SSD Western Digital SN861 Gen5 : solutions polyvalentes pour les besoins modernes à grande échelle et des entreprises

Il est évident que les derniers SSD Gen5, tels que le Western Digital SN861, influencent les résultats commerciaux. Si vous avez besoin d’une preuve, ne cherchez pas plus loin que leur impact sur la révolution de l’IA.

Sponsorisé par Western Digital

Le SSD Western Digital Ultrastar® DC SN861 est conçu pour répondre aux besoins de haute performance des centres de données hyperscale et des environnements d'entreprise. Le SN861 prend en charge une interface PCIe® Gen5 et est disponible sous différents facteurs de forme, notamment U.2 et E1.S, lui permettant de s'adapter à plusieurs scénarios de déploiement. Ce n'est cependant pas aussi simple que de fabriquer le SN861 dans différents facteurs de forme ; Western Digital a judicieusement conçu l'ensemble des fonctionnalités du SN861 pour s'aligner sur ses marchés cibles.

L'interface Gen5 donne au SN861 une amélioration immédiate des performances par rapport à la génération précédente SN655. Les avantages du nouveau disque sont bien plus profonds, avec des fonctionnalités telles que le placement flexible des données (FDP) dans le facteur de forme E1.S. FDP réduit l'amplification de l'écriture et optimise le placement des données. Le SN861 comprend des fonctionnalités de sécurité avancées telles que la protection des données de bout en bout, le cryptage AES-XTS et TCG OPAL 2.01. Le contrôleur contribue également à réduire la consommation électrique des SSD, avec une moyenne inférieure à 5 watts au repos. De plus, le disque prend en charge plusieurs normes telles que NVMe® 2.0 et OCP Cloud Spec 2.0.

Bien que les fonctionnalités de sécurité et d'efficacité soient essentielles, chaque actualisation générationnelle inclut une augmentation significative des performances, et le SN861 n'est pas différent. Le disque offre des vitesses de lecture séquentielle allant jusqu'à 13,700 3.3 Mo/s et des IOPS en lecture aléatoire jusqu'à 861 millions, essentielles pour les applications telles que l'IA/ML et l'analyse du Big Data. Les deux versions du SN20 consomment en moyenne 5 watts en fonctionnement et moins de 1 watts au repos. La puissance est réglable, il est donc facile d'ajuster le profil de puissance du disque en fonction de la charge de travail attendue. Les hyperscalers, par exemple, exécutent souvent leurs disques EXNUMX.S à des niveaux de consommation beaucoup plus faibles.

Il est intéressant de noter que même si les deux facteurs de forme du SN861 sont techniquement très similaires dans leur conception, Western Digital a optimisé chaque disque pour des charges de travail spécifiques. Dans la version E1.S, par exemple, cela signifie des fonctionnalités telles que FDP et des performances optimisées pour les charges de travail cloud. Le disque U.2, en revanche, trouvera sa place dans les charges de travail d'entreprise hautes performances et sans aucun doute dans les charges de travail émergentes comme l'IA qui peuvent bénéficier de l'augmentation massive des performances du disque.

EDSFF et FDP

FDP offre des avantages significatifs aux hyperscalers comme Meta en optimisant les performances et la fiabilité de leurs SSD dans des charges de travail telles que CacheLib. FDP réduit le facteur d'amplification d'écriture (WAF), ce qui entraîne des vitesses d'écriture améliorées et une durée de vie prolongée des SSD, ce qui est crucial pour gérer des tâches de traitement de données massives.

La technologie améliore l'organisation des données en regroupant intelligemment les données similaires, en minimisant le surprovisionnement et en réduisant le besoin d'un garbage collection intensif. FDP prend également en charge plusieurs espaces de noms, garantissant des performances cohérentes sur différentes charges de travail. Cette optimisation améliore les performances et l'endurance des applications et réduit considérablement le coût total de possession (TCO) des infrastructures de stockage à grande échelle.

La prise en charge de FDP dans la version E1.S de l'Ultrastar SN861 affirme que le disque est prêt à répondre aux besoins des hyperscalers, mais FDP n'est qu'une partie de l'équation. La version E1.S du disque doit répondre aux exigences de performances à grande échelle, en particulier la qualité de service autour des performances de lecture.

