KIOXIA CD6 PCIe 4.0 SSD test

De NVMe-interface, met name PCIe 3.0 NVMe 1.3, is al een tijdje de favoriete SSD-interface voor vrijwel elke use-case. Deze interface is keer op keer gebruikt omdat leveranciers bij elke nieuwe generatie hun prestaties blijven verbeteren. PCIe is nu 4.0 binnengegaan, wat een enorme winst met zich meebrengt in sequentiële en willekeurige prestaties. De KIOXIA CD6 is de nieuwste SSD op de markt (en een van de eerste PCIe 4.0 voor ondernemingen), gericht op consistente prestaties in veeleisende 24×7-omgevingen. Dit maakt het ideaal voor datacenters met een gemengd gebruik en leesintensieve duurzaamheidsbehoeften. De KIOXIA CD6 SSD's zijn ook SFF-TA-1001-conform, wat connectiviteit mogelijk maakt met SAS-, SATA- en NVMe-schijven op dezelfde backplane (evenals Tri-mode controllers). De KIOXIA-lijn heeft capaciteiten variërend van 800 GB tot 15.36 TB en is verkrijgbaar in verschillende beveiligings- en duurzaamheidsopties.

De NVMe-interface, met name PCIe 3.0 NVMe 1.3, is al een tijdje de favoriete SSD-interface voor vrijwel elke use-case. Deze interface is keer op keer gebruikt omdat leveranciers bij elke nieuwe generatie hun prestaties blijven verbeteren. PCIe is nu 4.0 binnengegaan, wat een enorme winst met zich meebrengt in sequentiële en willekeurige prestaties. De KIOXIA CD6 is de nieuwste SSD op de markt (en een van de eerste PCIe 4.0 voor ondernemingen), gericht op consistente prestaties in veeleisende 24×7-omgevingen. Dit maakt het ideaal voor datacenters met een gemengd gebruik en leesintensieve duurzaamheidsbehoeften. De KIOXIA CD6 SSD's zijn ook SFF-TA-1001-conform, wat connectiviteit mogelijk maakt met SAS-, SATA- en NVMe-schijven op dezelfde backplane (evenals Tri-mode controllers). De KIOXIA-lijn heeft capaciteiten variërend van 800 GB tot 15.36 TB en is verkrijgbaar in verschillende beveiligings- en duurzaamheidsopties. De CD6 wordt ook geleverd in 2.5-inch, 15 mm Z-hoogte vormfactoren en wordt aangedreven door KIOXIA's eigen controller, firmware en BiCS FLASH 96-laags 3D TLC-geheugen. Het maakt gebruik van een ontwerp met één poort (dwz er is één gegevenspad van de host naar de SSD).

UPDATE 4/2/22 – We hebben de Kioxia CD6 met meer volwassen firmware

De prestaties van PCIe 4.0 hebben de potentie om behoorlijk ongelooflijke cijfers te bereiken, en de KIOXIA CD6 is zeker geen uitzondering. KIOXIA citeert hun nieuwe aandrijflijn om sequentiële prestaties te leveren tot respectievelijk 6.2 GB/s en 4.0 GB/s in lees- en schrijfbewerkingen, terwijl willekeurige prestaties het potentieel hebben om tot een miljoen IOPS in leesbewerkingen en 250,000 IOPS in schrijfbewerkingen te halen. Dit zijn op zijn zachtst gezegd indrukwekkende cijfers.

Het beschikt ook over een reeks ingebouwde betrouwbaarheidsfunctionaliteit, waaronder herstel van schijfstoringen van de 6e generatie, en dubbele pariteitsbescherming, en bescherming tegen stroomuitval (PLP), end-to-end gegevenscorrectie voor extra betrouwbaarheid. De KIOXIA CD6 is NVMe 1.4-compatibel, wat een aantal belangrijke functies aan de drive toevoegt. Dit omvat persistente gebeurtenislogboeken, opschoningsverbeteringen en granulariteit van de naamruimte en schrijfbeveiliging van de naamruimte.

KIOXIA CD6 Specificaties

KIOXIA CD6 Prestaties

Proefbank

Onze nieuwe PCIe Gen4 Enterprise SSD-beoordelingen maken gebruik van een Lenovo Think System SR635 voor applicatietests en synthetische benchmarks. De ThinkSystem SR635 is een goed uitgerust single-CPU AMD-platform, dat veel meer CPU-kracht biedt dan nodig is om krachtige lokale opslag te benadrukken. Het is ook het enige platform in ons lab (en een van de weinige momenteel op de markt) met PCIe Gen4 U.2-bays. Synthetische tests vereisen niet veel CPU-bronnen, maar maken nog steeds gebruik van hetzelfde Lenovo-platform. In beide gevallen is het de bedoeling om lokale opslag in het best mogelijke licht te presenteren dat overeenkomt met de maximale schijfspecificaties van de opslagleverancier.

