SK hynix développe un portefeuille de SSD d'entreprise PCIe Gen4

SK hynix n'est pas seulement la troisième plus grande société de semi-conducteurs au monde et le deuxième plus grand fabricant de puces mémoire, elle utilise également son sens technologique pour créer une gamme réputée de dispositifs de stockage flash SATA et NVMe. Dans cet article, nous donnerons un aperçu du PE8010, le dernier lecteur PCIe Gen4 Non-Volatile Memory Express (NVMe) de SK hynix, et soulignerons ses performances impressionnantes. Nous allons d'abord fournir un aperçu et expliquer pourquoi les disques qui utilisent l'interface PCIe Gen4 changent tellement la donne pour le centre de données.

SK hynix n'est pas seulement la troisième plus grande société de semi-conducteurs au monde et le deuxième plus grand fabricant de puces mémoire, elle utilise également son sens technologique pour créer une gamme réputée de dispositifs de stockage flash SATA et NVMe. Dans cet article, nous donnerons un aperçu du PE8010, le dernier lecteur PCIe Gen4 Non-Volatile Memory Express (NVMe) de SK hynix, et soulignerons ses performances impressionnantes. Nous allons d'abord fournir un aperçu et expliquer pourquoi les disques qui utilisent l'interface PCIe Gen4 changent tellement la donne pour le centre de données.

En juin 2019, SK hynix a annoncé le lancement du PE6011, son dernier SSD d'entreprise NVMe qui nous avons révisé. Le PE6011 est un appareil NVMe de faible puissance avec un flash NAND 72D TLC à 3 couches et un contrôleur SK hynix NVMe conçu pour le marché des entreprises. Bien qu'il ne soit pas le plus performant des disques comparables, le PE6011 a donné de bons chiffres tout autour et nous avons constaté qu'il atteignait un bon équilibre entre la consommation d'énergie, les performances et le coût.

Disques NVMe SK hynix PE8000

En avril 2020, SK hynix a annoncé la disponibilité de sa série PE8000 de disques SSD NVMe. Chacun a une capacité maximale de 8 To et utilise la mémoire flash NAND 96D à cellule triple niveau (TLC) à 4 couches de la société, ainsi qu'un contrôleur développé en interne. Il existe actuellement deux disques dans cette série : le PE8010, qui a été conçu pour les charges de travail intensives en lecture, et le PE8030, qui a été conçu pour les charges de travail à usage mixte. L'aspect le plus intéressant de ces deux disques est qu'ils ont tous deux une interface PCIe Gen4 et sont compatibles avec les facteurs de forme U.2 et U.3 plus récents.

L'innovation est au cœur de SK hynix, ils ont longtemps été une organisation axée sur l'ingénierie. Ils prévoient de répondre en permanence aux demandes changeantes de l'industrie en adoptant de nouvelles technologies NAND. Sur la feuille de route figurent plusieurs produits, comme le PE8110 qui est une famille de SSD qui tirera parti de la NAND 128 Go à 512 couches. De plus, SK hynix travaille également sur les disques M.2 et E1.S (EDSFF Short) avec cette technologie NAND.

En plus de la nouvelle NAND, il existe de nouveaux facteurs de forme à explorer. SK hynix proposera bientôt le PE8111, qui utilise le nouveau facteur de forme E1.L (EDSFF Long), communément appelé « règle ». Ce facteur de forme devient de plus en plus populaire auprès des hyperscalers et commence également à se glisser dans les conceptions de serveurs grand public.

Le PE8111 utilise une NAND TLC de 128 To à 1 couches, une première dans l'industrie. SK hynix vient tout juste de commencer à tester le lecteur auprès des clients, mais cela met en évidence l'étendue de plus en plus flexible de leurs offres flash. Une version d'une capacité de 16 To du disque est actuellement au centre des préoccupations, mais on nous dit qu'un disque d'une capacité de 32 To est également sur la feuille de route.