U.2 pour les entreprises

Aussi passionnant que soit le disque E1.S pour les cas d’utilisation à grande échelle, le U.2 SN861 est le disque que la plupart des entreprises adopteront. Nous soumettons le lecteur à une série de tests pour mesurer les performances globales dans notre suite de tests standard.

Fiche technique du SSD Western Digital Ultrastar DC SN861

Pour mesurer les performances des SSD d'entreprise NVMe® Gen5 utilisés dans cette comparaison, nous avons exploité une suite de tests fio pour les charges de travail aux quatre coins et Vdbench pour les charges de travail mixtes. Le package de script fio que nous avons exploité est un script automatisé configuré pour préconditionner et tester légèrement les lecteurs de manière cohérente, trouvé ici sur github. Nous l'avons utilisé pour effectuer des tests de lecture et d'écriture séquentiels de 256 Ko pour la bande passante maximale et des tests de lecture et d'écriture aléatoires de 4 Ko pour le débit maximal.

Lorsque nous examinons les principaux chiffres de performances du Western Digital SN861, il fait bon usage de son interface Gen5. En lecture séquentielle, il mesurait 13.3 Go/s, ce qui arrivait en deuxième position par rapport au Samsung PM1743, qui mesurait 14.5 Go/s. En écriture séquentielle, le SN861 est arrivé en premier, balayant les deux autres modèles Gen5 comparables, avec une vitesse de 7.7 Go/s, avec 6.1 Go/s du Samsung PM1743 comme prochain plus proche.

Les performances de lecture aléatoire 4K étaient particulièrement bonnes, mesurant 2.11 millions d’IOPS, avec 1.96 millions d’IOPS du KIOXIA CM7-R comme deuxième plus proche. Lorsque nous avons examiné les performances d'écriture 4K aléatoires, le Western Digital SN861 est également arrivé en premier, avec une vitesse de 474 1743 IOPS, le Samsung PM320 avec 861 XNUMX IOPS étant le modèle le plus proche. Dans nos charges de travail aux quatre coins, le Western Digital SNXNUMX a obtenu le meilleur chiffre dans trois des quatre tests.

Pour tester le SSD SN861 Gen5, nous avons exploité le Dell® PowerEdge® R760 dans notre laboratoire de tests. Il s'agit d'un serveur rackable 2U très polyvalent qui prend en charge deux processeurs Intel Xeon de 4e génération et dispose de configurations prenant en charge jusqu'à 24 disques NVMe. Ce serveur est destiné aux charges de travail mixtes, bases de données et VDI. Il convient de noter que la version du CM7-R que nous testons dans cette revue provient d'un serveur Dell doté du micrologiciel Dell. Ce lecteur peut fonctionner différemment avec le micrologiciel d'origine de KIOXIA.

Configuration Dell PowerEdge R760 :

• Double Intel® Xeon® Gold 6430 (32 cœurs/64 threads, base 1.9 GHz)
• 1 To de RAM DDR5
• Ubuntu 22.04

Pour une flexibilité ultime, nous avons également travaillé avec Serial Cables, qui nous a fourni un JBOF PCIe Gen8 à 5 baies pour les tests SSD U.2/U.3, M.2 et EDSFF. Cela nous permet de tester tous les types de disques actuels et émergents sur le même matériel de test. VDbench a également été utilisé pour comparer les performances évolutives de notre sélection de SSD dans différents types de charges de travail. Notre processus de test pour ces tests de référence remplit toute la surface du disque avec des données, puis partitionne une section de disque égale à 25 % de la capacité du disque pour simuler la manière dont le disque pourrait répondre aux charges de travail des applications. Cela diffère des tests d’entropie complète, qui utilisent 100 % du disque et le mettent dans un état stable. En conséquence, ces chiffres refléteront des vitesses d’écriture plus élevées et soutenues.

Profils:

• Lecture séquentielle 16K : 100 % de lecture, 32 threads, 0-120 % d'iorate
• Écriture séquentielle 16K : 100 % d'écriture, 16 threads, 0-120 % d'iorate
• Mélange aléatoire 4K, 8K et 16K 70R/30W, 64 fils, 0-120 % de vitesse
• Base de données synthétique : SQL et Oracle
• Traces de clone complet et de clone lié VDI

