SK hynix sviluppa un portafoglio di SSD aziendali PCIe Gen4

SK hynix non è solo la terza azienda di semiconduttori al mondo e il secondo produttore di chip di memoria, ma sfrutta anche il proprio acume tecnologico per creare una linea apprezzata di dispositivi di archiviazione flash SATA e NVMe. In questo articolo, forniremo una panoramica del PE8010, l'ultima unità PCIe Gen4 Non-Volatile Memory Express (NVMe) di SK hynix, e ne metteremo in evidenza le prestazioni impressionanti. Forniremo innanzitutto alcune informazioni di base e spiegheremo perché le unità che utilizzano l'interfaccia PCIe Gen4 rappresentano un punto di svolta per il data center.

SK hynix non è solo la terza azienda di semiconduttori al mondo e il secondo produttore di chip di memoria, ma sfrutta anche il proprio acume tecnologico per creare una linea apprezzata di dispositivi di archiviazione flash SATA e NVMe. In questo articolo, forniremo una panoramica del PE8010, l'ultima unità PCIe Gen4 Non-Volatile Memory Express (NVMe) di SK hynix, e ne metteremo in evidenza le prestazioni impressionanti. Forniremo innanzitutto alcune informazioni di base e spiegheremo perché le unità che utilizzano l'interfaccia PCIe Gen4 rappresentano un punto di svolta per il data center.

Nel giugno del 2019, SK hynix ha annunciato il lancio del PE6011, il suo ultimo SSD aziendale NVMe che abbiamo rivisto. Il PE6011 è un dispositivo NVMe a basso consumo con flash NAND 72D TLC a 3 strati e un controller NVMe SK hynix progettato per il mercato aziendale. Anche se non è il migliore tra i drive comparabili, il PE6011 ha dato buoni numeri a tutto tondo e abbiamo scoperto che ha raggiunto un buon equilibrio tra consumo energetico, prestazioni e costi.

Unità SK hynix PE8000 NVMe

Nell'aprile del 2020, SK hynix ha annunciato la disponibilità della sua serie PE8000 di unità SSD NVMe. Ciascuno ha una capacità massima di 8 TB e utilizza il flash NAND 96D a cella a triplo livello (TLC) a 4 strati dell'azienda, nonché un controller sviluppato internamente. Attualmente ci sono due unità in questa serie: il PE8010, progettato per carichi di lavoro ad alta intensità di lettura, e il PE8030, progettato per carichi di lavoro ad uso misto. L'aspetto più interessante di queste due unità è che entrambe hanno un'interfaccia PCIe Gen4 e sono compatibili con i fattori di forma U.2 e U.3 più recenti.

L'innovazione è al centro di SK Hynix, da tempo un'organizzazione focalizzata sull'ingegneria. Hanno in programma di soddisfare continuamente le mutevoli richieste del settore abbracciando le nuove tecnologie NAND. Sulla tabella di marcia ci sono diversi prodotti, come il PE8110, una famiglia di SSD che sfrutterà la NAND a 128 strati e 512 Gb. Inoltre, SK hynix sta lavorando anche su unità M.2 ed E1.S (EDSFF Short) con questa tecnologia NAND.

Oltre alla nuova NAND, ci sono nuovi fattori di forma da esplorare. SK hynix offrirà presto il PE8111, che utilizza il fattore di forma emergente E1.L (EDSFF Long), comunemente indicato come "righello". Questo fattore di forma sta diventando sempre più popolare tra gli hyperscaler e sta iniziando a insinuarsi anche nei progetti di server tradizionali.

Il PE8111 utilizza NAND TLC da 128 Tb a 1 strati, una novità nel settore. SK hynix ha appena iniziato a campionare l'approccio ai clienti, ma ciò evidenzia l'ampiezza sempre più flessibile delle loro offerte flash. L'obiettivo attuale è una versione da 16 TB dell'unità, ma ci è stato detto che anche un'unità da 32 TB è sulla tabella di marcia.

