大約一年前，我們了解了 SK 海力士的 Gen4 企業級 SSD， PE8010. 我們將該驅動器與之前的模型系列進行了比較，很明顯，PE8010 是一個了不起的進步。 現在我們已經能夠從該公司爭取到更多的 SSD。 我們此次測試的重點是全新的 SK 海力士 PE8110，這是我們首次深入研究 E1.S 外形尺寸的 SSD。 這款驅動器對 SK 海力士來說極其重要，因為它展示了公司的很多內容，包括 NAND 和控制器開發，以及提供創新 SSD 以滿足客戶需求的能力。
大約一年前，我們了解了 SK 海力士的 Gen4 企業級 SSD， PE8010. 我們將該驅動器與之前的模型系列進行了比較，很明顯，PE8010 是一個了不起的進步。 現在我們已經能夠從該公司爭取到更多的 SSD。 我們此次測試的重點是全新的 SK 海力士 PE8110，這是我們首次深入研究 E1.S 外形尺寸的 SSD。 這款驅動器對 SK 海力士來說極其重要，因為它展示了公司的很多內容，包括 NAND 和控制器開發，以及提供創新 SSD 以滿足客戶需求的能力。
SK 海力士 PE8110 E1.S 固態硬盤
我們最近一直在談論“標尺”外形因素，包括廣泛的 E1.S 深潛，一個 傑森阿德里安的播客，Microsoft Azure 的存儲大師和另一位 帶有 Viking Enterprise Solutions 的播客 關於 ruler SSD 的服務器設計。 對於那些需要總結的人來說，E1.S（短尺）肯定很快就會來到企業，而E1.L（長尺）可能會緊隨其後。 每種外形都有一定的優勢，但隨著業界將 E15.S 的 z 高度轉向 1 毫米，服務器供應商可以更輕鬆地為這些外形設計解決方案。
雖然今天幾乎不是主流，但 E1.S 外形在超大規模數據中心中廣受歡迎。 雲計算人員喜歡它們的性能、冷卻配置文件、功耗以及在某些情況下的密度的組合。 在許多方面，E1.S 都是從 M.2 外形規格遷移過來的。 M.2 SSD 設計雖然高性能且緊湊，但適用於移動系統和啟動驅動器，但不適用於高性能企業產品。 E1.S 的用武之地是允許增加功率消耗，以及一種外形設計，該設計考慮了從逐漸提高的功率規格中產生的熱耗散。
M.2 驅動器有一定的局限性，尤其是在可維護性方面，以及在服務器存儲方面需要在適配卡中使用時。 另一方面，E1.S 提供與 U.2 驅動器相同的可維護性，並且無需任何類型的驅動器托架。 不過，SK 海力士也確實以 M.8110 外形製造了 PE2。 即使遷移到 E1.S，仍有客戶需要 M.2 連接器。
服務器對 E1.S 的採用正在加速
當我們考慮 E1.S SSD 的成功之處時，大多數用例包括超大規模數據中心或云數據中心。 也就是說，許多服務器供應商正在推動他們對 E1.S 的採用。 以上是雙節點 Viking Enterprise Solutions 服務器。 該系統利用 24 個 15 毫米驅動器托架在 1U 機箱中提供驚人的存儲密度。 Viking 正在開發各種 E1.S 平台。 如果您對涉及 E1.S 的服務器設計挑戰感興趣，我們有 關於 Viking 主題的播客.