Notre premier test Vdbench a mesuré les performances de lecture séquentielle de 16 Ko avec une charge de 32 threads. Ici, nous avons mesuré un débit maximal de 325 5.1 IOPS et 98 Go/s à 861 μs du Western Digital SN7, qui était au coude à coude avec le KIOXIA CM329-R, mesurant 5 1743 IOPS. Le Samsung PM289 PCIe Gen9 mesurait 3 4 IOPS, et le Samsung PM227AXNUMX que nous avons apporté comme référence SSD GenXNUMX mesurait XNUMX XNUMX IOPS.En nous concentrant sur les performances d'écriture avec la même charge de travail séquentielle de 16 Ko, le Western Digital SN861 offrait une solide avance par rapport aux autres SSD U.2 PCIe Gen5 avec lesquels nous l'avons comparé. Le SN861 a mesuré un pic de 200 3.1 IOPS et 78 Go/s à 7 μs, avec une bonne avance sur le KIOXIA CM1743-R et le Samsung PM4. Par rapport au paysage Gen9, tous avaient une forte avance sur le Samsung PM3A131, qui mesurait XNUMX XNUMX IOPS.Nos trois tests suivants portent sur la mise à l'échelle de la taille des blocs dans un test de transfert aléatoire avec un mélange R/W de 70/30. Le premier test mesurait une taille de bloc 4K. Ici, nous constatons que le Western Digital SN861 et le KIOXIA CM7-R ont des performances très similaires, le SN861 mesurant 903 70 IOPS à 881 μs contre 7 1743 IOPS du CM521-R. Le Samsung PM4 était à la traîne avec une vitesse de pointe de 9 3 IOPS, le Gen396 PMXNUMXAXNUMX mesurant XNUMX XNUMX IOPS.Passant à une taille de bloc de 8K avec notre test aléatoire 70/30 R/W, le Western Digital SN861 a devancé le KIOXA CM7-R, mesurant un pic de 682K IOPS à 93 μs, contre le CM7-R avec 599K IOPS. Le Samsung PM1743 était à la traîne avec 414 4 IOPS, tandis que le Gen9 PM3A301 mesurait XNUMX XNUMX IOPS.Notre dernier test aléatoire 70/30 R/W porte sur une taille de bloc de 16 Ko. Le Western Digital SN861 continue sa forte avance ici, mesurant un pic de 434 143 IOPS à 7 μs, le CM337-R mesurant 1743 231 IOPS. Le Samsung PM4 a continué à être à la traîne, mesurant 9 3 IOPS, tandis que le Gen183 PMXNUMXAXNUMX mesurait XNUMX XNUMX IOPS.Notre prochain groupe de tests se concentre sur une charge de travail SQL synthétique. Dans ce premier test, on retrouve le Western Digital SN861 devançant le KIOXIA CM7-R, avec une vitesse de pointe de 407K IOPS à 78 μs contre 396K IOPS du CM7-R. Le Samsung PM1743 était à la traîne avec un pic de 340 4 IOPS, tandis que le Gen9 PM3A310 mesurait XNUMX XNUMX IOPS.Avec une charge de travail SQL dans un mélange R/W de 80/20, le Western Digital SN861 continue de dominer le KIOXIA CM7-R, mesurant un pic de 424 75 IOPS à 407 μs contre 7 1743 pour le CM322-R. Le Samsung PM4 était à la traîne de ces deux-là avec une vitesse de pointe de 9 3 IOPS, le Gen281 PMXNUMXAXNUMX mesurant XNUMX XNUMX IOPS.En augmentant la répartition de lecture à une répartition R/W de 90/10 dans notre charge de travail SQL, le Western Digital SN861 a continué à conserver son avance sur le KIOXIA CM7-R, mesurant 411 77 IOPS à 398 μs contre 7 328 IOPS du CM4-R. Le Samsung était toujours à la traîne de ces deux-là avec une vitesse maximale de 9 3 IOPS, et le Gen297 PMXNUMXAXNUMX mesurait XNUMX XNUMX IOPS.Après nos tests SQL, nous nous concentrons sur une charge