilen Zustand versetzt werden. Daher spiegeln diese Zahlen höhere, anhaltende Schreibgeschwindigkeiten 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
• VDI-Vollklon- und Linked-Clone-Traces

Zufällige und sequentielle Arbeitslasten

In unserem ersten VDBench-Test zeigt der Random Read 4K, dass die Solidigm PS1010 einen Durchsatz von 729 IOPS hat, aber eine Latenz von 96.6 µs, knapp hinter dem KIOXIA-Laufwerk.

Bei Random Write 4k war das Solidigm-Laufwerk das beste und erreichte 941 IOPS bei einer Latenz von 526.7 µs. Die Laufwerke von Samsung und KIOXIA hinkten mit 730 bzw. 700 IOPS hinterher.

Bei der zufälligen 64K-Leistung war die PS1010 mit großem Abstand die beste. Beim Lesen erreichte sie 192K IOPS bei einer Latenz von 165.9 µs, verglichen mit den Laufwerken Samsung PM1742 und KIOXIA CM7, die den Test beide mit etwa 145K IOPS beendeten.

Beim 64K-Random-Schreiben erreichte der PS1010 einen Spitzenwert von 63K IOPS mit einer Latenz von 249.1 ms.

Beim sequentiellen Lesen von 64K war die Solidigm PS1010 mit 177K IOPS (11.1 GB/s) und einer Latenz von 360.8 µs erneut führend. Das ist deutlich schneller als die beiden anderen getesteten Laufwerke.

Beim sequentiellen 64K-Schreibvorgang bleibt die Solidigm PS1010 mit einem beeindruckenden Spitzenwert von 67K IOPS (oder 4.17 GB/s) bei einer Latenz von 953.7 µs an erster Stelle.

Gemischte Workloads

Unser erster gemischter Workload-Test ist der 4K 70/30-Test, bei dem der Solidigm PS1010 651 IOPS bei nur 97 µs zeigte. Das reichte für den zweiten Platz, lag jedoch deutlich hinter dem Spitzenwert von 881 IOPS des KIOXIA.

Im 8K 70/30-Test kam das Solidigm PS1010 mit einem Spitzenwert von 545 IOPS bei einer Latenz von 116.2 µs dem KIOXIA-Laufwerk näher.

In unserem 16K-Teil sprang der Solidigm PS1010 mit 404K IOPS bei 78.8 µs in Führung. Die Laufwerke von KIXOIA und Samsung blieben hier deutlich zurück und erreichten Spitzenwerte von 329K IOPS bzw. 290K IOPS.

Das Solidigm-Laufwerk schnitt im sequentiellen 16K-Lesetest sehr gut ab. Beim Schreiben erreichte es einen Höchstwert von rund 205 IOPS und beendete den Test mit 75.3 µs.

Erneut war der Solidigm PS1010 führend bei sequentiellen 16 K-Lesevorgängen und erreichte einen Spitzenwert von 404 K IOPS bei einer Latenz von 78.8 µs.

SQL-Workloads

Bei unserer ersten SQL-Arbeitslast lag der Solidigm PS1010 mit 451 IOPS bei 70.6 µs vorne. Der KIOXIA CM7 war mit 396 IOPS bei 80.5 µs mit großem Abstand Zweiter.

Im SQL 90/10-Bereich behielt der PS1010 mit 416 IOPS und einer Latenz von 76.3 µs seinen Spitzenplatz.

Zum Schluss noch der SQL 80/20-Test, bei dem das Solidigm-Laufwerk auf den zweiten Platz zurückfiel (wenn auch sehr nah am KIOXIA) und 396 IOPS bei einer Latenz von 80.1 µs erreichte.

Oracle-Workloads

Bei unserer ersten Oracle-Arbeitslast belegte die Solidigm PS1010 mit 393 IOPS bei 89.9 µs den zweiten Platz. Die KIOXIA CM7 war mit 417 IOPS bei 85.1 µs das führende Laufwerk.

Als Nächstes folgt die Oracle 90/10-Arbeitslast, bei der der PS1010 mit 312 IOPS und einer Latenz von 69.9 µs den ersten Platz einnahm.