PCIe Gen4 synthetisch en applicatieplatform (Lenovo ThinkSystem SR635)

• 1 x AMD 7452 (2.35 GHz x 32 kernen)
• 8 x 64 GB DDR4-3200 MHz ECC DRAM
• CentOS 7.7 1908
• ESXi 6.7u3

PCIe Gen3-toepassingsplatform (Lenovo Think System SR850)

• 4 x Intel Platinum 8160 CPU (2.1 GHz x 24 cores)
• 16 x 32 GB DDR4-2666 MHz ECC DRAM
• 2 x RAID 930-8i 12Gb/s RAID-kaarten
• 8 NVMe-bays
• VMware ESXI 6.7u3

PCIe Gen3 synthetisch platform (Dell PowerEdge R740xd)

• 2 x Intel Gold 6130 CPU (2.1 GHz x 16 kernen)
• 4 x 16 GB DDR4-2666 MHz ECC DRAM
• 1x PERC 730 2GB 12Gb/s RAID-kaart
• Add-in NVMe-adapter
• Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64

Omdat we de eerste reeks beoordelingen op een nieuw platform zijn, hebben we resultaten uit het verleden opgenomen, die vergelijkbaar zijn met, maar niet 100% appels met appels, aangezien ze op een ouder platform aan het testen waren. Onze synthetische testverschillen zullen niet veel scheeftrekken in de resultaten, maar de applicatieworkloads die werken op het enkele CPU AMD-platform versus Quad CPU Intel-platform kunnen tot op zekere hoogte. In onze MySQL-tests nam een ​​van de nieuwe Gen4 KIOXIA-producten weliswaar de leiding, maar in SQL-server was de latentie gemiddeld. Met slechts twee Gen4-schijven die we hebben kunnen publiceren, hebben we niet veel vergelijkbare gegevens, maar het is iets om rekening mee te houden bij het bekijken van deze resultaten. We hebben ook onze synthetische tests opgevoerd om te profiteren van de snellere SSD's, waarbij we nu testresultaten laten zien met een hoger piekaantal threads.

Achtergrond en vergelijkingen testen

De StorageReview Enterprise-testlaboratorium biedt een flexibele architectuur voor het uitvoeren van benchmarks van zakelijke opslagapparaten in een omgeving die vergelijkbaar is met wat beheerders tegenkomen in echte implementaties. Het Enterprise Test Lab bevat een verscheidenheid aan servers, netwerken, stroomconditionering en andere netwerkinfrastructuur waarmee ons personeel real-world omstandigheden kan vaststellen om de prestaties tijdens onze beoordelingen nauwkeurig te meten.

We nemen deze details over de laboratoriumomgeving en protocollen op in beoordelingen, zodat IT-professionals en degenen die verantwoordelijk zijn voor opslagverwerving de voorwaarden kunnen begrijpen waaronder we de volgende resultaten hebben bereikt. Geen van onze beoordelingen wordt betaald of gecontroleerd door de fabrikant van de apparatuur die we testen. Aanvullende informatie over de StorageReview Enterprise-testlaboratorium en een overzicht van de netwerkmogelijkheden zijn beschikbaar op die respectievelijke pagina's.

Analyse van de werkbelasting van applicaties

Om de prestatiekenmerken van opslagapparaten voor ondernemingen te begrijpen, is het van essentieel belang om de infrastructuur en de applicatieworkloads in live-productieomgevingen te modelleren. Onze benchmarks voor de Kioxia CD6 zijn dan ook de MySQL OLTP-prestaties via SysBench en Microsoft SQL Server OLTP-prestaties met een gesimuleerde TCP-C-workload. Voor onze applicatieworkloads draait elke schijf 4 identiek geconfigureerde VM's.

SQL Server-prestaties

Elke SQL Server VM is geconfigureerd met twee vDisks: een volume van 100 GB voor opstarten en een volume van 500 GB voor de database en logbestanden. Vanuit het perspectief van systeemresources hebben we elke VM geconfigureerd met 8 vCPU's, 64 GB DRAM en de LSI Logic SAS SCSI-controller gebruikt. Terwijl onze Sysbench-workloads het platform eerder verzadigden in zowel opslag-I/O als capaciteit, zoekt de SQL-test naar latentieprestaties.

