SK hynix 開發 PCIe Gen4 企業級 SSD 產品組合

SK 海力士不僅是世界第三大半導體公司和第二大內存芯片製造商，他們還利用自己的技術敏銳度製造了廣受好評的 SATA 和 NVMe 閃存設備系列。 在本文中，我們將概述 SK 海力士最新的 PCIe Gen8010 非易失性內存高速 (NVMe) 驅動器 PE4，並重點介紹其令人印象深刻的性能。 我們將首先提供一些背景知識並解釋為什麼使用 PCIe Gen4 接口的驅動器是數據中心的遊戲規則改變者。

SK 海力士不僅是世界第三大半導體公司和第二大內存芯片製造商，他們還利用自己的技術敏銳度製造了廣受好評的 SATA 和 NVMe 閃存設備系列。 在本文中，我們將概述 SK 海力士最新的 PCIe Gen8010 非易失性內存高速 (NVMe) 驅動器 PE4，並重點介紹其令人印象深刻的性能。 我們將首先提供一些背景知識並解釋為什麼使用 PCIe Gen4 接口的驅動器是數據中心的遊戲規則改變者。

2019 年 6011 月，SK 海力士宣布推出 PEXNUMX，這是他們最新的 NVMe 企業級 SSD， 我們審查. PE6011 是一款低功耗 NVMe 設備，具有 72 層 TLC 3D NAND 閃存和專為企業市場設計的 SK 海力士 NVMe 控制器。 雖然 PE6011 不是同類驅動器中表現最好的，但它在各方面都給出了不錯的數據，我們發現它在功耗、性能和成本之間取得了很好的平衡。

SK 海力士 PE8000 NVMe 驅動器

2020 年 8000 月，SK 海力士宣布推出其 PE8 系列 NVMe SSD 驅動器。 每個都有 96TB 的最大容量，並使用公司的 4 層三級單元 (TLC) 8010D NAND 閃存，以及內部開發的控制器。 該系列目前有兩款硬盤：專為讀取密集型工作負載設計的 PE8030 和專為混合使用工作負載設計的 PE4。 這兩個驅動器最有趣的方面是它們都具有 PCIe Gen2 接口，並且與 U.3 和更新的 U.XNUMX 外形規格兼容。

創新是 SK 海力士的核心，他們長期以來一直是一個以工程為中心的組織。 他們計劃通過採用新的 NAND 技術來不斷滿足行業不斷變化的需求。 路線圖上有幾款產品，例如 PE8110，它是一個 SSD 系列，將利用 128 層、512Gb NAND。 此外，SK 海力士也在使用這種 NAND 技術開發 M.2 和 E1.S（EDSFF 短）驅動器。

除了新的 NAND，還有新的形式因素需要探索。 SK hynix 將很快提供 PE8111，它使用新興的 E1.L (EDSFF Long) 外形規格，通常稱為“標尺”。 這種外形越來越受到超大規模用戶的歡迎，並且也開始滲透到主流服務器設計中。

PE8111採用業界首創的128層1Tb TLC NAND。 SK 海力士最近剛剛開始向客戶提供該驅動器的樣品，但這凸顯了他們的閃存產品越來越靈活。 16TB 容量版本的驅動器是當前的焦點，但我們被告知 32TB 容量的驅動器也在路線圖上。

SK 海力士 PE8010 規格 (PCIe Gen4x4)

TLC 是 NAND 閃存，每個單元存儲三位信息，而不是單級單元 (SLC) 和多層單元 (MLC) 閃存中的一位或兩位存儲信息。 SK 海力士 4D 技術基本上是 Periphery Under Cell (PUC) 技術，傳統的 3D NAND 技術堆疊在其之上。

通過使用 96 層 512Gb（千兆位）TLC 4D NAND 閃存，PE8010 的價格與上一代小容量驅動器相比具有競爭力。

該驅動器的另一個有趣特性是它支持較舊的 U.2 和較新的 U.3 外形規格。 U.2 (FKA SFF-8639) 是一種用於將 SAS 和 SATA 驅動器連接到計算機的計算機接口，最多可使用四個 PCIe 通道。 U.3 建立在 U.2 規格之上並使用 U.2 連接器； 但是，它支持 NVMe、SAS 和 SATA 驅動器，如果固件支持，還支持這三種不同驅動器類型之間的熱插拔。 U.3 驅動器向後兼容 U.2，但 U.2 驅動器不兼容純 U.3 主機。

不過，SK海力士PE8010硬盤最大的特點和優勢是支持PCIe Gen4總線標準。 Gen4 總線使 PCIe Gen3 總線的帶寬翻倍，同時在軟件支持和與 Gen3 總線的機械接口方面保持向後和向前兼容性。 這允許 Gen4 設備擁有高達 16 GT/s（千兆傳輸/秒），而 Gen8 設備為 3 GT/s。 這相當於數據傳輸速率高達 2GB/s（千兆字節/秒），而每通道 1GB/s。

