Recensione dell'SSD KIOXIA CD6 PCIe 4.0

L'interfaccia NVMe, in particolare PCIe 3.0 NVMe 1.3, è da tempo l'interfaccia SSD preferibile praticamente per qualsiasi caso d'uso. Questa interfaccia è stata utilizzata più e più volte poiché i fornitori continuano a migliorare le prestazioni con ogni nuova generazione. PCIe è ora entrato nella versione 4.0, portando con sé enormi miglioramenti nelle prestazioni sequenziali e casuali. KIOXIA CD6 è l'ultimo SSD arrivato sul mercato (e uno dei primi PCIe 4.0 per le aziende), focalizzato su prestazioni costanti in ambienti esigenti 24 ore su 7, 6 giorni su 1001. Ciò lo rende ideale per i data center con esigenze di uso misto e di resistenza ad alta intensità di lettura. Gli SSD KIOXIA CD800 sono anche conformi SFF-TA-15.36, che consentono la connettività con unità SAS, SATA e NVMe sullo stesso backplane (oltre ai controller Tri-mode). La linea KIOXIA presenta capacità che vanno da XNUMX GB a XNUMX TB ed è disponibile in diverse opzioni di sicurezza e resistenza.

L'interfaccia NVMe, in particolare PCIe 3.0 NVMe 1.3, è da tempo l'interfaccia SSD preferibile praticamente per qualsiasi caso d'uso. Questa interfaccia è stata utilizzata più e più volte poiché i fornitori continuano a migliorare le prestazioni con ogni nuova generazione. PCIe è ora entrato nella versione 4.0, portando con sé enormi miglioramenti nelle prestazioni sequenziali e casuali. KIOXIA CD6 è l'ultimo SSD arrivato sul mercato (e uno dei primi PCIe 4.0 per le aziende), focalizzato su prestazioni costanti in ambienti esigenti 24 ore su 7, 6 giorni su 1001. Ciò lo rende ideale per i data center con esigenze di uso misto e di resistenza ad alta intensità di lettura. Gli SSD KIOXIA CD800 sono anche conformi SFF-TA-15.36, che consentono la connettività con unità SAS, SATA e NVMe sullo stesso backplane (oltre ai controller Tri-mode). La linea KIOXIA presenta capacità che vanno da 6 GB a 2.5 TB ed è disponibile in diverse opzioni di sicurezza e resistenza. Anche il CD15 è disponibile in formato Z da 96 pollici e 3 mm ed è alimentato dal controller proprietario KIOXIA, dal firmware e dalla memoria TLC XNUMXD BiCS FLASH a XNUMX strati. Utilizza un design a porta singola (ovvero esiste un percorso dati dall'host all'SSD).

AGGIORNAMENTO 4/2/22 – Abbiamo rivisto il Kioxia CD6 con firmware più maturo

Le prestazioni di PCIe 4.0 hanno il potenziale per raggiungere numeri davvero incredibili e il KIOXIA CD6 non fa certamente eccezione. KIOXIA afferma che la nuova linea di unità fornisce prestazioni sequenziali fino a 6.2 GB/s e 4.0 GB/s rispettivamente in lettura e scrittura, mentre le prestazioni casuali hanno il potenziale per raggiungere fino a un milione di IOPS in lettura e 250,000 IOPS in scrittura. Sono numeri a dir poco impressionanti.

Dispone inoltre di una gamma di funzionalità di affidabilità integrate, tra cui il ripristino dei guasti dell'unità di sesta generazione, la protezione dalla doppia parità e la protezione dalla perdita di alimentazione (PLP), correzione dei dati end-to-end per una maggiore affidabilità. Il KIOXIA CD6 è compatibile con NVMe 6, il che apporta all'unità alcune importanti funzionalità. Ciò include registri eventi persistenti, miglioramenti alla sanificazione, granularità dello spazio dei nomi e protezione da scrittura dello spazio dei nomi.

Specifiche KIOXIA CD6

KIOXIA CD6 Prestazioni

Banco di prova

Le nostre nuove recensioni sugli SSD PCIe Gen4 Enterprise sfruttano a Lenovo Think System SR635 per test applicativi e benchmark sintetici. ThinkSystem SR635 è una piattaforma AMD a CPU singola ben equipaggiata, che offre una potenza della CPU ben superiore a quella necessaria per stressare l'archiviazione locale ad alte prestazioni. È anche l'unica piattaforma nel nostro laboratorio (e una delle poche attualmente sul mercato) con alloggiamenti PCIe Gen4 U.2. I test sintetici non richiedono molte risorse della CPU ma sfruttano comunque la stessa piattaforma Lenovo. In entrambi i casi, l'intento è quello di mostrare lo storage locale nella migliore luce possibile in linea con le specifiche massime dell'unità di storage del fornitore.