Deze test maakt gebruik van SQL Server 2014 op Windows Server 2012 R2 gast-VM's en wordt benadrukt door Quest's Benchmark Factory for Databases. OpslagReview's Microsoft SQL Server OLTP-testprotocol maakt gebruik van de huidige versie van Benchmark C (TPC-C) van de Transaction Processing Performance Council, een online transactieverwerkingsbenchmark die de activiteiten in complexe applicatieomgevingen simuleert. De TPC-C-benchmark komt dichterbij dan synthetische prestatiebenchmarks bij het meten van de sterke punten en knelpunten van opslaginfrastructuur in database-omgevingen. Elke instantie van onze SQL Server VM voor deze beoordeling gebruikt een SQL Server-database van 333 GB (schaal 1,500) en meet de transactieprestaties en latentie onder een belasting van 15,000 virtuele gebruikers.

SQL Server-testconfiguratie (per VM)

• Windows Server 2012 R2
• Opslagcapaciteit: 600 GB toegewezen, 500 GB gebruikt
• SQL Server 2014

• • Databasegrootte: schaal 1,500
  • Virtuele clientbelasting: 15,000
  • RAM-buffer: 48 GB
• Testduur: 3 uur
  • 2.5 uur voorconditionering
  • 30 minuten proefperiode

Voor onze SQL Server-transactiebenchmark had de KIOXIA CD6 een score van 12,633.7 TPS bij 4VM's.

De gemiddelde latentie zorgde ervoor dat de KIOXIA CD6 5.5 ms had bij 4 VM's (hetzelfde als de CD6), iets achter de Huawei- en Memblaze-schijven.

Sysbench-prestaties

De volgende applicatiebenchmark bestaat uit een Percona MySQL OLTP-database gemeten via SysBench. Deze test meet ook de gemiddelde TPS (Transactions Per Second), de gemiddelde latentie en de gemiddelde latentie van het 99e percentiel.

Elke sysbench VM is geconfigureerd met drie vDisks: een voor opstarten (~ 92 GB), een met de vooraf gebouwde database (~ 447 GB) en de derde voor de database die wordt getest (270 GB). Vanuit het perspectief van systeemresources hebben we elke VM geconfigureerd met 8 vCPU's, 60 GB DRAM en de LSI Logic SAS SCSI-controller gebruikt.

Sysbench-testconfiguratie (per VM)

• CentOS 6.3 64-bits
• Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1

• • Databasetabellen: 100
  • Databasegrootte: 10,000,000
  • Database-threads: 32
  • RAM-buffer: 24 GB
• Testduur: 3 uur
  • 2 uur preconditionering 32 threads
  • 1 uur 32 draden

Op weg naar de Sysbench transactionele benchmark, behaalde de KIOXIA een leidende score van 9,333 TPS op 4VM's.

In de gemiddelde latentie van Sysbench zagen we de CD6 met een latentie van slechts 13.71 ms bij 4 VM's, opnieuw de koploper.

Voor onze latentie in het slechtste geval (99e percentiel) bereikte de CD6 27.48 ms bij 4 VM's, dit keer met een achterstand op de Huawei (27.22 ms).

VDBench-werkbelastinganalyse

Als het gaat om het benchmarken van opslagapparaten, is het testen van applicaties het beste en komt het synthetische testen op de tweede plaats. Hoewel ze geen perfecte weergave zijn van de werkelijke werkbelasting, helpen synthetische tests wel om opslagapparaten te baseren met een herhaalbaarheidsfactor die het gemakkelijk maakt om appels met appels te vergelijken tussen concurrerende oplossingen. Deze workloads bieden een scala aan verschillende testprofielen, variërend van "four corners"-tests, algemene tests voor de grootte van databaseoverdrachten tot het vastleggen van sporen uit verschillende VDI-omgevingen. Al deze tests maken gebruik van de gemeenschappelijke vdBench-workloadgenerator, met een scripting-engine om resultaten te automatiseren en vast te leggen over een groot rekentestcluster. Hierdoor kunnen we dezelfde workloads herhalen op een breed scala aan opslagapparaten, waaronder flash-arrays en individuele opslagapparaten. Ons testproces voor deze benchmarks vult het volledige schijfoppervlak met gegevens en verdeelt vervolgens een schijfgedeelte dat gelijk is aan 25% van de schijfcapaciteit om te simuleren hoe de schijf zou kunnen reageren op applicatieworkloads. Dit is anders dan volledige entropietests die 100% van de schijf gebruiken en deze in stabiele toestand brengen. Als gevolg hiervan weerspiegelen deze cijfers hogere aanhoudende schrijfsnelheden.