其他供應商也支持 E1.S，包括聯想的 ThinkSystem SR630 V2。 作為 16U 服務器中提供的眾多配置的一部分，這款雙英特爾處理器服務器支持多達 1 個 E1.S SSD。
也許一些最全面的 E1.S 服務器來自 Inspur 的產品組合。 最新的浪潮 M6 服務器有許多 E1.S 選項。 NF5180M6 是一款 1U 雙 Intel CPU 系統，可提供多達 32 個 E1.S SSD，但也提供結合了 U.2 和 E1.S 托架的產品。 然後是浪潮 NF5266M6，這是一款創新的 2U 服務器，通過服務器前端的三層驅動器底座支持 24+2 3.5 英寸硬盤驅動器。 不過，在這種情況下，有趣的部分在後面，他們提供了一個支持八個 E1.S SSD 的版本。
新興的 SSD 外形規格
不過，企業採用外形規格在很大程度上是一個不斷變化的目標。 當然，當我們想到閃存時，幾乎所有出售的存儲單元都是 U.2/U.3 SSD（15 毫米 2.5 英寸），而 M.2 通常被降級為啟動任務。 雖然我們在這裡談論了很多關於 SK 海力士 E1.S SSD 的內容，但產品組合中還有更多內容。 SK 海力士還提供多種長尺外形的 SSD 選項，其中包括 E8111.L 中的 PE1。 該驅動器今天發貨，容量高達 16TB。
支持流行的標尺外形非常重要，企業服務器正在迅速採用這些插槽。 但是，與服務器設計中的任何其他時間相比，驅動器外形現在正在看到更多的創新和變化。 還有另一種外形規格，稱為 E3.S 和 E3.L。 這些驅動器往往具有高功耗，最高可達 70W。 雖然尚未公開宣布，但 SK 海力士也在為這些外形規格提供產品，這凸顯了該公司的靈活性。
隨著從 PCIe Gen3 到 Gen5 的快速發展，業界在 SSD 規格方面存在很多動盪。 SK 海力士是所有這些形式因素的主要參與者，提供客戶所需的解決方案。 因為他們是一家垂直整合的 SSD 供應商（意味著他們擁有 NAND、控制器和固件），SK 海力士非常適合隨著行業的轉變而快速行動。 此外，SK 海力士將很快吸收英特爾的 NAND 業務，使合併後的組織成為企業級 SSD 業務的龐然大物。
SK 海力士 PE8110 E1.S 規格
| 設備配置 | ||
| 密度 | 1,920 / 3,840 / 7,680GB | |
| 外形 | E1.S 15mm | |
| NAND閃存 | 4D V6 512Gb TLC | |
| 介面 | PCIe Gen4x4 | |
| 協議 | NVMe v1.4 | |
| 扇區大小 | 512、4096 字節 | |
| 操作系統 | Windows Server 2012 R2/2016/2019、CentOS 7.2 或更高版本、RHEL、Ubuntu 16.04 或更高版本。 | |
| 性能（典型值） | ||
| 順序（128KB，QD128，持續） | ||
| 更多內容 | 高達 6,000 MiB/秒 | |
| 寫 | 高達 4,000 MiB/秒 | |
| 隨機（4KB，具有 128 個線程的 QD8，持續） | ||
| 更多內容 | 高達1000K IOPS | |
| 寫 | 高達155K IOPS | |
| 讀/寫，90:10 | 高達510K IOPS | |
| 功率（典型值） | ||
| 電源電壓 | +12V±10% | |
| 主動讀/寫 | 最高為20W | |
| 主動空閒 | 最高為5W | |
| 可靠性 | ||
| UBER | < 每 1 個錯誤17 位讀取 | |
| 平均無故障時間 | 2.5 小時 | |
| 耐力 | 1 DWPD 5 年 | |
| 無動力保留 | 3 個月 (40'C) | |
| 安全性 | ||
| AES 256 位 | ||
| 安全啟動 | ||
| eDrive / TCG蛋白石 | ||
| 環境建議 | ||
| 溫度範圍 | ||
| 運營(SMART)3) | 0℃〜70℃ | |
| 非工作 | -40℃〜85℃ | |
| 衝擊（非工作） | 1500G，時長0.5ms | |
| 振動（非工作） | 20G，20~2KHz | |
| 濕度（非工作） | 5〜85％ | |
| 服務質量（延遲） | ||
| 4KB，隨機讀取，QD1（典型值） | 75us | |
| 服務質量（4KB 讀取，QD1，典型值） | ||
| 中等 | 75us | |
| 99% | 2九 | 85us |
| 99.9% | 3九 | 170us |
| 99.9% | 4九 | 370us |
| 99.999% | 5九 | 460us |
| 開機就緒（典型值） | ||
| 正常關機 | 最多 10 秒 | |
| 非正常關機 | 最多 20 秒 | |
| 最短關機時間 | 1sec | |
| 物理尺寸 | ||
| 寬度，毫米 | 33.75±0.25 | |
| 長度，毫米 | 118.75±0.55 | |
| 高度，毫米 | 15 + 0.35 / -0.60 | |
| 重量，克 | 高達 90.0±5% | |
| 功能支持 | ||
| 掉電保護（通過板載電路） | ||
| 熱節流 | ||
| SMBus 基礎管理（帶外） | ||
SK 海力士 PE8110 E1.S 性能