Spécifications SK hynix PE8010 (PCIe Gen4x4)

TLC est une mémoire flash NAND qui stocke trois bits d'informations par cellule, plutôt qu'un bit de mémoire ou deux bits dans une mémoire flash à cellule à un niveau (SLC) et à cellule à plusieurs niveaux (MLC). La technologie SK hynix 4D est essentiellement la technologie Periphery Under Cell (PUC) avec la technologie NAND 3D conventionnelle empilée dessus.

En utilisant la mémoire flash NAND 96D TLC 512 Go (Gigabit) à 4 couches, le PE8010 est proposé à un prix compétitif par rapport à la dernière génération de disques de plus petite capacité.

L'autre caractéristique intéressante de ce lecteur est qu'il prend en charge à la fois les anciens facteurs de forme U.2 et les nouveaux facteurs de forme U.3. Le U.2 (FKA SFF-8639) est une interface informatique permettant de connecter des disques SAS et SATA à un ordinateur et peut utiliser jusqu'à quatre voies PCIe. Le U.3 est construit au-dessus de la spécification U.2 et utilise un connecteur U.2 ; cependant, il prend en charge les disques NVMe, SAS et SATA, ainsi que le remplacement à chaud entre ces trois types de disques différents si le micrologiciel le prend en charge. Les disques U.3 sont rétrocompatibles avec U.2, mais les disques U.2 ne sont pas compatibles avec les hôtes U.3 purs.

Cependant, la principale caractéristique et l'avantage du lecteur SK hynix PE8010 est sa prise en charge de la norme de bus PCIe Gen4. Le bus Gen4 double la bande passante du bus PCIe Gen3 tout en maintenant la compatibilité ascendante et descendante dans la prise en charge logicielle et l'interface mécanique avec le bus Gen3. Cela permet à l'appareil Gen4 d'avoir jusqu'à 16 GT/s (gigatransferts/seconde) contre les 8 GT/s pour les appareils Gen3. Cela équivaut à des taux de transfert de données allant jusqu'à 2 Go/s (gigaoctets/seconde) contre 1 Go/s par voie.

Comme PCIe Gen4 est la dernière technologie de bus, les serveurs actuels qui la prennent en charge continuent de progresser dans le pipeline. Advanced Micro Devices (AMD) a été plus agressif dans sa prise en charge, et nous nous attendons à voir bientôt des systèmes Intel avec prise en charge PCIe Gen4.

Pour nos tests, nous avons utilisé un seul processeur Lenovo SR635 avec un processeur AMD 7742. Nous avons fait un article et une vidéo sur le Lenovo SR635 (situé ici et ici) plus tôt cette année, mais voici un bref récapitulatif. Le SR635 est un serveur 1U à socket unique qui prend en charge 2^nd gen AMD EPYC CPU et jusqu'à 2 To de 3200 MHz de DRAM. De plus, et surtout pour nos tests, il prend en charge PCIe 4.0 de bout en bout, selon le fond de panier installé.

Pour nos tests initiaux dans CentOS 7 avec dix SSD PE6011 contre dix SSD NVMe PE8010, nous examinons les tests traditionnels de débit et de bande passante « aux quatre coins » en utilisant des charges de travail aléatoires 4K et séquentielles 64K.

Ensuite, nous changeons notre environnement logiciel pour VMware ESXi 6.7u3 et comparons les performances d'un groupe de SSD de plus petite taille. Pour SQL Server, nous utilisons 4 SSD NVMe, 8 machines virtuelles au total, avec notre instance SQL Server 2014 exécutant notre profil de charge de travail TPC-C à 1,500 XNUMX échelles.

Enfin, nous concentrons notre charge de travail MySQL Sysbench sur 2 SSD de chaque groupe, avec 8 VM réparties uniformément sur la paire de SSD. Cela nous donne une empreinte de charge de travail de 4 VM par SSD, en se concentrant sur l'impact de stockage de l'environnement.

Le PE8010 a les meilleures performances de tous les appareils NVMe que nous avons testés à ce jour. Il peut fournir des vitesses de lecture séquentielle allant jusqu'à 35.8 Go/s et des vitesses d'écriture séquentielle allant jusqu'à 17.5 Go/s, avec des lectures et écritures aléatoires allant jusqu'à 8.1 M et 3.97 M d'opérations d'entrée/sortie par seconde (IOPS), respectivement . Par rapport au PE6011, la précédente solution Gen3 basée sur PCIe de la société, le PE8010 offre une amélioration substantielle des performances de 133 % pour les lectures séquentielles et de 192 % pour les écritures aléatoires.