profielen:

• 4K willekeurig lezen: 100% lezen, 128 threads, 0-120% joate
• 4K willekeurig schrijven: 100% schrijven, 128 threads, 0-120% snelheid
• 4K willekeurig lezen (hoge belasting): 100% lezen, 512 threads, 0-120% irate
• 4K willekeurig schrijven (hoge belasting): 100% schrijven, 512 threads, 0-120% irate
• 64K sequentieel lezen: 100% lezen, 32 threads, 0-120% jorate
• 64K sequentieel schrijven: 100% schrijven, 16 threads, 0-120% snelheid
• 64K sequentieel lezen (hoge belasting): 100% lezen, 64 threads, 0-120% irate
• 64K sequentieel schrijven (hoge belasting): 100% schrijven, 64 threads, 0-120% irate
• Synthetische database: SQL en Oracle
• VDI volledige kloon en gekoppelde kloonsporen

Vergelijkingen:

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

In onze eerste VDBench Workload Analysis, Random 4K Read, had de KIOXIA CD6 een piekscore van 760,160 IOPS met een latentie van 165.5 µsTijdens een hoge belasting in Random 4K Read zagen we de KIOXIA CD6 een beetje vertragen in de buurt van de 1 miljoen IOPS, eindigend met een piek van 1,067,840 IOPS bij 472 µs.

Voor willekeurig schrijven in 4K presteerde de CD6 het best, met een piek van 579,919 IOPS bij een latentie van 211.1 µs.

Bij een hoge schrijfbelasting vertoonde de KIOXIA CD6 een indrukwekkende piek van 709,547 IOPS met een latentie van 713.3 µs.

Bij het overschakelen naar sequentiële workloads liet de CD6 solide resultaten zien met een piek van 68,413 IOPS (of 4.28 GB/s) bij 465.6 µs (de andere KIOXIA was naar verwachting de beste drive in reads). Tijdens een hoge belasting in sequentiële reads piekte de CD6 op 75,598 IOPS (4.72 GB/s) voordat hij vertraagde en een latentie bereikte van wel 843.5 ms.

Voor 64K sequentieel schrijven toonde de KIOXIA CD6 opnieuw dat het een krachtpatser is in schrijven, met een piek van 53,402 IOPS (of 3.33 GB/s) met een latentie van 291.6 ms voordat hij aan het einde een beetje terugviel.

Bij een hoge schrijfbelasting piekte de KIOXIA CD6 op 42,299 IOPS (of 2.58 GB/s) met een latentie van slechts 65.1 ms.

Onze volgende reeks tests zijn onze SQL-workloads: SQL, SQL 90-10 en SQL 80-20. Beginnend met SQL had de KIOXIA CD6 een solide piek van 241,700 IOPS en een latentie van 131.1 ms.  In SQL 90-10 had de CD6 vrijwel dezelfde prestaties als de Memblaze-drive, met een piek van 243,292 IOPS en 129.9 ms in latentie.In de SQL 80-20 presteerden de schijven met de beste prestaties redelijk vergelijkbare prestaties, met de CD6 met een piek van 244,857 IOPS met een latentie van 128.3 ms.

De volgende stap zijn onze Oracle-workloads: Oracle, Oracle 90-10 en Oracle 80-20. Beginnend met Oracle piekte de KIOXIA CD6 op de derde plaats met een solide 253,635 IOPS en een latentie van 137.5 µs. 

Oracle 90-10 liet ons meer van het bovenstaande zien, de CD6 piekte op 168,000 IOPS met 116.8 µs latentie.Met Oracle 80-20 vertoonden de top 4 schijven zeer vergelijkbare prestaties, aangezien de CD6 piekte op 192,663 met een latentie van 112.3 ms.Vervolgens zijn we overgestapt op onze VDI-kloontest, Full en Linked. Voor VDI Full Clone (FC) Boot had de KIOXIA CD6 een piek van 196,584 IOPS bij een latentie van 172.3 µs voor de derde plaats.  VDI FC Initial Login, de KIOXIA CD6 had de beste prestatie met een piek van 169,412 IOPS bij 172.6 ms.

