Scheda Tecnica SSD Western Digital Ultrastar DC SN861

Per misurare le prestazioni degli SSD NVMe® Gen5 enterprise utilizzati in questo confronto, abbiamo utilizzato una suite di test fio per carichi di lavoro a quattro angoli e Vdbench per carichi di lavoro misti. Il pacchetto di script fio che abbiamo utilizzato è un set di script automatizzato configurato per precondizionare e testare leggermente le unità in modo coerente, disponibile qui su github. Lo abbiamo utilizzato per eseguire test di lettura e scrittura sequenziale 256K per la larghezza di banda di picco e test di lettura e scrittura casuale 4K per il throughput di picco.

Quando osserviamo le cifre di prestazioni di alto livello del Western Digital SN861, esso sfrutta appieno la sua interfaccia Gen5. In lettura sequenziale, ha misurato 13,3 GB/s, posizionandosi al secondo posto rispetto al Samsung PM1743, che ha misurato 14,5 GB/s. In scrittura sequenziale, l'SN861 si è classificato primo, superando gli altri due modelli Gen5 comparabili, con una velocità di 7,7 GB/s, con 6,1 GB/s dal Samsung PM1743 come il più vicino.

Le prestazioni di lettura casuale 4K sono state notevolmente elevate, misurando 2,11M IOPS, con 1,96M IOPS dal KIOXIA CM7-R come il più vicino. Quando abbiamo esaminato le prestazioni di scrittura casuale 4K, il Western Digital SN861 si è classificato primo, con una velocità di 474K IOPS, con il Samsung PM1743 con 320K IOPS come il modello più vicino. Nei nostri test a quattro angoli, il Western Digital SN861 ha ottenuto il punteggio più alto in tre dei quattro test.

Per testare l'SSD SN861 Gen5, abbiamo utilizzato il Dell® PowerEdge® R760 nel nostro laboratorio di test. È un server rackmount 2U altamente versatile che supporta due processori Intel Xeon di quarta generazione e dispone di configurazioni che supportano fino a 24 unità NVMe. Questo server è destinato a carichi di lavoro misti, database e VDI. Va notato che la versione del CM7-R che stiamo testando in questa recensione proviene da un server Dell con firmware build di Dell. Questa unità potrebbe comportarsi diversamente con il firmware stock di KIOXIA.

Configurazione Dell PowerEdge R760:

• Dual Intel® Xeon® Gold 6430 (32 core/64 thread, 1,9 GHz base)
• 1 TB di RAM DDR5
• Ubuntu 22.04

Per la massima flessibilità, abbiamo anche collaborato con Serial Cables, che ci ha fornito un JBOF PCIe Gen5 a 8 bay per test SSD U.2/U.3, M.2 ed EDSFF. Ciò ci consente di testare tutti i tipi di unità attuali ed emergenti sullo stesso hardware di test. VDbench è stato anche utilizzato per confrontare le prestazioni scalate sulla nostra selezione di SSD in diversi tipi di carichi di lavoro. Il nostro processo di test per questi benchmark riempie l'intera superficie dell'unità con dati e quindi partiziona una sezione dell'unità pari al 25% della capacità dell'unità per simulare come l'unità potrebbe rispondere ai carichi di lavoro delle applicazioni. Ciò differisce dai test a entropia completa, che utilizzano il 100% dell'unità e le portano in uno stato stazionario. Di conseguenza, queste cifre rifletteranno velocità di scrittura sostenute più elevate.

Profili:

• Lettura sequenziale 16K: 100% Lettura, 32 thread, 0-120% iorate
• Scrittura sequenziale 16K: 100% Scrittura, 16 thread, 0-120% iorate
• Mix casuale 4K, 8K e 16K 70R/30W, 64 thread, 0-120% iorate
• Database sintetico: SQL e Oracle
• Tracce VDI Full Clone e Linked Clone

Il nostro primo test Vdbench ha misurato le prestazioni di lettura sequenziale 16K con un carico di 32 thread. Qui, abbiamo misurato un throughput di picco di 325K IOPS e 5,1 GB/s a 98 μs dall'unità Western Digital SN861, che era al pari con il KIOXIA CM7-R, misurando 329K IOPS. Il Samsung PM1743 PCIe Gen5 ha misurato 289K IOPS, e il Samsung PM9A3 che abbiamo portato come SSD Gen4 di riferimento ha misurato 227K IOPS.

Spostando la nostra attenzione sulle prestazioni di scrittura con lo stesso carico di lavoro sequenziale 16K, il Western Digital SN861 ha offerto un forte vantaggio rispetto agli altri SSD U.2 PCIe Gen5 con cui lo abbiamo confrontato. L'SN861 ha misurato un picco di 200K IOPS e 3,1 GB/s a 78 μs, con un buon vantaggio rispetto sia al KIOXIA CM7-R che al Samsung PM1743. Rispetto al panorama Gen4, tutti hanno avuto un forte vantaggio rispetto al Samsung PM9A3, che ha misurato 131K IOPS.