Specifiche SK hynix PE8010 (PCIe Gen4x4)

TLC è una memoria flash NAND che memorizza tre bit di informazioni per cella, anziché un bit di memoria o due bit nella memoria flash a cella a livello singolo (SLC) e a cella multi-livello (MLC). La tecnologia SK hynix 4D è fondamentalmente la tecnologia Periphery Under Cell (PUC) su cui è sovrapposta la tecnologia NAND 3D convenzionale.

Utilizzando flash NAND TLC 96D a 512 layer da 4 Gb (Gigabit), il PE8010 ha un prezzo competitivo rispetto all'ultima generazione di unità di capacità inferiore.

L'altra caratteristica interessante di questa unità è che supporta sia il vecchio fattore di forma U.2 che il nuovo U.3. L'U.2 (FKA SFF-8639) è un'interfaccia per computer per il collegamento di unità SAS e SATA a un computer e può utilizzare fino a quattro corsie PCIe. L'U.3 è costruito sulla base delle specifiche U.2 e utilizza un connettore U.2; tuttavia, supporta unità NVMe, SAS e SATA, nonché lo scambio a caldo tra questi tre diversi tipi di unità se il firmware lo supporta. Le unità U.3 sono retrocompatibili con U.2, ma le unità U.2 non sono compatibili con gli host U.3 puri.

Tuttavia, la caratteristica e il vantaggio più importante dell'unità SK hynix PE8010 è il supporto dello standard bus PCIe Gen4. Il bus Gen4 raddoppia la larghezza di banda del bus PCIe Gen3 mantenendo la compatibilità con le versioni precedenti e successive sia nel supporto software che nell'interfaccia meccanica con il bus Gen3. Ciò consente al dispositivo Gen4 di avere fino a 16 GT/s (gigatransfers/secondo) rispetto agli 8 GT/s dei dispositivi Gen3. Ciò equivale a velocità di trasferimento dati fino a 2 GB/s (gigabyte/secondo) rispetto a 1 GB/s per corsia.

Poiché PCIe Gen4 è la tecnologia bus più recente, gli attuali server che la supportano sono ancora in fase di sviluppo. Advanced Micro Devices (AMD) è stato più aggressivo nel supporto e ci aspettiamo di vedere presto i sistemi Intel con supporto PCIe Gen4.

Per i nostri test, abbiamo utilizzato un Lenovo SR635 a processore singolo con una CPU AMD 7742. Abbiamo fatto un articolo e un video sul Lenovo SR635 (situato qui che a qui) all'inizio di quest'anno, ma ecco un breve riepilogo. L'SR635 è un server 1U a socket singolo che supporta 2^nd gen AMD EPYC e fino a 2 TB di 3200 MHz di DRAM. Inoltre, cosa più importante per i nostri test, supporta PCIe 4.0 end-to-end, a seconda del backplane installato.

Per i nostri test iniziali su CentOS 7 con dieci SSD NVMe PE6011 rispetto a dieci SSD NVMe PE8010, esaminiamo i tradizionali test di throughput e larghezza di banda "a quattro angoli" utilizzando carichi di lavoro casuali da 4K e sequenziali da 64K.

Successivamente, modifichiamo il nostro ambiente software in VMware ESXi 6.7u3 e confrontiamo le prestazioni di un gruppo SSD di dimensioni inferiori. Per SQL Server utilizziamo 4 SSD NVMe, 8 VM in totale, con la nostra istanza di SQL Server 2014 che esegue il nostro profilo di carico di lavoro TPC-C su scala 1,500.

Infine, concentriamo il nostro carico di lavoro MySQL Sysbench su 2 SSD di ciascun gruppo, con 8 VM posizionate uniformemente sulla coppia di SSD. Questo ci dà un carico di lavoro di 4 VM per SSD, concentrandoci sull'impatto dell'ambiente di archiviazione.

Il PE8010 ha le prestazioni più elevate tra tutti i dispositivi NVMe che abbiamo testato fino ad oggi. Può fornire velocità di lettura sequenziale fino a 35.8 GB/s e velocità di scrittura sequenziale fino a 17.5 GB/s, con letture e scritture casuali rispettivamente fino a 8.1 milioni e 3.97 milioni di operazioni di input/output al secondo (IOPS). . Rispetto al PE6011, la precedente soluzione Gen3 basata su PCIe dell'azienda, il PE8010 offre un sostanziale miglioramento delle prestazioni del 133% per le letture sequenziali e del 192% per le scritture casuali.