Piattaforma sintetica e applicativa PCIe Gen4 (Lenovo ThinkSystem SR635)

• 1 AMD 7452 (2.35 GHz x 32 core)
• 8 DRAM ECC DDR64-4MHz da 3200 GB
• CentOS 7.7 1908
• ESXi6.7u3

Piattaforma applicativa PCIe Gen3 (Lenovo Think System SR850)

• 4 CPU Intel Platinum 8160 (2.1 GHz x 24 core)
• 16 DRAM ECC DDR32-4Mhz da 2666 GB
• 2 schede RAID RAID 930-8i 12Gb/s
• 8 alloggiamenti NVMe
• VMware ESXI 6.7u3

Piattaforma sintetica PCIe Gen3 (Dell PowerEdge R740xd)

• 2 CPU Intel Gold 6130 (2.1 GHz x 16 core)
• 4 DRAM ECC DDR16-4MHz da 2666 GB
• 1x scheda RAID PERC 730 da 2 GB 12 Gb/s
• Adattatore NVMe aggiuntivo
• Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64

Essendo la prima serie di recensioni su una nuova piattaforma, abbiamo incluso i risultati delle unità passate, che sono confronti vicini ma non al 100% tra mele poiché erano testati su una piattaforma precedente. Le nostre differenze nei test sintetici non avranno grandi distorsioni nei risultati, ma i carichi di lavoro delle applicazioni che lavorano sulla piattaforma AMD con CPU singola rispetto alla piattaforma Intel con CPU quadrupla potrebbero in una certa misura. Nei nostri test MySQL uno dei nuovi prodotti Gen4 KIOXIA ha preso il comando, ma la latenza del server SQL è stata nella media. Con solo due unità Gen4 che siamo stati in grado di pubblicare in giro non disponiamo di una quantità significativa di dati comparabili, ma è qualcosa da prendere in considerazione quando si visualizzano questi risultati. Abbiamo anche intensificato i nostri test sintetici per sfruttare gli SSD più veloci, mostrando ora i risultati dei test con conteggi di thread di picco più elevati.

Test di background e comparabili

Le Laboratorio di test aziendale di StorageReview fornisce un'architettura flessibile per condurre benchmark dei dispositivi di storage aziendali in un ambiente paragonabile a quello che gli amministratori incontrano nelle distribuzioni reali. L'Enterprise Test Lab incorpora una varietà di server, reti, condizionatori di alimentazione e altre infrastrutture di rete che consentono al nostro personale di stabilire condizioni reali per valutare con precisione le prestazioni durante le nostre revisioni.

Incorporiamo questi dettagli sull'ambiente e sui protocolli del laboratorio nelle revisioni in modo che i professionisti IT e i responsabili dell'acquisizione dello spazio di archiviazione possano comprendere le condizioni in cui abbiamo ottenuto i seguenti risultati. Nessuna delle nostre revisioni è pagata o supervisionata dal produttore delle apparecchiature che stiamo testando. Ulteriori dettagli su Laboratorio di test aziendale di StorageReview che a  una panoramica delle sue capacità di rete sono disponibili nelle rispettive pagine.

Analisi del carico di lavoro dell'applicazione

Per comprendere le caratteristiche prestazionali dei dispositivi di storage aziendali, è essenziale modellare l'infrastruttura e i carichi di lavoro applicativi presenti negli ambienti di produzione live. I nostri parametri di riferimento per il Kioxia CD6 sono quindi i Prestazioni MySQL OLTP tramite SysBench che a  Prestazioni OLTP di Microsoft SQL Server con un carico di lavoro TCP-C simulato. Per i nostri carichi di lavoro applicativi, ciascuna unità eseguirà 4 VM configurate in modo identico.

Prestazioni dell'SQL Server

Ogni VM SQL Server è configurata con due vDisk: volume da 100 GB per l'avvio e volume da 500 GB per il database e i file di log. Dal punto di vista delle risorse di sistema, abbiamo configurato ciascuna VM con 8 vCPU, 64 GB di DRAM e abbiamo sfruttato il controller SCSI SAS LSI Logic. Sebbene i nostri carichi di lavoro Sysbench testati in precedenza saturassero la piattaforma sia in termini di I/O di storage che di capacità, il test SQL cerca prestazioni di latenza.