I nostri successivi tre test esaminano le dimensioni dei blocchi di scaling in un test di trasferimento casuale con un mix 70/30 R/W. Il primo test ha misurato una dimensione del blocco di 4K. Qui, troviamo che il Western Digital SN861 e il KIOXIA CM7-R hanno prestazioni molto simili, con l'SN861 che misura 903K IOPS a 70 μs rispetto a 881K IOPS dal CM7-R. Il Samsung PM1743 è rimasto indietro con una velocità di picco di 521K IOPS, con il PM9A3 Gen4 che misura 396K IOPS.

Passando a una dimensione del blocco di 8K con il nostro test casuale 70/30 R/W, il Western Digital SN861 ha superato il KIOXA CM7-R, misurando un picco di 682K IOPS a 93 μs, rispetto al CM7-R con 599K IOPS. Il Samsung PM1743 è rimasto indietro con 414K IOPS, mentre il PM9A3 Gen4 ha misurato 301K IOPS.

Il nostro ultimo test casuale 70/30 R/W esamina una dimensione del blocco di 16K. Il Western Digital SN861 continua il suo forte vantaggio qui, misurando un picco di 434K IOPS a 143 μs, con il CM7-R che misura 337K IOPS. Il Samsung PM1743 è rimasto indietro, misurando 231K IOPS, mentre il PM9A3 Gen4 ha misurato 183K IOPS.

Il nostro prossimo gruppo di test si concentra su un carico di lavoro SQL sintetico. In questo primo test, troviamo che il Western Digital SN861 ha un leggero vantaggio rispetto al KIOXIA CM7-R, con una velocità di picco di 407K IOPS a 78 μs rispetto ai 396K IOPS del CM7-R. Il Samsung PM1743 è rimasto indietro con un picco di 340K IOPS, mentre il PM9A3 Gen4 ha misurato 310K IOPS.

Con il carico di lavoro SQL in un mix 80/20 R/W, il Western Digital SN861 continua a guidare rispetto al KIOXIA CM7-R, misurando un picco di 424K IOPS a 75 μs rispetto ai 407K del CM7-R. Il Samsung PM1743 è rimasto indietro rispetto a questi due con una velocità di picco di 322K IOPS, con il PM9A3 Gen4 che misura 281K IOPS.

Aumentando la diffusione di lettura a una divisione 90/10 R/W nel nostro carico di lavoro SQL, il Western Digital SN861 ha continuato a mantenere il suo vantaggio sul KIOXIA CM7-R, misurando 411K IOPS a 77 μs rispetto ai 398K IOPS del CM7-R. Il Samsung è rimasto indietro rispetto a questi due con una velocità di picco di 328K IOPS, e il PM9A3 Gen4 ha misurato 297K IOPS.

Dopo i nostri test SQL, spostiamo l'attenzione su un carico di lavoro Oracle sintetico. Qui, i nostri tre SSD Gen5 mostrano forti miglioramenti rispetto al Samsung PM9A3 Gen4. Il Western Digital SN861 ha mantenuto il suo vantaggio con una velocità di picco di 445K IOPS a 80 μs, davanti al KIOXIA CM7-R con 417K IOPS. Il Samsung PM1743 è arrivato dietro a questi, misurando 317K IOPS, e il PM9A3 con 267K IOPS.

Spostando la diffusione R/W del nostro carico di lavoro Oracle sintetico a 80/20, la differenza tra il Western Digital SN861 e il KIOXIA CM7-R si è ridotta, con l'SN861 che misura un picco di 309K IOPS a 71 μs e il CM7-R che misura 304K IOPS. Il Samsung PM1743 ha misurato un picco di 252K IOPS, con il PM9A3 Gen4 che è arrivato con 228K IOPS.

Il nostro ultimo carico di lavoro Oracle sintetico con un mix 90/10 R/W ha visto un divario simile tra il Western Digital SN861 e il KIOXIA CM7-R. L'SN861 ha avuto una velocità di picco di 296K IOPS a 74 μs, mentre il CM7-R ha misurato 292K IOPS. Il Samsung PM1743 era più indietro con una velocità di picco di 250K IOPS, mentre il PM9A3 Gen4 ha misurato 231K IOPS.

I nostri ultimi sei carichi di lavoro si concentrano su tracce VDI di VM Full-Clone e Linked-Clone. Questi coprono tre scenari ciascuno: Avvio, Accesso iniziale e Accesso del lunedì. Il nostro test copre uno scenario di Avvio Full-Clone, in cui il Western Digital SN861 ha misurato 370K IOPS a 94 μs rispetto al KIOXIA CM7-R con 348K IOPS. Il Samsung PM1743 è rimasto indietro con 263K IOPS, e il PM9A3 Gen4 con 227K IOPS.

