SK ハイニックス、PCIe Gen4 エンタープライズ SSD ポートフォリオを開発

SK ハイニックスは、世界第 8010 位の半導体企業および第 4 位のメモリチップメーカーであるだけでなく、その技術的洞察力を利用して、評判の高い SATA および NVMe フラッシュ ストレージ デバイスの製品ラインを製造しています。この記事では、SK hynix の最新 PCIe Gen4 Non-Volatile Memory Express (NVMe) ドライブである PEXNUMX の概要を説明し、その優れたパフォーマンスに焦点を当てます。まず背景を説明し、PCIe GenXNUMX インターフェイスを使用するドライブがデータセンターにとって大きな変革となる理由を説明します。

SK ハイニックスは、世界第 8010 位の半導体企業および第 4 位のメモリチップメーカーであるだけでなく、その技術的洞察力を利用して、評判の高い SATA および NVMe フラッシュ ストレージ デバイスの製品ラインを製造しています。この記事では、SK hynix の最新 PCIe Gen4 Non-Volatile Memory Express (NVMe) ドライブである PEXNUMX の概要を説明し、その優れたパフォーマンスに焦点を当てます。まず背景を説明し、PCIe GenXNUMX インターフェイスを使用するドライブがデータセンターにとって大きな変革となる理由を説明します。

2019 年 6011 月、SK ハイニックスは、最新の NVMe エンタープライズ SSD である PEXNUMX の発売を発表しました。 我々は見直した。 PE6011 は、72 層 TLC 3D NAND フラッシュとエンタープライズ市場向けに設計された SK hynix NVMe コントローラーを備えた低電力 NVMe デバイスです。 PE6011 は同等のドライブの中で最高のパフォーマンスを発揮するわけではありませんが、全体的に良好な数値を示しており、消費電力、パフォーマンス、コストのバランスが取れていることがわかりました。

SK ハイニックス PE8000 NVMe ドライブ

2020 年 8000 月、SK ハイニックスは NVMe SSD ドライブの PE8 シリーズの発売を発表しました。それぞれ最大容量は96TBで、同社の4層トリプルレベルセル（TLC）8010D NANDフラッシュと自社開発のコントローラーを使用する。現在、このシリーズには 8030 つのドライブがあります。4 つは読み取り集中型のワークロード向けに設計された PE2、もう 3 つは混合使用のワークロード向けに設計された PEXNUMX です。これら XNUMX つのドライブの最も興味深い点は、どちらも PCIe GenXNUMX インターフェイスを備えており、U.XNUMX および新しい U.XNUMX フォーム ファクターと互換性があることです。

SK ハイニックスの中核はイノベーションであり、長年にわたりエンジニアリングに重点を置いた組織です。彼らは、新しい NAND テクノロジーを採用することで、業界からの変化する需要に継続的に対応する計画を持っています。ロードマップには、8110 層、128Gb NAND を活用する SSD ファミリである PE512 など、いくつかの製品が含まれています。さらに、SK ハイニックスは、この NAND テクノロジーを使用した M.2 および E1.S (EDSFF Short) ドライブにも取り組んでいます。

新しい NAND に加えて、検討すべき新しいフォーム ファクターもあります。 SK ハイニックスは、一般に「ルーラー」と呼ばれる新しい E8111.L (EDSFF Long) フォーム ファクターを使用する PE1 を間もなく提供する予定です。このフォーム ファクターはハイパースケーラーの間でますます人気が高まっており、主流のサーバー設計にも浸透し始めています。

PE8111 は、業界初の 128 層 1Tb TLC NAND を使用しています。 SK ハイニックスは最近、顧客へのドライブのサンプル提供を開始しましたが、これは同社のフラッシュ製品の柔軟性の幅がますます広がっていることを浮き彫りにしています。現在、このドライブの容量 16 TB バージョンが焦点ですが、容量 32 TB のドライブもロードマップに載っていると聞いています。

SK ハイニックス PE8010 仕様 (PCIe Gen4x4)

