KIOXIA CM7 Gen5 Enterprise SSD-Test


Die KIOXIA CM7 SSD gehört zu den ersten Gen5-Enterprise-SSDs auf dem Markt und setzt hohe Maßstäbe für Leistung und Innovation. IT-Abteilungen in der gesamten Branche evaluieren eine Vielzahl von Technologien wie SSDs der nächsten Generation und prüfen deren Kombination aus Kosteneffizienz und potenziellen geschäftlichen Auswirkungen. Mit Spitzenleseraten von 14.000 MB/s und einem beeindruckenden Latenzprofil hofft KIOXIA, dass die Vorteile des CM7 für geschäftskritische Anwendungen offensichtlich sein werden.

Die KIOXIA CM7 SSD gehört zu den ersten Gen5-Enterprise-SSDs auf dem Markt und setzt hohe Maßstäbe für Leistung und Innovation. IT-Abteilungen in der gesamten Branche evaluieren eine Vielzahl von Technologien wie SSDs der nächsten Generation und prüfen deren Kombination aus Kosteneffizienz und potenziellen geschäftlichen Auswirkungen. Mit Spitzenleseraten von 14.000 MB/s und einem beeindruckenden Latenzprofil hofft KIOXIA, dass die Vorteile des CM7 für geschäftskritische Anwendungen offensichtlich sein werden.

KIOXIA CM7-Funktionen

KIOXIA gibt an, dass der CM7 für gemischt genutzte, ausdauerintensive Anwendungsfälle wie KI/ML-Verarbeitung, transaktionale und relationale Datenbanken sowie Business-Intelligence-Aufgaben gedacht ist. Es bietet ein Dual-Port-Design, das für hochverfügbare Anwendungen geeignet ist und eine solide Leistung auch in kritischen Szenarien gewährleistet.

Der CM7 bietet außerdem eine Reihe von Datensicherheitsoptionen, einschließlich Self-Encrypting Drive (SED)-Funktionen, die sicherstellen, dass vertrauliche Informationen geschützt bleiben. Darüber hinaus ist das Laufwerk für noch höhere Sicherheitsstandards mit SED mit FIPS 140-3-Konformität erhältlich, was seinem beeindruckenden Funktionsumfang eine zusätzliche Ebene der Datensicherheit und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften verleiht.

KIOXIA CM7 Build- und Leistungsprofil

Bei der Untersuchung seiner Komponenten nutzt der KIOXIA CM7 seinen proprietären Controller, seine Firmware und die 112-Layer-BiCS-FLASH-3D-TLC-Technologie. Die SSD fügt sich außerdem nahtlos in den NVMe 2.0-Standard ein.

Die CM7-SSD-Familie ist in zwei Kategorien unterteilt. Das CM7-V, das wir hier testen, ist ein Laufwerk mit höherer Ausdauer (3 DWPD), das für gemischte Arbeitslasten entwickelt wurde und eine Höchstkapazität von 12,8 TB erreicht. Die leseintensive Variante heißt CM7-R und unterstützt ein einzelnes DWPD-Endurance-Profil und eine maximale Kapazität von 30,72 TB. Während wir uns in diesem Test mit dem U.2-Formfaktor befassen, sind die Laufwerke auch in E3.S erhältlich.

Betrachtet man die CM7-V-Spezifikationen, erreicht das Laufwerk bei anhaltenden 128-KiB-Metriken einen Spitzenwert von 14.000 MB/s für sequentielle Lesevorgänge und 7.000 MB/s für sequentielle Schreibvorgänge. Kontinuierliche zufällige Lese- und Schreibvorgänge von 4 KB erreichen bis zu 2.700.000 bzw. 310.000 IOPS. Es verfügt außerdem über eine MTBF-Bewertung (Mean Time Between Failure) von 2.500.000 Stunden. Die detaillierte Spezifikationstabelle unten dient als hervorragende Referenz für einen umfassenden Überblick über die Antriebsleistung. Für alle Laufwerke gilt eine 5-Jahres-Garantie.

Unser Testbericht bezieht sich auf die SSD-Variante CM7-V mit 3,2 TB.