de travail Oracle synthétique. Ici, nos trois SSD Gen5 montrent de fortes améliorations par rapport au Samsung PM4A9 Gen3. Le Western Digital SN861 a maintenu son avance avec une vitesse de pointe de 445 80 IOPS à 7 μs, devant le KIOXIA CM417-R avec 1743 317 IOPS. Le Samsung PM9 arrive derrière, mesurant 3 267 IOPS, et le PMXNUMXAXNUMX avec XNUMX XNUMX IOPS.En déplaçant l'écart R/W de notre charge de travail Oracle synthétique à 80/20, l'écart entre le Western Digital SN861 et le KIOXIA CM7-R s'est rétréci, le SN861 mesurant un pic de 309 71 IOPS à 7 μs et le CM304-R mesurant 1743 252 IOPS. . Le Samsung PM4 a mesuré un pic de 9 3 IOPS, tandis que le Gen228 PMXNUMXAXNUMX a atteint XNUMX XNUMX IOPS.Notre charge de travail Oracle synthétique finale avec un mélange R/W 90/10 a constaté un écart similaire entre le Western Digital SN861 et le KIOXIA CM7-R. Le SN861 avait une vitesse maximale de 296 74 IOPS à 7 μs, tandis que le CM292-R mesurait 1743 250 IOPS. Le Samsung PM4 était plus loin derrière avec une vitesse de pointe de 9 3 IOPS, tandis que le Gen231 PMXNUMXAXNUMX mesurait XNUMX XNUMX IOPS.Nos six dernières charges de travail se concentrent sur les traces VDI des machines virtuelles Full-Clone et Linked-Clone. Ceux-ci couvrent chacun trois scénarios : démarrage, connexion initiale et connexion du lundi. Notre test couvre un scénario de démarrage de clone complet, dans lequel le Western Digital SN861 a mesuré 370 94 IOPS à 7 μs par rapport au KIOXIA CM348-R avec 1743 263 IOPS. Le Samsung PM4 était à la traîne avec 9 3 IOPS et le Gen227 PMXNUMXAXNUMX avec XNUMX XNUMX IOPS.Dans notre scénario de connexion initiale, le KIOXIA CM7-R a pris de l'avance sur le Western Digital SN861, mesurant 196 163 IOPS à 861 μs par rapport au SN181 avec 1743 157 IOPS. Le Samsung PM4 a mesuré un pic de 9 3 IOPS, tandis que le Gen117 PMXNUMXAXNUMX a atteint XNUMX XNUMX IOPS.Dans le profil de connexion du lundi, le Western Digital SN861 et le KIOXIA CM7-R étaient au coude à coude. Le SN861 a mesuré un pic de 158 99 IOPS à 7 μs tandis que le CM160-R a mesuré 1743 126 IOPS. Le Samsung PM4 mesurait 9 3 IOPS et le Gen83 PMXNUMXAXNUMX avec XNUMX XNUMX IOPS.Lors de nos trois derniers tests, nous avons examiné ces mêmes profils dans une configuration VDI Linked Clone, en commençant par un démarrage. Le KIOXIA CM7-R est arrivé premier, mesurant 161 861 IOPS, devant le Western Digital SN156 avec 102 1743 IOPS à 138 μs. Le Samsung PM4 a ensuite mesuré 9 3 IOPS, suivi du Gen110 PMXNUMXAXNUMX avec XNUMX XNUMX IOPS.Dans notre test mesurant un profil de connexion initiale, le KIOXIA CM7-R avait la vitesse la plus élevée de 89 861 IOPS, suivi de près par le Western Digital SN85 avec 102 1743 IOPS à 70 μs. Le Samsung PM4 était à la traîne avec 53 XNUMX IOPS, avec son frère GenXNUMX derrière lui avec XNUMX XNUMX IOPS.Lors de notre dernière charge de travail VDI couvrant un profil de connexion du lundi, le Western Digital SN861 est arrivé en tête avec une vitesse de pointe de 122 129 IOPS à 7 μs, suivi du KIOXIA CM115-R mesurant 1743 95 IOPS. Le Samsung PM4 mesurait 9 3 IOPS, le Gen64 PMXNUMXAXNUMX étant à la traîne avec une vitesse de pointe de XNUMX XNUMX IOPS.