TLC は、シングルレベル セル (SLC) やマルチレベル セル (MLC) フラッシュ メモリの 4 ビットまたは 3 ビットのメモリではなく、セルあたり XNUMX ビットの情報を格納する NAND フラッシュ メモリです。 SK hynix XNUMXD テクノロジーは基本的に、Periphery Under Cell (PUC) テクノロジーの上に従来の XNUMXD NAND テクノロジーを積層したものです。

96 層 512Gb (ギガビット) TLC 4D NAND フラッシュを使用することで、PE8010 は、前世代の小容量ドライブと競争力のある価格設定になっています。

このドライブのもう 2 つの興味深い特徴は、古い U.3 フォーム ファクターと新しい U.2 フォーム ファクターの両方をサポートしていることです。 U.8639 (FKA SFF-3) は、SAS および SATA ドライブをコンピュータに接続するためのコンピュータ インターフェイスで、最大 2 つの PCIe レーンを使用できます。 U.2 は U.3 仕様に基づいて構築されており、U.2 コネクタを使用します。ただし、NVMe、SAS、および SATA ドライブをサポートし、ファームウェアがサポートしている場合は、これら 2 つの異なるドライブ タイプ間のホットスワップもサポートします。 U.3 ドライブは U.XNUMX と下位互換性がありますが、U.XNUMX ドライブは純粋な U.XNUMX ホストとは互換性がありません。

ただし、SK hynix PE8010 ドライブの最大の特徴と利点は、PCIe Gen4 バス規格のサポートです。 Gen4 バスは、ソフトウェア サポートと Gen3 バスとの機械的インターフェイスの両方において下位互換性および上位互換性を維持しながら、PCIe Gen3 バスの帯域幅を 4 ​​倍にします。これにより、Gen16 デバイスの 8 GT/s に対して、Gen3 デバイスでは最大 2 GT/s (ギガ転送/秒) が可能になります。これは、レーンあたり 1GB/秒に対して最大 XNUMXGB/秒 (ギガバイト/秒) のデータ転送速度に相当します。

PCIe Gen4 は最新のバス テクノロジであるため、これをサポートする現在のサーバーはパイプラインを通じて引き続き動作します。 Advanced Micro Devices (AMD) はサポートにおいてより積極的であり、PCIe Gen4 をサポートする Intel システムが間もなく登場すると期待されています。

テストでは、AMD 635 CPU を搭載したシングル プロセッサ Lenovo SR7742 を使用しました。 Lenovo SR635 に関する記事とビデオを作成しました ( こちら と こちら）今年初めに公開しましたが、ここで簡単に要約します。 SR635 は、1 つのソケットをサポートする 2U、シングル ソケット サーバーです。^nd 第 2 世代 AMD EPYC CPU と最大 3200TB の 4.0MHz DRAM。さらに、テストにおいて最も重要なことは、取り付けられているバックプレーンに応じて、エンドツーエンドで PCIe XNUMX をサポートしていることです。

7 台の PE6011 と 8010 台の PE4 NVMe SSD を使用した CentOS 64 での初期テストでは、XNUMXK ランダム ワークロードと XNUMXK シーケンシャル ワークロードを使用した従来の「XNUMX コーナー」スループットと帯域幅テストを調べました。

次に、ソフトウェア環境を VMware ESXi 6.7u3 に変更し、より小さい SSD グループ サイズのパフォーマンスを比較します。 SQL Server の場合、4 つの NVMe SSD、合計 8 つの VM を使用し、SQL Server 2014 インスタンスで 1,500 スケールの TPC-C ワークロード プロファイルを実行します。

最後に、MySQL Sysbench のワークロードを各グループの 2 つの SSD に集中させ、8 つの VM を SSD のペアに均等に配置します。これにより、環境のストレージへの影響に焦点を当て、SSD あたり 4VM のワークロード フットプリントが得られます。