KIOXIA CM7-Spezifikationen

Modell-Nr KCMYFVUG12T8 KCMYFVUG6T40 KCMYFVUG3T20 KCMYFVUG1T60
Kapazität 12.800 GB 6.400 GB 3.200 GB 1.600 GB
Grundlegende Spezifikationen
Formfaktor 2,5 Zoll, 15 mm Dicke
Schnittstelle PCIe 5.0, NVMe 2.0
Maximale Schnittstellengeschwindigkeit 128 GT/s (PCIe Gen5 Single x4, Dual x2)
Flash-Speichertyp BiCS FLASH TLC
Leistung im Single-Port-Modus (1×4) (bis zu)
Kontinuierlicher sequenzieller Lesevorgang von 128 KiB 14.000 MB/s
Kontinuierliches sequentielles Schreiben von 128 KiB 7.000 MB/s 6.750 MB/s 3.500 MB/s
Dauerhafter zufälliger Lesevorgang von 4 KiB 2.400.000 IOPS 2.450.000 IOPS 2.700.000 IOPS 2.000.000 IOPS
Nachhaltiges zufälliges Schreiben von 4 KiB 550.000 IOPS 600.000 IOPS 310.000 IOPS
Leistungsanforderungen
Versorgungsspannung 12 V ± 10 %, 3,3 V ± 15 %
Stromverbrauch (aktiv) 25 W typ. 22 W typ.
Stromverbrauch (Bereit) 5 W typ.
Zuverlässigkeit
MTTF 2.500.000 Stunden
Garantie 5 Jahre
DWPD 3
Maße
Dicke 15,0 mm +0 / -0,5 mm
Breite 69,85 mm ± 0,25 mm
Länge 100,45 mm max
Gewicht 130 g max
Umweltfreundlich
Temperatur (Betrieb) 0 °C bis 73 °C 0 °C bis 76 °C
Temperatur (außer Betrieb) -40 °C bis 85 °C
Luftfeuchtigkeit (im Betrieb) 5 % bis 95 % relative Luftfeuchtigkeit
Vibration (im Betrieb) 21,27 m/s2 { 2,17 Grms } ( 5 bis 800 Hz )
Schock (Betrieb) 9,8 km/s2 { 1.000 G } ( 0,5 ms )

KIOXIA CM7 Leistung

Prüfstand

Um die KIOXIA CM7 Gen5 SSD zu testen, nutzen wir die Dell PowerEdge R760 in unserem Testlabor. Es handelt sich um einen äußerst vielseitigen 2U-Rackmount-Server, der zwei Intel Xeon-Prozessoren der 4. Generation unterstützt und über Konfigurationen verfügt, die bis zu 24 NVMe-Laufwerke unterstützen. Dieser Server ist für gemischte Arbeitslasten, Datenbanken und VDI gedacht.

Dell PowerEdge R760-Konfiguration

  • Dual Intel Xeon Gold 6430 (32 Kerne/64 Threads, 1,9 GHz Basis)
  • 1 TB DDR5-RAM
  • Ubuntu 22.04

Für ultimative Flexibilität haben wir auch mit Serial Cables zusammengearbeitet, die uns ein 8-Bay PCIe Gen5 JBOF für U.2/U.3-, M.2- und EDSFF-SSD-Tests zur Verfügung gestellt haben. Dadurch können wir alle aktuellen und künftigen Laufwerkstypen auf derselben Testhardware testen.

Da die KIOXIA CM7 die erste Gen5-Enterprise-SSD ist, die auf dieser neuen Plattform getestet wurde, stellen wir sie dem gegenüber Die Samsung PM1743 Gen5 SSD haben wir im Dell PowerEdge R660 getestet früher in diesem Jahr. Es ist erwähnenswert, dass der PM1743 eine Lebensdauerbewertung von 1 DWPD hat, verglichen mit 3 DWPD im CM7-V.

VDBench-Workload-Analyse

Beim Benchmarking von Speichergeräten sind Anwendungstests am besten und synthetische Tests an zweiter Stelle. Obwohl sie keine perfekte Darstellung der tatsächlichen Arbeitslasten darstellen, helfen synthetische Tests dabei, Speichergeräte mit einem Wiederholbarkeitsfaktor zu vergleichen, der es einfach macht, konkurrierende Lösungen direkt miteinander zu vergleichen. Diese Workloads bieten eine Reihe von Testprofilen, die von „Vier-Ecken“-Tests und allgemeinen Datenbankübertragungsgrößentests bis hin zu Trace-Erfassungen aus verschiedenen VDI-Umgebungen reichen.