Nel nostro scenario di Accesso iniziale, il KIOXIA CM7-R ha preso il comando con un vantaggio sul Western Digital SN861, misurando 196K IOPS a 163 μs rispetto all'SN861 con 181K IOPS. Il Samsung PM1743 ha misurato un picco di 157K IOPS, mentre il PM9A3 Gen4 è arrivato con 117K IOPS.

Nel profilo di Accesso del lunedì, il Western Digital SN861 e il KIOXIA CM7-R sono stati al pari. L'SN861 ha misurato un picco di 158K IOPS a 99 μs mentre il CM7-R ha misurato 160K IOPS. Il Samsung PM1743 ha misurato 126K IOPS, e il PM9A3 Gen4 è arrivato con 83K IOPS.

Nei nostri ultimi tre test, abbiamo esaminato gli stessi profili in una configurazione VDI Linked Clone, iniziando con un avvio. Il KIOXIA CM7-R è arrivato primo, misurando 161K IOPS, rispetto al Western Digital SN861 con 156K IOPS a 102 μs. Il Samsung PM1743 ha poi misurato 138K IOPS, con il PM9A3 Gen4 dietro di esso con 110K IOPS.

Nel nostro test che misura un profilo di Accesso iniziale, il KIOXIA CM7-R ha avuto la velocità più alta di 89K IOPS, con il Western Digital SN861 subito dietro con 85K IOPS a 102 μs. Il Samsung PM1743 è rimasto indietro con 70K IOPS, con il suo fratello Gen4 dietro di esso con 53K IOPS.

Nel nostro ultimo carico di lavoro VDI che copre un profilo di Accesso del lunedì, il Western Digital SN861 è arrivato in testa con una velocità di picco di 122K IOPS a 129 μs, con il KIOXIA CM7-R dietro di esso che misura 115K IOPS. Il Samsung PM1743 ha misurato 95K IOPS, con il PM9A3 Gen4 che è rimasto indietro con una velocità di picco di 64K IOPS.

Western Digital SN861 e AI

In un percorso in qualche modo correlato al lavoro con l'SN861 in questo rapporto, abbiamo anche lavorato con la generazione precedente Western Digital Ultrastar DC SN655 all'interno della piattaforma OpenFlex™ Data24 fornita dal gruppo sistemi Western Digital. In una demo per FMS ’24, abbiamo presentato una demo AI con un server GPU, la piattaforma Data24 NVMe-oF™ e SSD Gen4 SN655.

I nostri test con NVIDIA® IndeX® si sono concentrati sullo sfruttamento delle sue avanzate capacità di visualizzazione volumetrica per gestire enormi set di dati con alta fedeltà. IndeX utilizza l'accelerazione GPU per fornire visualizzazione interattiva in tempo reale di dati volumetrici 3D, fondamentale per settori come l'esplorazione petrolifera e del gas, l'imaging medico e la ricerca scientifica.

Per ottenere prestazioni ottimali, soprattutto in ambienti ad alta intensità di GPU, è necessario garantire uno scambio dati ad alta velocità tra GPU e storage. Ad esempio, per saturare completamente la larghezza di banda di una GPU NVIDIA H100, abbiamo dovuto ottenere circa 64 GB/s di throughput, il che comporta l'utilizzo di soluzioni di storage NVMe ad alte prestazioni e tecnologie come NVIDIA GPUDirect™. Questa integrazione riduce la latenza e massimizza il throughput dei dati, garantendo un utilizzo efficiente della GPU per un'elaborazione più rapida ed efficace di set di dati su larga scala.

Quando osserviamo le differenze di larghezza di banda tra ciò che il Gen4 SN655 può fare a 6,8 GB/s di picco rispetto ai 13,7 GB/s dell'SN861, è ovvio vedere i vantaggi del passaggio a un SSD Gen5. Per raggiungere 64 GB/s con il modello della generazione precedente, sono necessari dieci SSD, mentre l'SN861 potrebbe raggiungere questo obiettivo con soli cinque. Questa differenza potrebbe consentire di aumentare il numero di unità per larghezza di banda o capacità aggiuntive.

Le prestazioni e la capacità saranno fondamentali affinché lo storage possa scalare con le esigenze dell'IA e di altre applicazioni avanzate. L'interfaccia Gen5 e le prestazioni complessive che l'SN861 offre rispetto alle unità Gen4 sono molto convincenti a questo riguardo, il che significa che queste unità possono supportare più GPU all'interno di un singolo sistema di storage e garantire che tali GPU vengano alimentate a una velocità sufficiente per garantirne il pieno utilizzo.

Conclusione