I vantaggi principali di PCIe Gen4 mostrati durante i test sono che le aziende sono in grado di utilizzare meglio le risorse CPU e RAM del sistema, mantenendo il collo di bottiglia lontano dal livello di storage.

Nei carichi di lavoro applicativi come SQL Server o MySQL, le prestazioni del carico di lavoro hanno visto la latenza dimezzata. Nel carico di lavoro MySQL Sysbench ad uso intensivo della CPU, che concentrava l'I/O su due SSD, il PE8010 ha offerto un aumento del 69% nelle prestazioni del carico di lavoro.

Poiché i server offrono processori con più core o supportano capacità DRAM estese, è fondamentale disporre di un dispositivo di archiviazione in grado di tenere il passo con i componenti di prossima generazione. Nei nostri test abbiamo riscontrato che il PE8010 è in grado di spingere al limite il nostro sistema del banco di prova. Le applicazioni moderne trarranno chiaramente grandi vantaggi da queste ultime tecnologie.

Conclusione

Molte volte, le nuove tecnologie sono ben al di sotto delle aspettative in termini di prestazioni, ma in questo caso siamo rimasti molto colpiti dalle prestazioni effettive del PE8010. Dato che si prevede che il PE8010 avrà un piccolo vantaggio rispetto ai dispositivi PCIe Gen3, prevediamo che sarà un vincitore per SK hynix. Ci aspettiamo inoltre che le unità Gen4 spingano le prestazioni complessive del server a nuovi livelli e SK Hynix è già pronta a lanciare i dispositivi Gen4 e ad essere un chiaro leader in questa tecnologia.

Indubbiamente, grazie alla sua presenza presso i fornitori di servizi cloud dove ogni watt utilizzato incide sui profitti, il PE8010 è stato ottimizzato per il consumo energetico e offre IOPS/Watt migliori della categoria, con conseguente riduzione del TCO e dell'OPEX.

Abbiamo alcuni avvertimenti riguardanti l'uso di queste unità che vale la pena menzionare. Grazie alle loro eccellenti prestazioni, un server pieno di dispositivi PCIe Gen4 sopraffacerà una CPU; in quanto tale, dovrai essere intelligente nel modo in cui progetti i sistemi. Il modo migliore per utilizzare questi dispositivi fino a quando i server non saranno completamente progettati per utilizzare le unità Gen4 è con un mix appropriato di Gen4 di fascia alta con storage NVMe più tradizionale o persino SATA per il livello flash a costi ottimizzati.

È importante tenere presente che il PE8010 ha un prezzo competitivo con i dispositivi PCIe NVMe Gen3, quindi se stai pianificando un aggiornamento del server, potresti prendere in considerazione l'idea di acquistarli per i tuoi server esistenti, se necessario, anche se hanno solo il supporto Gen3. Poiché le unità Gen4 sono retrocompatibili, per il momento possono essere utilizzate con i sistemi più vecchi e successivamente spostate su un sistema più recente. Naturalmente, i dispositivi Gen4 continueranno ad avere le limitazioni di larghezza di banda Gen3 fino all'acquisizione di nuovi sistemi compatibili Gen4.

Con la continua crescita della tecnologia flash in tutti i settori, dai carichi di lavoro di livello 0 allo storage di classe archivio, l'adozione degli SSD non mostra segni di rallentamento nelle aziende. Con i nuovi prodotti Gen4 e tutti gli altri sviluppi SSD in corso, SK hynix è chiaramente una forza trainante per un futuro all-flash.

Lancio di SK hynix Gen4

Infografica sull'unità SSD SK hynix PCIe Gen4 Enterprise

Questo rapporto è sponsorizzato da SK hynix. Tutti i pareri e le opinioni espressi in questo rapporto si basano sulla nostra visione imparziale dei prodotti in esame.