由於 PCIe Gen4 是最新的總線技術，目前支持它的服務器仍在努力通過管道。 Advanced Micro Devices (AMD) 在支持方面更加積極，我們期待很快看到支持 PCIe Gen4 的英特爾系統。

對於我們的測試，我們使用了帶有 AMD 635 CPU 的單處理器 Lenovo SR7742。 我們在 Lenovo SR635（位於 這裡 這裡) 今年早些時候，但這裡是一個簡短的回顧。 SR635 是一款 1U 單路服務器，支持 2^nd Gen AMD EPYC CPU 和高達 2TB 的 3200MHz DRAM。 此外，對我們的測試來說最重要的是，它支持端到端的 PCIe 4.0，具體取決於安裝的背板。

對於我們在 CentOS 7 中使用 6011 個 PE8010 與 4 個 PE64 NVMe SSD 進行的初始測試，我們使用 XNUMXK 隨機和 XNUMXK 順序工作負載查看傳統的“四角”吞吐量和帶寬測試。

接下來，我們將軟件環境更改為 VMware ESXi 6.7u3 並比較較小 SSD 組大小的性能。 對於 SQL Server，我們使用 4 個 NVMe SSD，總共 8 個虛擬機，我們的 SQL Server 2014 實例運行我們的 1,500 規模 TPC-C 工作負載配置文件。

最後，我們將 MySQL Sysbench 工作負載集中到每組的 2 個 SSD 上，8 個虛擬機均勻分佈在這對 SSD 上。 這為我們提供了每個 SSD 4 個虛擬機的工作負載足跡，重點關注環境的存儲影響。

PE8010 是迄今為止我們測試過的所有 NVMe 設備中性能最強的。 它可以提供高達 35.8GB/s 的順序讀取速度和高達 17.5GB/s 的順序寫入速度，隨機讀取和寫入分別高達每秒 8.1M 和 3.97M 輸入/輸出操作 (IOPS) . 與該公司之前基於 PCIe 的 Gen6011 解決方案 PE3 相比，PE8010 的順序讀取性能大幅提升 133%，隨機寫入性能提升 192%。

整個測試中顯示的 PCIe Gen4 的主要好處是，企業能夠通過消除存儲層的瓶頸來更好地利用系統 CPU 和 RAM 資源。

在 SQL Server 或 MySQL 等應用程序工作負載中，工作負載性能將延遲減半。 在將 I/O 集中在兩個 SSD 上的 CPU 密集型 MySQL Sysbench 工作負載中，PE8010 提供了 69% 的工作負載性能提升。

由於服務器提供具有更多內核的處理器或支持擴展的 DRAM 容量，因此擁有能夠跟上下一代組件的存儲設備至關重要。 在我們的測試中，我們發現 PE8010 能夠將我們的測試平台系統推向邊緣。 現代應用程序顯然將從這些最新技術中受益匪淺。

結論

很多時候，新技術遠遠達不到他們的性能預期，但在這種情況下，PE8010 的實際性能給我們留下了深刻的印象。 鑑於 PE8010 預計與 PCIe Gen3 設備相比會有小幅溢價，我們預計它將成為 SK 海力士的贏家。 我們還期望 Gen4 驅動器將整體服務器性能提升到新的水平，而 SK 海力士已經出貨了 Gen4 設備並成為該技術的明顯領導者，因此早早走出了大門。

毫無疑問，由於 PE8010 與雲供應商合作，每消耗一瓦特都會影響利潤，因此 PEXNUMX 針對功耗進行了優化，並具有一流的 IOPS/Watt，從而降低了 TCO 和 OPEX。

關於使用這些值得一提的驅動器，我們確實有一些注意事項。 由於其出色的性能，充滿 PCIe Gen4 設備的服務器將壓倒 CPU； 因此，您需要巧妙地設計系統。 在服務器完全設計為使用 Gen4 驅動器之前，使用這些設備的最佳方式是將高端 Gen4 與更傳統的 NVMe 存儲或什至是成本優化閃存層的 SATA 適當組合。

請務必記住，PE8010 與 PCIe NVMe Gen3 設備相比具有價格競爭力，因此如果您計劃更新服務器，您可能需要考慮在需要時為現有服務器購買它們，即使它們僅支持 Gen3。 因為 Gen4 驅動器是向後兼容的，所以它們現在可以與舊系統一起使用，然後再轉移到新系統。 當然，在獲得更新的 Gen4 兼容系統之前，Gen3 設備仍將具有 Gen4 帶寬限制。

隨著閃存在從第 0 層工作負載到存檔級存儲的所有領域的持續增長，SSD 在企業中的採用沒有任何放緩的跡象。 隨著新的 Gen4 產品和所有其他 SSD 開發的進行，SK 海力士顯然是全閃存未來的推動力。

SK 海力士 Gen4 發布會

SK 海力士 PCIe Gen4 企業級 SSD 信息圖

本報告由 SK 海力士贊助。 本報告中表達的所有觀點和意見均基於我們對所考慮產品的公正看法。