Western Digital SN861 et IA

Dans un chemin quelque peu lié au travail avec le SN861 dans ce rapport, nous avons également travaillé avec la génération précédente Western Digital Ultrastar DCSN655 au sein de la plate-forme OpenFlex™ Data24 fournie par le groupe de systèmes Western Digital. Dans une démo pour FMS '24, nous avons présenté une démo d'IA avec un serveur GPU, la plateforme Data24 NVMe-oF™ et des SSD Gen4 SN655.

Nos tests avec NVIDIA® IndeX® se sont concentrés sur l'exploitation de ses capacités avancées de visualisation volumétrique pour gérer des ensembles de données massifs avec une haute fidélité. IndeX utilise l'accélération GPU pour fournir une visualisation interactive en temps réel des données volumétriques 3D, ce qui est essentiel pour des secteurs tels que l'exploration pétrolière et gazière, l'imagerie médicale et la recherche scientifique.

Pour obtenir des performances optimales, en particulier dans les environnements gourmands en GPU, il est nécessaire de garantir un échange de données à haut débit entre les GPU et le stockage. Par exemple, pour saturer complètement la bande passante d'un GPU NVIDIA H100, nous devions atteindre un débit d'environ 64 Go/s, ce qui implique l'utilisation de solutions et de technologies de stockage NVMe hautes performances telles que NVIDIA GPUDirect™. Cette intégration réduit la latence et maximise le débit de données, garantissant une utilisation efficace du GPU pour un traitement plus rapide et plus efficace des ensembles de données à grande échelle.

Lorsque nous examinons les différences de bande passante dans ce que le Gen4 SN655 peut faire à 6.8 Go/s de pointe par rapport à 13.7 Go/s du SN861, il est évident de voir les avantages de passer à un SSD Gen5. Pour atteindre 64 Go/s avec le modèle de la génération précédente, vous avez besoin de dix SSD, alors que le SN861 pourrait atteindre cet objectif avec seulement cinq. Cette différence pourrait vous permettre d'augmenter le nombre de disques pour obtenir une bande passante ou une capacité supplémentaire.

Les performances et la capacité seront essentielles pour que le stockage puisse évoluer avec les besoins de l’IA et d’autres applications avancées. L'interface Gen5 et les performances globales améliorées par le SN861 par rapport aux disques Gen4 sont très convaincantes à cet égard, ce qui signifie que ces disques peuvent prendre en charge plus de GPU au sein d'un seul système de stockage et garantir que ces GPU sont alimentés à un rythme suffisamment rapide pour garantir une utilisation complète.

Conclusion

Le SN861 marque un grand pas en avant pour Western Digital. Le disque se présente sous des formats adaptés aux clients hyperscale et professionnels, avec des fonctionnalités telles que FDP dans le disque E1.S, adaptées à leurs cas d'utilisation potentiels. L’interface Gen5 constitue cependant l’avantage le plus apparent pour les disques, offrant un profil de performances globale impressionnant.

Le Western Digital SN861 a offert d’excellentes performances dès le départ, occupant les trois premières places dans nos charges de travail initiales aux quatre coins mesurant la bande passante séquentielle maximale et le débit aléatoire. Les points forts incluent des performances de lecture 4K aléatoires de 2.11 M IOPS et des performances d’écriture 4K aléatoires mesurant 474 1743 IOPS. Les performances de lecture séquentielle ont été solides, arrivant en deuxième position par rapport au Samsung PM13.3 avec 7.7 Go/s, bien qu'il ait pu prendre la tête de la bande passante d'écriture séquentielle mesurant XNUMX Go/s.

Dans nos charges de travail VDbench, principalement axées sur des charges de travail mixtes ou des transferts de plus petites tailles de blocs, le SN861 a continué à fonctionner exceptionnellement bien. Nous avons mesuré une forte vitesse d'écriture séquentielle 16K de 200K IOPS et des avances solides dans les tests de mixage 70/30 R/W couvrant les tailles de transfert 4K, 8K et 16K. Dans nos charges de travail VDI, le SN861 a échangé la première place avec le KIOXIA CM7-R, qui était au coude à coude dans certains domaines. Dans l’ensemble, le Western Digital SN861 a obtenu de bons résultats dans notre gamme de tests.

Il est évident que les derniers SSD Gen5, tels que le Western Digital SN861, influencent les résultats commerciaux. Si vous avez besoin d’une preuve, ne cherchez pas plus loin que leur impact sur la révolution de l’IA. Nous l'avons vu lors de nos tests ; Les systèmes d'IA ont besoin d'un stockage rapide pour que les GPU continuent de fonctionner, que ce soit dans un cache comme l'exemple NVIDIA IndeX ci-dessus ou dans des baies de stockage partagées ou des serveurs GPU. Western Digital a très bien réussi à positionner le SN861 pour ces charges de travail avancées tout en proposant également des SKU compatibles FDP pour les hyperscalers.

Stockage du centre de données Western Digital

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