Questo test utilizza SQL Server 2014 in esecuzione su VM guest Windows Server 2012 R2 ed è sottoposto a stress da Benchmark Factory for Databases di Quest. StorageReview Protocollo di test OLTP di Microsoft SQL Server utilizza l'attuale bozza del Benchmark C (TPC-C) del Transaction Processing Performance Council, un benchmark di elaborazione delle transazioni online che simula le attività presenti in ambienti applicativi complessi. Il benchmark TPC-C si avvicina di più rispetto ai benchmark sintetici delle prestazioni per valutare i punti di forza e i colli di bottiglia delle prestazioni dell'infrastruttura di storage negli ambienti di database. Ogni istanza della nostra VM SQL Server per questa recensione utilizza un database SQL Server da 333 GB (scala 1,500) e misura le prestazioni transazionali e la latenza con un carico di 15,000 utenti virtuali.

Configurazione di test di SQL Server (per VM)

• Di Windows Server 2012 R2
• Impronta di archiviazione: 600 GB allocati, 500 GB utilizzati
• SQL Server 2014

• • Dimensioni del database: scala 1,500
  • Carico del client virtuale: 15,000
  • Memoria RAM: 48 GB
• Durata della prova: 3 ore
  • 2.5 ore di precondizionamento
  • Periodo di campionamento di 30 minuti

Per il nostro benchmark transazionale di SQL Server, il KIOXIA CD6 ha ottenuto un punteggio di 12,633.7 TPS a 4 VM.

La latenza media ha visto il KIOXIA CD6 avere 5.5 ms a 4VM (la stessa del CD6), posizionandolo leggermente dietro le unità Huawei e Memblaze.

Prestazioni del Sysbench

Il prossimo benchmark dell'applicazione è costituito da a Database Percona MySQL OLTP misurato tramite SysBench. Questo test misura il TPS medio (transazioni al secondo), la latenza media e anche la latenza media del 99° percentile.

Ogni banco di sistema La VM è configurata con tre vDisk: uno per l'avvio (~92 GB), uno con il database predefinito (~447 GB) e il terzo per il database in fase di test (270 GB). Dal punto di vista delle risorse di sistema, abbiamo configurato ciascuna VM con 8 vCPU, 60 GB di DRAM e sfruttato il controller SCSI SAS LSI Logic.

Configurazione test Sysbench (per VM)

• CentOS 6.3 a 64 bit
• Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1

• • Tabelle del database: 100
  • Dimensione del database: 10,000,000
  • Discussioni del database: 32
  • Memoria RAM: 24 GB
• Durata della prova: 3 ore
  • 2 ore di precondizionamento di 32 thread
  • 1 ora 32 thread

Passando al benchmark transazionale di Sysbench, KIOXIA ha registrato un punteggio di 9,333 TPS a 4VM.

Nella latenza media di Sysbench, abbiamo visto il CD6 con una latenza di soli 13.71ms a 4VM, ancora una volta in testa alla classifica.

Nel nostro scenario peggiore di latenza (99° percentile) il CD6 ha raggiunto 27.48 ms a 4 VM, questa volta dietro all'Huawei per un pelo (27.22 ms).

Analisi del carico di lavoro VDBench

Quando si tratta di confrontare i dispositivi di archiviazione, il test delle applicazioni è la soluzione migliore e il test sintetico viene al secondo posto. Pur non essendo una rappresentazione perfetta dei carichi di lavoro effettivi, i test sintetici aiutano a definire i dispositivi di storage con un fattore di ripetibilità che semplifica il confronto tra soluzioni concorrenti. Questi carichi di lavoro offrono una gamma di profili di test diversi che vanno dai test dei "quattro angoli", ai test comuni sulle dimensioni di trasferimento del database, alle acquisizioni di traccia da diversi ambienti VDI. Tutti questi test sfruttano il comune generatore di carichi di lavoro vdBench, con un motore di scripting per automatizzare e acquisire risultati su un ampio cluster di test di calcolo. Ciò ci consente di ripetere gli stessi carichi di lavoro su un'ampia gamma di dispositivi di storage, inclusi array flash e singoli dispositivi di storage. Il nostro processo di test per questi benchmark riempie l'intera superficie dell'unità con i dati, quindi partiziona una sezione dell'unità pari al 25% della capacità dell'unità per simulare il modo in cui l'unità potrebbe rispondere ai carichi di lavoro delle applicazioni. Questo è diverso dai test entropici completi che utilizzano il 100% dell'unità e li portano in uno stato stazionario. Di conseguenza, queste cifre rifletteranno velocità di scrittura più sostenute.