為了進行性能比較，我們使用了具有兩個 3 CPU 的雙 Intel Scalable Gen8380 Intel 服務器。 這款 Intel 服務器是 2U 型號，端到端支持 PCIe 4.0，並在前麵包括八個 U.2 NVMe 托架。 我們使用 U.2 到 E1.S 適配器將八個 PE8110 E1.S SSD 物理連接到系統，並在同一平台上測試了八個 U.2 PE8010 SSD。
對於我們在 Ubuntu 20.04 中使用八個 E1.S PE8110 與八個 U.2 PE8010 NVMe SSD 進行的初始測試，我們使用 4K 隨機和 64K 順序工作負載查看了傳統的“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 7.0，並比較了較小 SSD 組大小的性能。 對於 SQL Server，我們使用 1 個 NVMe SSD 和 5 個虛擬機，SQL Server 2014 實例運行我們的 1,500 規模 TPC-C 工作負載配置文件。 這對每個 SSD 模型施加了足夠的壓力，以放大每個模型之間的差異。
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。
將新的 SK 海力士 PE8110 E1.S SSD 的合成四角性能與我們之前看過的 PE8010 進行比較，我們發現隨機 4K 性能非常接近。
U.2 驅動器在讀取性能方面略有領先，PE8110 的測量值為 5.0M IOPS，而 PE8010 為 5.4M IOPS。 E1.S版本在寫入性能上佔據優勢。 在這裡，我們測量了具有 8110M IOPS 的 PE3.2 與具有 8010M IOPS 的 PE2.8。
過渡到具有順序傳輸配置文件的更大塊大小，我們發現了類似的趨勢，其中 PE8010 在讀取性能方面略有優勢，而 PE8110 在寫入速度方面具有優勢。 此處 PE8110 測得 40GB/s 64K 讀取，而 PE8010 為 43.1GB/s。
在順序寫入中，PE8110 測得 14.6GB/s，而 PE8010 測得 12GB/s。
憑藉寫入性能的優勢，當我們轉向 SQL Server 應用程序測試時，我們發現 PE8110 在我們的 TPC-C 測試中比 PE8010 有很大的改進。 在這裡，我們測量了五個虛擬機的平均延遲，其中 PE8110 顯示的總延遲為 14 毫秒。 這與 PE8010 在相同條件下測得的 23.2ms 形成對比。
我們在 SK hynix PE8110 和 PE8010 上運行的最終應用程序工作負載包括我們的 MySQL Sysbench 工作負載，在兩個 SSD 上運行 8 個虛擬機。 E1.S PE8110 測得 18,544 TPS，平均延遲 13.81 毫秒，而 PE8010 測得 19,416 TPS，平均延遲 13.23 毫秒。
最後的思考
我們已經與 SK 海力士合作多年，致力於他們不斷擴展的 SSD 產品線。 垂直整合（意味著他們擁有 NAND 工廠、內部控制器並編寫自己的固件），SK 海力士在將產品推向市場方面具有很大的靈活性。 有時，這意味著特定於超大規模使用的產品。 但這越來越意味著將下一代存儲技術引入企業。 而這甚至沒有考慮到最近收購的英特爾 NAND 團隊的存在。 合併後的實體擁有全球規模和工程人才，可以提供多個類別的領先 SSD。
在過去的幾周里，使用 PE8110 非常有趣。 雖然許多供應商已經發布了 E1.S SSD，但 SK 海力士是第一個在我們的實驗室中獲得一批的供應商。 當然，我們想了解的一件事是 U.2 和 E1.S SSD 之間的性能配置文件比較。 為此，我們將一批 SK 海力士固態硬盤放在我們的基準測試過程中。
SK hynix 使 U.2 PE8010 和 E1.S PE8110 Gen4 SSD 之間的性能配置文件非常接近。 PE8110 的隨機和順序寫入性能有所提高，讀取性能略有下降。
將一組 8 個 SSD 相互比較，我們測得 PE3.2 組在 8110K 隨機寫入中的 IOPS 為 4M，而 PE2.8 組為 8010M IOPS。 在 64K 順序寫入中，PE8110 組的測量速度為 14.6GB/s，而 PE12 為 8010GB/s。 在我們使用 Sysbench 進行的應用程序測試中，讀取性能略有優勢，PE8110 SSD 測得的 TPS 為 18,544 TPS，而 PE8010 SSD 的記錄為 19,416 TPS。 另一方面，由於更快的寫入速度，SQL Server 有了實質性的改進。 運行 SQL TPC-C 工作負載的 8110 個虛擬機的 PE5 測得為 14 毫秒，而 PE8010 的平均聚合延遲為 23.2 毫秒。
E1.S SSD 在超大規模數據中心中已經司空見慣。 不過，隨著越來越多的企業系統提供 E1.S 支持，我們預計 E1.S SSD 的採用率將顯著增加。 對於許多用例而言，性能和密度組合是不可抗拒的。 無論哪種方式，SK 海力士都將繼續提供行業需要的任何形式的 SSD。 結合收購英特爾的 NAND 資產，很明顯 SK 海力士打算在企業級 SSD 市場上非常積極。
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。
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