SSDs de alto desempenho como o DapuStore Haishen5 H5100 são cruciais para aplicações avançadas como IA e HPC.

Os dados são mais valiosos do que nunca, por isso a necessidade de soluções de armazenamento de alto desempenho, confiáveis ​​e com baixo consumo de energia é crítica. O SSD DapuStor Haishen5 H5100 E3.S atende a essas necessidades com tecnologia avançada e engenharia cuidadosa. Colocamos 16 H5100s para trabalhar para ver o quão rápidos e capazes são esses modernos SSDs Gen5.

SSD DapuStor Haishen5 H5100 E3.S

O H5100 representa um avanço significativo no desempenho de armazenamento, baseado nos SSDs Gen4 da DapuStor. Aproveitando o mais recente controlador corporativo Marvell Bravera PCIe Gen5, KIOXIA BiCS8 3D TLC NAND e firmware DapuStor personalizado, esta unidade oferece o dobro do rendimento em comparação com suas contrapartes Gen4. Com velocidades de leitura sequencial de até 14,000 MB/s e velocidades de gravação de até 9,500 MB/s, o Haishen5 H5100 reduz drasticamente os tempos de acesso a dados e a latência, essenciais para cargas de trabalho modernas como IA e HPC.

SSD DapuStor Haishen5 H5100 E3.S

As IOPS de leitura e gravação aleatórias atingem até 2.8 milhões e 380 mil, respectivamente, enquanto as latências de leitura aleatória de 4K são inferiores a 54 microssegundos e as latências de gravação são inferiores a 8 microssegundos. Essas melhorias de desempenho se traduzem em processamento de dados mais rápido, maior capacidade de resposta do sistema e capacidade de lidar com cargas de trabalho mais intensas, tornando-o a escolha ideal para aplicativos que exigem transferência de dados em alta velocidade e eficiência de armazenamento.

Os data centers e hiperscaladores modernos enfrentam mais do que apenas desafios de desempenho. A eficiência energética é cada vez mais crítica. O controlador KIOXIA BiCS8 3D NAND e Marvell Bravera SC5 se combinam para oferecer alta capacidade e eficiência energética. A tecnologia de empilhamento vertical do BiCS8 permite até 32 TB com consumo de energia reduzido. Em contraste, o gerenciamento dinâmico de energia e o processamento eficiente de dados do Bravera SC5 garantem desempenho superior e uso mínimo de energia, tornando-o ideal para aplicações empresariais exigentes.

A flexibilidade no design também é crítica. À medida que novos servidores migram de U.2 para E3.S e hiperescaladores, mesmo a NVIDIA tem vários aplicativos para E1.S, os fornecedores de SSD precisam oferecer suporte a uma variedade maior de formatos. Com o H5100, é essencial observar que o DapuStor suporta o formato U.2 legado no Gen5. Eles também suportam unidades de capacidade de 3.84 TB e 7.68 TB nos formatos E3.S e E1.S EDFFF com vários benefícios de densidade e eficiência em relação às unidades U.2.

Outro aspecto interessante do DapuStor H5100 é o design do firmware. O controle do firmware torna mais fácil para o DapuStor integrar a forma como todos os componentes do drive interagem. Esse benefício se manifesta de várias maneiras, desde uma QoS mais rigorosa até o suporte a recursos avançados como o posicionamento flexível de dados (FDP). O DapuStor personalizará o firmware de uma unidade para casos de uso específicos, caso um cliente tenha requisitos fora da estrutura padrão. Os recursos personalizáveis ​​incluem ajustes de firmware, configurações de segurança, ajuste de desempenho e configurações de gerenciamento de energia.

O SSD H5100 incorpora recursos avançados de qualidade de serviço (QoS) para garantir desempenho consistente e integridade de dados em diversas cargas de trabalho. Esses recursos de QoS permitem que o drive gerencie e priorize operações de E/S de maneira eficaz, mantendo baixa latência e alto rendimento mesmo sob condições exigentes.