VDI FC Monday Login, de CD6 liet opnieuw topprestaties zien met een piek van 109,488 IOPS bij 142.7 ms.

Voor VDI Linked Clone (LC) Boot vertoonde de CD6 een indrukwekkende 100,678 IOPS bij 157 ms latentie, net achter de KIOXIA CM6.  VDI LC Initial Login vertoonde oneven getallen tijdens het initiële loginprofiel, met een piek van 25,235 IOPS en 313.8 ms in latentie voordat de prestaties sterk daalden.Ten slotte beëindigde de KIOXIA CD6 met VDI LC Monday Login onze tests met opnieuw een goede prestatie, met 84,903 IOPS bij 184.3 ms.

Conclusie

De KIOXIA CD6 is de nieuwste krachtige datacenter-SSD die op de markt komt en maakt gebruik van de nieuwe PCIe 4.0-interface. Het is speciaal gebouwd voor veeleisende 24×7-omgevingen, met name die met gemengd gebruik en leesintensieve duurzaamheidsbehoeften. De nieuwe KIOXIA-drive is beschikbaar in de 2.5-inch 15 mm Z-hoogte-vormfactor, beschikt over KIOXIA BiCS FLASH 96-laags 3D TLC en is verkrijgbaar in een breed scala aan capaciteiten van 960 GB tot 15.36 TB. Het wordt ook geleverd met een reeks beveiligingsopties.

Voor prestaties hebben we de CD6 vergeleken met andere vergelijkbare SSD's, waaronder de KIOXIA CM6. Voor Application Workload Analysis zagen we dat de CD6 12,633.7 TPS bereikte met een gemiddelde latentie van 5.5 ms in SQL Server, net onder de Memblaze- en Huawei-schijven. Voor Sysbench bereikte de schijf 9,333 TPS, een gemiddelde latentie van 13.71 ms en een latentie van 27.48 m in het slechtste geval.

Onze VDbench-test zag meer solide prestaties van de KIOXIA. In de meeste gevallen liep het echter achter de CM6-drive aan. Hoogtepunten zijn onder meer: ​​760,160 IOPS in 4K lezen (1,067,840 IOPS hoge belasting), 579,919 IOPS in 4K schrijven (709,547 IOPS hoge belasting), 4.28 GB/s in 64K lezen (4.72 GB/s hoge belasting) en 3.33 GB/s in 64K schrijven (2.58 GB/s hoge belasting). SQL-workloads zagen 242K IOPS, 243K IOPS voor SQL 90-10 en 245K IOPS in SQL 80-20. In Oracle presteerden de best presterende schijven zeer vergelijkbaar (waaronder de CD6), met werklasten van 254 IOPS, 168K IOPS in Oracle 90-10 en 192K IOPS in Oracle 80-20. In onze VDI Clone-test toonde de CD6 over de hele linie indrukwekkende prestaties, benadrukt door zijn topprestaties in onze VDI FC Monday Login- en VDI FC Initial Login-tests.

De focus van deze recensie ligt op de prestaties van de CD6, die een indrukwekkende scorekaart samenstelt. Misschien is het grotere verhaal echter de toekomst van PCIe Gen4. Lenovo komt als eerste uit de poort met een server die PCIe Gen4 van voor naar achter ondersteunt. De meeste andere servers ondersteunen alleen Gen4 achterin, wat een fundamentele ontwerpbeslissing is. Het was gemakkelijker en sneller om de voorvakken over te slaan. Lenovo koos voor het uitgebreidere pad en ontwikkelde hun Rome-servers om te kunnen profiteren van alles wat AMD te bieden had. Het netto resultaat is dat Lenovo kan profiteren van nieuwe technologie, zoals de CD6 van KIOXIA, waar de meeste anderen dat niet kunnen. Dit plaatst KIOXIA in een kip/ei-scenario, in ieder geval totdat Intel hun volgende generatie server-CPU's uitbrengt. Je zou kunnen zeggen dat het in dit geval oké is om de IT-curve voor te zijn, de CD6 zal prima werken met oudere platforms, klaar om meer te geven wanneer PCIe Gen4-systemen beschikbaar zijn. Verwacht voorlopig veel benchmarks die de voordelen van AMD-servers aanprijzen, vooral nu de Lenovo dual-CPU-systemen op de markt komen.

UPDATE 4/2/22 – We hebben de Kioxia CD6 met meer volwassen firmware

KIOXIA SSD's

Discussieer op Reddit

Neem contact op met StorageReview

Nieuwsbrief | YouTube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | Facebook | RSS Feed