Diese Tests nutzen den gemeinsamen vdBench-Workload-Generator mit einer Skript-Engine, um Ergebnisse über einen großen Computing-Testcluster zu automatisieren und zu erfassen. Dadurch können wir dieselben Arbeitslasten auf verschiedenen Speichergeräten wiederholen, einschließlich Flash-Arrays und einzelnen Speichergeräten. Unser Testprozess für diese Benchmarks füllt die gesamte Laufwerksoberfläche mit Daten und partitioniert dann einen Laufwerksabschnitt, der 25 % der Laufwerkskapazität entspricht, um zu simulieren, wie das Laufwerk auf Anwendungsauslastungen reagieren könnte. Dies unterscheidet sich von vollständigen Entropietests, die 100 Prozent des Antriebs nutzen und ihn in einen stabilen Zustand versetzen. Infolgedessen spiegeln diese Zahlen höhere Dauerschreibgeschwindigkeiten wider.

Profile:

  • 4K Random Read: 100 % Read, 128 Threads, 0-120 % Iorate
  • 4K Random Write: 100 % Schreiben, 128 Threads, 0–120 % Iorate
  • 64K Random Read: 100 % Read, 128 Threads, 0-120 % Iorate
  • 64K Random Write: 100 % Write, 128 Threads, 0-120 % Iorate
  • 16K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 32 Threads, 0–120 % Leserate
  • 16K sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 16 Threads, 0-120 % Iorate
  • 64K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 32 Threads, 0–120 % Leserate
  • 64K Sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 16 Threads, 0-120 % Iorate
  • 4K, 8K und 16K 70R/30W Random Mix, 64 Threads, 0-120 % Iorate
  • Synthetische Datenbank: SQL und Oracle
  • VDI-Vollklon- und Linked-Clone-Traces

In unserer ersten VDBench-Workload-Analyse, einem zufälligen 4K-Lesevorgang, erreichte die KIOXIA CM7-Leistung einen Spitzenwert von 2,7 Millionen IOPS mit einer Latenz von 188,6 µs. Beim 4K-Zufallsschreibvorgang erreichte der KIOXIA CM7 einen Spitzenwert von 948.000 IOPS mit einer Latenz von 537,4 µs.

Bei der Umstellung auf 64.000 sequentielle Workloads erreichte der KIOXIA CM7 einen Spitzenwert von 11,4 GB/s (182.000 IOPS) mit einer Latenz von 349,5 µs bei der Leseaktivität.

Bei sequentiellen Schreibvorgängen erzielte der KIOXIA CM7 eine Schreibgeschwindigkeit von 4,18 GB/s (67.000 IOPS) bei einer Latenz von 951,7 µs.

Als nächstes stehen die 16-km-Tests an. Bei sequentiellen Lesevorgängen zeigte der KIOXIA CM7 beeindruckende 352.000 IOPS (5,5 GB/s) bei 90,7 µs.

Beim sequentiellen Schreiben mit 16 KB erreichte der CM7 242.000 IOPS (3,79 GB/s) bei nur 63,9 µs.

Nun zu unseren gemischten Lese-/Schreibprofilen, beginnend mit 70/30 4K. Hier erreichte das CM7 KIOXIA-Laufwerk 881.000 IOPS bei 71,6 µs.

Der KIOXIA CM7 zeigte im 8k 70/30-Test eine konstante Latenz und erreichte einen Spitzenwert von 308.000 IOPS bei 199,8 µs.

Im 70/30 16K-Profil setzte sich die beeindruckende Leistung der KIOXIA CM7 fort und schloss den Test mit 597.000 IOPS bei 106,1 µs ab.

Bei den folgenden beiden Tests handelt es sich um 64.000 zufällige Benchmarks. Bei Lesevorgängen erreichte das KIOXIA-Laufwerk 81.000 IOPS bei 219,2 µs, bevor es am Ende des Tests einen ziemlich steilen Leistungsanstieg verzeichnete.

Bei 64.000 zufälligen Schreibvorgängen erreichte der CM7 einen Spitzenwert von 63.000 IOPS mit einer Latenz von 247,6 µs.

Unsere nächste Testreihe sind unsere SQL-Workloads: SQL, SQL 90-10 und SQL 80-20. Wie die meisten der vorherigen Benchmarking-Tests wies auch der CM7 weiterhin einen spürbaren Leistungsunterschied auf. Beginnend mit der Standard-SQL-Workload verzeichnete der KIOXIA CM7 eine Spitzenleistung von 382.000 IOPS bei einer Latenz von 83,5 µs.

In SQL 90-10 zeigte das KIOXIA-Laufwerk eine Spitzenleistung von 397 KB bei einer Latenz von 80,2 µs.

Mit SQL 80-20 setzte der KIOXIA CM7 seine hervorragende Leistung fort und erreichte einen Spitzenwert von 399.000 IOPS bei einer Latenz von 79,8 µs.