A tecnologia FDP no DapuStor H5100 otimiza o gerenciamento de dados dentro do drive. Permitindo que os dados sejam gravados em diferentes espaços físicos, o FDP melhora o desempenho, a resistência e a eficiência geral do armazenamento. Esse recurso avançado ajuda a reduzir a amplificação de gravação e aprimora a capacidade da unidade de lidar com cargas de trabalho mistas de maneira eficaz. Embora visto apenas no mundo hiperescalador no momento, o FDP está ganhando enorme impulso dentro do OCP e, graças aos benefícios de resistência inerentes que o FDP oferece, não demorará muito para que mais aplicativos convencionais aproveitem.

Especificações do SSD DapuStor Haishen5 H5100

Resultados de Desempenho

Para entender melhor o desempenho dos SSDs DapuStor Haishen5 H5100 E3.S, testamos 16 unidades de 7.68 TB em um servidor de armazenamento Supermicro. O Supermicro Storage A+ ASG-1115S-NE316R é um servidor de montagem em rack 1U de alto desempenho para aplicações com uso intensivo de dados. Ele suporta 16 unidades E3.S NVMe hot-swap, tornando-o um ambiente de teste ideal para esses SSDs. Este servidor é alimentado por uma única CPU AMD EPYC 9634 de 84 núcleos e 384 GB de memória DDR5 ECC.

Usamos a solução Graid para agregar os SSDs DapuStor. Graid descarrega o trabalho de cálculo de paridade de gravação em uma GPU, liberando recursos do sistema para outros processos. Para plataformas PCIe Gen4/5, Graid atualmente usa a GPU NVIDIA A2000. A placa padrão de largura dupla com refrigerador de ar ativo na maioria das plataformas será suficiente. Nesta plataforma 1U da Supermicro com dois slots de largura única, entretanto, a Graid tem uma solução. Eles possuem uma versão modificada do NVIDIA A2000 com um cooler passivo fino, permitindo seu uso em plataformas de servidores com fluxo de ar, mas sem espaço para algo semelhante a uma GPU mais espessa.

Com o Graid instalado, agregamos o armazenamento em um grande pool RAID5, combinando 16 SSDs DapuStor Haishen7.68 H5 E5100.S de 3 TB para criar um volume de 105 TB. O tamanho de faixa padrão do Graid para volumes é 4 KB. Embora o desempenho do flash JBOD possa fornecer desempenho superior, há o risco de perda total de dados se algum SSD falhar. Uma solução RAID protege contra esse evento de perda de unidade e é a melhor escolha para este cenário de teste.

Com 16 SSDs DapuStor Haishen5 H5100 PCIe Gen5 em um grande grupo HW RAID5 Graid, começamos com testes de pico de largura de banda e pico de E/S. Esta é uma consideração importante para os clientes. A proteção de paridade é crucial para evitar a perda de dados em caso de falha da unidade. No entanto, é essencial evitar a introdução de muita sobrecarga que possa limitar o desempenho do sistema.

Observando o pico da largura de banda de leitura com foco em um tamanho de transferência de dados de 1 MB, testemunhamos incríveis 205 GB/s deste grupo RAID. Isso equivale a 12.8 GB/s por unidade para o grupo RAID16 de 5 unidades. Na gravação sequencial, medimos 105 GB/s agregados ou 6.6 GB/s por SSD. Eles se aproximam dos números da folha de especificações dos SSDs de 14 GB/s de leitura e 8.8 GB/s de gravação.

We veja as velocidades de transferência aleatória de 4K para medir o pico de rendimento. A leitura aleatória de 4K atingiu 18.1 milhões de IOPS e 74.3 GB/s, enquanto a gravação aleatória de 4K foi de 1.873 milhões de IOPS e 7.7 GB/s.

Embora os testes estáticos de leitura ou gravação sejam importantes ao medir o pico de largura de banda ou taxa de transferência, o desempenho de E/S misto em uma ampla variedade de tamanhos de bloco mostra o desempenho do armazenamento em casos de uso mais tradicionais.