Profili:

• Lettura casuale 4K: 100% di lettura, 128 thread, 0-120% irate
• Scrittura casuale 4K: scrittura al 100%, 128 thread, 0-120% irate
• Lettura casuale 4K (carico elevato): lettura al 100%, 512 thread, 0-120% irate
• Scrittura casuale 4K (carico elevato): scrittura al 100%, 512 thread, 0-120% irate
• Lettura sequenziale 64K: lettura al 100%, 32 thread, 0-120% irate
• Scrittura sequenziale 64K: scrittura al 100%, 16 thread, 0-120% irate
• Lettura sequenziale 64K (carico elevato): lettura al 100%, 64 thread, 0-120% irate
• Scrittura sequenziale 64K (carico elevato): scrittura al 100%, 64 thread, 0-120% irate
• Database sintetici: SQL e Oracle
• Clonazione completa VDI e tracce di clonazione collegata

Comparabili:

• Memblaze PBlaze5 C926
• Intel P4610
• Huawei ES3000 v5
• Toshiba PX04
• Samsung PM1725a

Nella nostra prima analisi del carico di lavoro VDBench, lettura casuale 4K, il KIOXIA CD6 ha ottenuto un punteggio di picco di 760,160 IOPS con una latenza di 165.5 µsDurante un carico elevato in lettura casuale 4K, abbiamo visto il KIOXIA CD6 rallentare un po' avvicinandosi al milione di IOPS, finendo con un picco di 1 IOPS a 1,067,840 µs.

Per la scrittura casuale 4K, il CD6 è stato il migliore, con un picco di 579,919 IOPS con una latenza di 211.1 µs.

Con un carico di scrittura elevato, il KIOXIA CD6 ha mostrato un picco impressionante di 709,547 IOPS con 713.3 µs di latenza.

Passando ai carichi di lavoro sequenziali, il CD6 ha mostrato risultati solidi con un picco di 68,413 IOPS (o 4.28 GB/s) a 465.6 µs (l'altro KIOXIA era presumibilmente il miglior disco in lettura). Durante un carico elevato nelle letture sequenziali, il CD6 ha raggiunto il picco di 75,598 IOPS (4.72 GB/s) prima di rallentare raggiungendo una latenza fino a 843.5 ms.

Per la scrittura sequenziale a 64K, il KIOXIA CD6 ha dimostrato ancora una volta di essere un concentrato di potenza nelle scritture, registrando un picco di 53,402 IOPS (o 3.33 GB/s) con una latenza di 291.6 ms prima di diminuire leggermente alla fine.

Con un carico di scrittura elevato, il KIOXIA CD6 ha raggiunto il picco di 42,299 IOPS (o 2.58 GB/s) con una latenza di soli 65.1 ms.

La prossima serie di test riguarda i carichi di lavoro SQL: SQL, SQL 90-10 e SQL 80-20. A partire da SQL, il KIOXIA CD6 ha registrato un picco solido di 241,700 IOPS e una latenza di 131.1 ms.  In SQL 90-10, il CD6 aveva più o meno le stesse prestazioni dell'unità Memblaze, con un picco di 243,292 IOPS e 129.9 ms di latenza.Nell'SQL 80-20, le unità con le prestazioni più elevate vantavano prestazioni abbastanza simili, con il CD6 che ha registrato un picco di 244,857 IOPS con una latenza di 128.3 ms.

Successivamente ci sono i nostri carichi di lavoro Oracle: Oracle, Oracle 90-10 e Oracle 80-20. Partendo da Oracle, il KIOXIA CD6 ha raggiunto il terzo posto con ben 253,635 IOPS e una latenza di 137.5 µs. 

Oracle 90-10 ci ha mostrato più di quanto sopra, il CD6 ha raggiunto il picco di 168,000 IOPS con 116.8 µs di latenza.Con Oracle 80-20, i primi 4 drive hanno mostrato prestazioni molto simili, con il CD6 che ha raggiunto il picco di 192,663 con una latenza di 112.3 ms.Successivamente, siamo passati al nostro test clone VDI, Completo e Collegato. Per l'avvio VDI Full Clone (FC), il KIOXIA CD6 ha registrato un picco di 196,584 IOPS con una latenza di 172.3 µs per il terzo posto.  Accesso iniziale VDI FC, il KIOXIA CD6 ha ottenuto le migliori prestazioni con un picco di 169,412 IOPS a 172.6 ms.

VDI FC Monday Login, il CD6 ha mostrato ancora una volta prestazioni al top con un picco di 109,488 IOPS a 142.7 ms.