PE8010 は、これまでにテストしたすべての NVMe デバイスの中で最も優れたパフォーマンスを備えています。最大 35.8GB/s のシーケンシャル読み取り速度と最大 17.5GB/s のシーケンシャル書き込み速度を実現でき、ランダム読み取りと書き込みはそれぞれ 8.1 秒あたり最大 3.97M および 6011M の入出力操作 (IOPS) になります。 。同社の以前の PCIe ベース Gen3 ソリューションである PE8010 と比較して、PE133 はシーケンシャル読み取りで 192%、ランダム書き込みで XNUMX% の大幅なパフォーマンス向上を実現します。

テストを通じて示された PCIe Gen4 の主な利点は、ボトルネックをストレージ層から遠ざけることで、企業がシステムの CPU および RAM リソースをより効率的に活用できることです。

SQL Server や MySQL などのアプリケーション ワークロードでは、ワークロードのパフォーマンスのレイテンシが半分になりました。 I/O を 8010 つの SSD に集中させる、CPU 集中型の MySQL Sysbench ワークロードでは、PE69 はワークロードのパフォーマンスを XNUMX% 向上させました。

サーバーがより多くのコアを備えたプロセッサーを提供したり、拡張された DRAM 容量をサポートしたりするにつれて、次世代コンポーネントに対応できるストレージ デバイスを備えていることが最も重要になります。私たちのテストでは、PE8010 がテストベッド システムを限界まで押し上げることができることがわかりました。最新のアプリケーションは、これらの最新テクノロジーから大きな恩恵を受けることは明らかです。

まとめ

多くの場合、新しいテクノロジーはそのパフォーマンスが期待を大きく下回りますが、今回の場合、私たちは PE8010 の実際のパフォーマンスに非常に感銘を受けました。 PE8010 は PCIe Gen3 デバイスに比べて若干のプレミアムが期待されるという事実を考慮すると、SK ハイニックスにとっては勝者になると予想されます。また、Gen4 ドライブによってサーバー全体のパフォーマンスが新たなレベルに引き上げられることも期待されており、SK hynix はすでに Gen4 デバイスを出荷しており、このテクノロジーの明確なリーダーであることで、早い段階からその門をくぐり抜けています。

間違いなく、使用されるすべてのワットが収益に影響を与えるクラウド プロバイダーの存在により、PE8010 は電力使用量に合わせて最適化されており、クラス最高の IOPS/ワットを実現し、結果として TCO と OPEX の削減につながります。

これらのドライブの使用に関しては、言及する価値のあるいくつかの注意事項があります。優れたパフォーマンスのため、PCIe Gen4 デバイスを多数搭載したサーバーは CPU に負荷を与えてしまいます。したがって、システムを設計する際には賢明である必要があります。サーバーが Gen4 ドライブを完全に利用できるように設計されるまで、これらのデバイスを使用する最良の方法は、ハイエンド Gen4 と従来の NVMe ストレージ、またはコストが最適化されたフラッシュ層用の SATA を適切に組み合わせることです。

PE8010 は PCIe NVMe Gen3 デバイスと価格競争力があることに留意することが重要です。そのため、サーバーの更新を計画している場合は、たとえ Gen3 しかサポートしていないとしても、必要に応じて既存のサーバー用に PE4 を購入することを検討してください。 Gen4 ドライブには下位互換性があるため、当面は古いシステムで使用し、後で新しいシステムに移行することができます。もちろん、新しい Gen3 互換システムが入手されるまで、Gen4 デバイスには依然として GenXNUMX の帯域幅制限があります。

Tier 0 のワークロードからアーカイブ クラスのストレージに至るまで、あらゆる分野でフラッシュが成長を続ける中、企業における SSD の導入は衰える兆しがありません。新しい Gen4 製品やその他すべての SSD 開発が進行中であることから、SK ハイニックスがオールフラッシュの未来の原動力であることは明らかです。

SK ハイニックス Gen4 の発売

SK ハイニックス PCIe Gen4 エンタープライズ SSD インフォグラフィック

このレポートはSKハイニックスが後援しています。このレポートで表明されているすべての見解や意見は、検討中の製品に対する当社の公平な見解に基づいています。