Começamos com um tamanho de bloco de 4K, variando entre 70% a 90% de porcentagem de leitura. Com uma carga de trabalho aleatória de 70% de leitura e 30% de gravação aplicada ao grupo RAID DapuStor Haishen5 H5100 16 SSD, medimos uma taxa de transferência de 4.173 milhões de IOPS e 17.1 GB/s. Isso mantendo uma latência média de apenas 0.644 ms. Aumentando a mistura de leitura para 80%, a taxa de transferência aumentou para 5.762 milhões de IOPS e 23.6 GB/s. Com uma mistura de leitura de 90%, o desempenho continuou a aumentar para 7.36M IOPS e 30.1GB/s.

Ao aumentar o tamanho do bloco para 8K, nos aproximamos do banco de dados tradicional e das cargas de trabalho OLTP. Aqui, o grupo SSD HW RAID 16 Gen5 continuou a nos impressionar com seu desempenho incrível. Com uma mistura de leitura de 70%, medimos 2.956 milhões de IOPS ou 24.3 GB/s. Com uma mistura de leitura de 80%, a taxa de transferência aumentou para 4.024 milhões de IOPS e a largura de banda aumentou para 33 GB/s. No mix de leitura de 90%, medimos fortes 5.939 milhões de IOPS a 48.7 GB/s, com uma latência média de apenas 0.452 ms.

O tamanho do bloco de 16K obteve os melhores resultados em nossos testes de carga de trabalho aleatória. Com o HW RAID acelerado por GPU reunindo os 16 SSDs H5100 Gen5 em RAID5, poderíamos aumentar a largura de banda utilizável da plataforma. Começando com uma mistura de leitura de 70%, medimos 1.938 milhões de IOPS e 31.7 GB/s. Com 80% de leitura, isso aumentou para 2.484 milhões de IOPS e 40.6 GB/s, aproximando-se de apenas 1 ms de latência média. No pico de leitura de 90%, o array de armazenamento foi capaz de medir 3.63 milhões de IOPS e 59.4 GB/s de largura de banda total, um número incrível considerando que se trata de E/S aleatória atingindo o array.

Conclusão

SSDs de alto desempenho como o DapuStore Haishen5 H5100 são cruciais para aplicações avançadas. Em inteligência artificial e aprendizado de máquina, esses SSDs aceleram o processamento de dados, permitindo treinamento mais rápido de modelos e análises em tempo real. Para análise de big data, eles garantem recuperação e análise rápidas de dados, apoiando decisões de negócios informadas. Na negociação de alta frequência, eles fornecem a baixa latência e as transações de alta velocidade necessárias. Além disso, o Haishen5 H5100 E3.S oferece acesso consistente e rápido a dados para virtualização e computação em nuvem, o que é vital para manter ambientes virtualizados eficientes e confiáveis. Praticamente todos os casos de uso podem se beneficiar dos ganhos significativos de desempenho e eficiência que os SSDs Gen5 oferecem.

Em nossos testes, os SSDs H5100 forneceram desempenho incrível em nosso denso servidor de 1U. É uma solução versátil para vários aplicativos de alto desempenho, ajudando as empresas a atender às suas crescentes necessidades de armazenamento de dados. Nós nos concentramos no desempenho HW RAID acelerado por GPU com uma configuração Graid SupremeRAID. Isso nos permitiu manter o forte desempenho de 16 SSDs PCIe Gen5 neste servidor sem comprometer a integridade do armazenamento em uma configuração JBOD ou RAID0. Esta configuração teve destaques como uma incrível largura de banda sequencial de leitura de 205 GB/s e gravação de 105 GB/s com um tamanho de transferência de 1 MB. O desempenho de E/S aleatória também foi forte, medindo impressionantes 18.1 milhões de IOPS de leitura e 1.9 milhões de IOPS de gravação em um teste de transferência de 4K.

O que é tão interessante quanto o desempenho da caixa de entrada é o potencial de compartilhamento de dados pela rede. Embora ainda seja o começo, estamos experimentando esta configuração DapuStor e NICs OCP Broadcom 400GbE. Com duas dessas NICs na caixa de 1U, esperamos atingir aproximadamente 80 GB/s de desempenho de armazenamento compartilhado. Para tarefas como treinamento de IA ou visualização de dados em tempo real, uma rede rápida e um armazenamento rápido são essenciais para maximizar a utilização da GPU. Prevemos mais desenvolvimentos com esta plataforma impressionante.

Página do produto DapuStor

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