Im letzten 80/20-Test zeigten die Laufwerke von Solidigm und KIOXIA am Ende des Tests die gleiche Leistung, mit einem Spitzenwert von 304 IOPS und einer Latenz von 71.6 µs.

VDI-Workloads

Als nächstes folgen die VDI FC-Tests (Full Clone). Beim Booten erreichte das neue Solidigm-Laufwerk beeindruckende 380 IOPS mit einer Latenz von 90.8 µs und belegte damit den ersten Platz. Als nächstes folgt das CM7 mit 348 IOPS bei 99.1 µs.

Beim ersten VDI FC-Login war das PS1010 mit 246 IOPS bei 119.8 µs erneut das Laufwerk mit der besten Leistung (mit großem Abstand). Das nächstbeste Laufwerk war das KIOXIA, das knapp 200 IOPS bei einer Latenz von 151 µs erreichte.

Beim VDI FC Monday Login belegte der PS1010 mit 147 IOPS bei 107 µs den zweiten Platz.

Die letzten Tests sind unser VDI LC (Linked Clone). Zuerst der Boot-Test, bei dem der PS1010 mit 175 IOPS bei 91µs den Spitzenplatz zurückerobert hat. Der CM7 blieb mit 160 IOPS bei 99µs relativ nah dran.

Beim ersten VDI-LC-Login fiel der Solidigm PS1010 etwas zurück und erreichte 73 IOPS bei 107.3 ​​ms – ein bisschen besser als der Spitzenwert des Samsung PM1748 von 70 IOPS mit 118 µs Latenz. Der CM7 übernahm hier mit 88 IOPS bei 87.7 µs die Führung.

Für unseren letzten Test haben wir uns das VDI LC Monday Login-Ergebnis angesehen, das zeigte, dass die Solidigm PS1010 mit 114 IOPS bei einer Latenz von 138.4 µs eine Spur hinter dem KIOXIA-Laufwerk lag.

Schlussfolgerung

Die Solidigm D7-PS1010 ist eine hervorragende Wahl für Unternehmen, die ihren Rechenzentrumsbetrieb mit leistungsstarken Gen5-SSDs optimieren möchten. Dank ihrer beeindruckenden Lese- und Schreibgeschwindigkeiten und robusten Sicherheitsfunktionen eignet sie sich gut für KI/ML-Datenpipelines und andere anspruchsvolle Workloads. Die Fähigkeit des Laufwerks, mit realen IO-Bedingungen effektiv umzugehen, gewährleistet eine gleichbleibende Leistung in einer Reihe verschiedener Anwendungen, von Allzweckservern bis hin zu Datenbanken. In unseren Four Corners FIO-Workloads übertraf sie die aktuellen 1DWPD Gen5-SSD-Vergleichsgeräte. Zu den Highlights zählen 14.8 GB/s sequentielles Lesen, 7.1 GB/s Schreiben und über 2 Mio. IOPS 4K wahlfreies Lesen.

Darüber hinaus sorgen die erweiterten Datenschutzfunktionen des D7-PS1010, wie z. B. erweiterte PLI-Tests (Power Loss Imminent) und robuster End-to-End-Datenschutz mit ECC, für Sicherheit hinsichtlich Datenintegrität und Zuverlässigkeit. Die Unterstützung mehrerer Energiezustände und flexibler Formfaktoren (U.2 und E3.S) trägt zu seiner Vielseitigkeit bei und ermöglicht Energieeffizienz und Kompatibilität mit einer Vielzahl von Rechenzentrumskonfigurationen.

Gen5-SSDs eröffnen ein neues Leistungsniveau, das für die heutige KI, HPC und andere datenintensive Workloads, die GPUs oder andere Beschleuniger nutzen, von entscheidender Bedeutung ist. Der Sprung gegenüber Gen4 ist spürbar: Unternehmen können mit der gleichen Anzahl an Laufwerken doppelt so viele GPUs betreiben wie Speichersysteme mit Gen4-SSDs. Ob es sich um eine KI-Aufgabe oder gängigere Anwendungsfälle in Unternehmen handelt, die Solidigm PS1010 schneidet in unseren Tests sehr gut ab und zeigt eine äußerst wettbewerbsfähige Leistung an der Spitze des Gen5-Pakets.

Solidigm-Produktseite

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