Les principaux avantages de PCIe Gen4 qui sont mis en évidence tout au long des tests sont que les entreprises sont en mesure de mieux utiliser les ressources CPU et RAM du système, en évitant le goulot d'étranglement de la couche de stockage.

Dans les charges de travail d'application telles que SQL Server ou MySQL, les performances de la charge de travail ont vu la latence divisée par deux. Dans la charge de travail MySQL Sysbench gourmande en CPU, qui concentrait les E/S sur deux SSD, le PE8010 offrait une augmentation de 69 % des performances de la charge de travail.

Comme les serveurs offrent des processeurs avec plus de cœurs ou prennent en charge des capacités DRAM étendues, il est primordial de disposer d'un périphérique de stockage capable de suivre les composants de nouvelle génération. Lors de nos tests, nous avons constaté que le PE8010 était capable de pousser notre système de banc d'essai à l'extrême. Les applications modernes devraient grandement bénéficier de ces dernières technologies.

Conclusion

Souvent, les nouvelles technologies sont loin de répondre à leurs attentes en matière de performances, mais dans ce cas, nous avons été très impressionnés par les performances réelles du PE8010. Étant donné que le PE8010 devrait avoir une petite prime par rapport aux appareils PCIe Gen3, nous nous attendons à ce qu'il soit un gagnant pour SK hynix. Nous nous attendons également à ce que les disques Gen4 poussent les performances globales du serveur à de nouveaux niveaux, et SK hynix est sorti tôt en expédiant déjà des appareils Gen4 et en étant un leader incontesté dans cette technologie.

Sans aucun doute, en raison de sa présence auprès de fournisseurs de cloud où chaque watt utilisé affecte le résultat net, le PE8010 a été optimisé pour la consommation d'énergie et possède le meilleur IOPS/Watt de sa catégorie, ce qui entraîne une réduction du TCO et de l'OPEX.

Nous avons quelques mises en garde concernant l'utilisation de ces disques qui méritent d'être mentionnées. En raison de leurs excellentes performances, un serveur rempli de périphériques PCIe Gen4 submergera un processeur ; en tant que tel, vous devrez être intelligent dans la façon dont vous concevez les systèmes. La meilleure façon d'utiliser ces périphériques jusqu'à ce que les serveurs soient entièrement conçus pour utiliser les disques Gen4 est d'utiliser une combinaison appropriée de Gen4 haut de gamme avec un stockage NVMe plus traditionnel ou même SATA pour le niveau flash à coût optimisé.

Il est important de garder à l'esprit que le prix du PE8010 est compétitif par rapport aux périphériques PCIe NVMe Gen3, donc si vous prévoyez une actualisation du serveur, vous voudrez peut-être envisager de les acheter pour vos serveurs existants si nécessaire, même s'ils ne prennent en charge que Gen3. Étant donné que les disques Gen4 sont rétrocompatibles, ils peuvent être utilisés avec des systèmes plus anciens pour le moment, puis déplacés ultérieurement vers un système plus récent. Bien sûr, les appareils Gen4 auront toujours les limitations de bande passante Gen3 jusqu'à ce que de nouveaux systèmes compatibles Gen4 soient acquis.

Avec la croissance continue du flash dans tous les domaines, des charges de travail de niveau 0 au stockage de classe archive, l'adoption du SSD ne montre aucun signe de ralentissement dans l'entreprise. Avec les nouveaux produits Gen4 et tous les autres développements SSD en cours, SK hynix est clairement une force motrice pour un avenir XNUMX % flash.

Lancement de SK hynix Gen4

Infographie SK hynix PCIe Gen4 Enterprise SSD

Ce rapport est parrainé par SK hynix. Tous les points de vue et opinions exprimés dans ce rapport sont basés sur notre vision impartiale du ou des produits à l'étude.