Als nächstes folgen die Oracle-Workloads (Oracle, Oracle 90-10 und Oracle 80-20). Beginnend mit der allgemeinen Oracle-Workload hatte das neue KIOXIA-Laufwerk eine Spitzenleistung von 416.000 IOPS bei 85,1 µs.

Bei Oracle 90-10 verzeichnete der KIOXIA CM7 eine Spitzenleistung von 298.000 IOPS bei 73,5 µs.

Als nächstes kommt Oracle 80-20, wo der CM7 einen Spitzenwert von 310.000 IOPS mit einer konstanten Latenz von 70,6 µs erreichte.

Als nächstes wechselten wir zu unserem VDI-Klontest „Full and Linked“. Der VDI Full Clone (FC) Boot erreichte einen Spitzenwert von 335.000 IOPS mit einer Latenz von 103 µs (allerdings gab es am Ende einen kleinen Leistungseinbruch).

Während der VDI FC-Erstanmeldung fiel der CM7 etwas zurück und erreichte mit einer Latenz von 73,2 µs einen Spitzenwert von 168.000 IOPS, bevor er ganz am Ende des Tests einen deutlichen Leistungsanstieg verzeichnete.

Mit VDI FC Monday Login erzielte der KIOXIA CM7 eine beeindruckende, konstante Leistung und erreichte einen Spitzenwert von 161.000 IOPS bei einer Latenz von 98,1 µs.

Beim VDI Linked Clone (LC) Boot beendete der CM7 den Test mit sehr konstanten 166.000 IOPS und 96,3 µs.

Beim VDI LC Initial Login setzte der KIOXIA CM7 seine stabile Leistung fort und erreichte einen Spitzenwert von 96.000 IOPS bei 81,1 µs.

Beim VDI LC Monday Login erreichte der CM7 einen Spitzenwert von 106.000 IOPS mit einer Latenz von 119 µs (allerdings zeigte er ganz am Ende einen Leistungsanstieg).

Abschluss

Die KIOXIA CM7 SSD stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Unternehmensspeicherlandschaft dar, da sie eine der ersten Gen5-SSDs der Enterprise-Klasse ist, die auf den Markt kommt. Mit einem Fokus auf gemischt genutzte, ausdauerintensive Szenarien wie KI/ML-Verarbeitung, Transaktionsdatenbanken und Business-Intelligence-Aufgaben zeichnet sich der CM7 in verschiedenen Unternehmensanwendungen aus. Dies wurde sicherlich bei unserem Benchmarking mit dem bislang einzigen anderen Gen5-Gerät in unserem Labor deutlich, dem Samsung PM1743.

Sein Dual-Port-Design gewährleistet außerdem eine hohe Verfügbarkeit und trägt so zu seiner Zuverlässigkeit in kritischen Szenarien bei. Die robusten Datensicherheitsoptionen, einschließlich selbstverschlüsselnder Laufwerksfunktionen und FIPS 140-3-Konformität, erhöhen die Attraktivität für sicherheitsbewusste Unternehmen zusätzlich. Die KIOXIA CM7 SSD ist außerdem in verschiedenen Kapazitäten erhältlich, einschließlich des großen 30,72-TB-Modells, das eine Reihe von Speicheranforderungen abdeckt. Dank einer 5-Jahres-Garantie bietet es auch ein Gefühl der Sicherheit in seiner langfristigen Zuverlässigkeit.

Darüber hinaus erstreckt sich die Robustheit des CM7 auch auf seine Komponenten und nutzt proprietäre Controller, Firmware und modernste BiCS FLASH 3D TLC-Technologie. Trotz Leistungsunterschieden je nach Laufwerkskapazität blieben die Kennzahlen des KIOXIA-Laufwerks während unserer Tests auf ganzer Linie beeindruckend. Insgesamt wird in diesen Ergebnissen deutlich, dass der Schwerpunkt des Laufwerks auf gemischten Arbeitslasten, Datenbanken und VDI liegt, sodass verschiedene Arbeitslasten problemlos und effizient bewältigt werden können.

Da Unternehmen weiterhin höhere Leistung und Zuverlässigkeit von ihren Speicherlösungen verlangen, erweist sich der KIOXIA CM7-V als hervorragende Option, die KI-gesteuerte Workloads und andere anspruchsvolle Anwendungen effektiv unterstützen kann. Seine beeindruckenden Benchmarking-Ergebnisse und sein umfassender Funktionsumfang machen es zu einer überzeugenden Wahl für Unternehmen, die in ihren Gen5-unterstützten Systemen hochmoderne und zukunftssichere Unternehmensspeicherlösungen suchen.

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