Per l'avvio VDI Linked Clone (LC), il CD6 ha mostrato l'impressionante cifra di 100,678 IOPS con 157 ms di latenza, appena dietro a KIOXIA CM6.  L'accesso iniziale VDI LC ha mostrato numeri irregolari durante il profilo di accesso iniziale, con un picco di 25,235 IOPS e 313.8 ms di latenza prima di subire un forte calo delle prestazioni.Infine, con VDI LC Monday Login, il KIOXIA CD6 ha concluso i nostri test con un'altra buona prestazione, vantando 84,903 IOPS a 184.3 ms.

Conclusione

KIOXIA CD6 è il nuovissimo SSD per data center ad alte prestazioni lanciato sul mercato, che sfrutta la nuova interfaccia PCIe 4.0. È costruito appositamente per ambienti esigenti 24 ore su 7, 2.5 giorni su 15, in particolare quelli con esigenze di uso misto e di resistenza ad alta intensità di lettura. La nuova unità KIOXIA è disponibile nel formato da 96 pollici e 3 mm di altezza Z, presenta KIOXIA BiCS FLASH 960D TLC a 15.36 strati ed è disponibile in un'ampia gamma di capacità da XNUMX GB a XNUMX TB. Inoltre viene fornito con una gamma di opzioni di sicurezza.

Per quanto riguarda le prestazioni, abbiamo confrontato il CD6 con altri SSD di classe simile, incluso il KIOXIA CM6. Per l'analisi del carico di lavoro delle applicazioni, abbiamo visto il CD6 raggiungere 12,633.7 TPS con una latenza media di 5.5 ms in SQL Server, posizionandolo appena sotto le unità Memblaze e Huawei. Per Sysbench l'unità ha raggiunto 9,333 TPS, 13.71 ms di latenza media e 27.48 milioni di latenza nello scenario peggiore.

Il nostro test VDbench ha visto prestazioni più solide da parte del KIOXIA. Nella maggior parte dei casi, tuttavia, è rimasto indietro rispetto all'unità CM6. Le caratteristiche principali includono: 760,160 IOPS in lettura 4K (1,067,840 IOPS con carico elevato), 579,919 IOPS in scrittura 4K (709,547 IOPS con carico elevato), 4.28 GB/s in lettura a 64 KB (4.72 GB/s con carico elevato) e 3.33 GB/s in 64 KB. scrittura (carico elevato di 2.58 GB/s). I carichi di lavoro SQL hanno registrato 242 IOPS, 243 IOPS per SQL 90-10 e 245 IOPS in SQL 80-20. In Oracle, le unità con le prestazioni più elevate si sono comportate in modo molto simile (tra cui il CD6), registrando carichi di lavoro con 254 IOPS, 168 IOPS in Oracle 90-10 e 192 IOPS in Oracle 80-20. Nel nostro test VDI Clone, il CD6 ha mostrato prestazioni impressionanti su tutta la linea, evidenziate dalle sue prestazioni al top nei nostri test VDI FC Monday Login e VDI FC Initial Login.

Il focus di questa recensione è sulle prestazioni del CD6, che mette insieme un punteggio impressionante. Forse la storia più grande riguarda il futuro di PCIe Gen4. Lenovo è la prima a lanciare un server che supporta PCIe Gen4 dalla parte anteriore a quella posteriore. La maggior parte degli altri server supportano solo la Gen4 nella parte posteriore, il che è una decisione progettuale fondamentale. Era più facile e veloce saltare gli alloggiamenti anteriori. Lenovo ha intrapreso il percorso più completo e ha sviluppato i propri server di Roma per poter sfruttare tutto ciò che AMD aveva da offrire. Il risultato netto è che Lenovo può trarre vantaggio dalle nuove tecnologie, come il CD6 di KIOXIA, dove la maggior parte degli altri non può. Ciò pone KIOXIA in uno scenario uovo/gallina, almeno fino a quando Intel non pubblicherà le CPU per server di nuova generazione. Si potrebbe dire che essere all'avanguardia in questo caso va bene, tuttavia, il CD6 funzionerà bene con le piattaforme legacy, pronto a dare di più quando saranno disponibili i sistemi PCIe Gen4. Per ora, aspettatevi di vedere benchmark in abbondanza che pubblicizzano i vantaggi dei server AMD, soprattutto quando i sistemi Lenovo a doppia CPU entreranno sul mercato.

AGGIORNAMENTO 4/2/22 – Abbiamo rivisto il Kioxia CD6 con firmware più maturo

SSD KIOXIA

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