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模擬運行600萬年數據0損壞Solidigm把QLC閃存玩到了極致

模擬運行600萬年數據0損壞Solidigm把QLC閃存玩到了極致

2023-05-20 Comments 0 Comment

不可否認的是,SLC、MLC、TLC、QLC、PLC、HLC……閃存技術一路走下來,整體的可靠性、壽命指標是逐步走低的,這也是NAND閃存架構天然屬性所決定的。當然,這不代表QLC、PLC閃存的就難堪大用,關鍵是看如何設計與優化,從閃存、硬盤的硬件優化,再到主控、算法、負載的軟件優化,都至關重要,也直接體現了品牌實力。

近日,SK海力士收購Intel NAND閃存業務重組而來的Solidigm,就發布了一款QLC閃存的企業級產品P5-D5430,可以說是QLC SSD的一個代表作。

我們就通過它,看看現在的QLC達到了什麼樣的水平,Solidigm又有何過人之處。

先來了解一下D5-P5430的基本規格、性能表現。

它有U.2 15mm、E3.S 7.5mm、E1.S 9.5mm三種形態規格,採用位於中國大連的Fab 68工廠出品的192層堆疊3D QLC閃存芯片(這裡出廠的閃存40%以上都已經是QLC),容量3.84TB、7.68TB、15.36TB、30.72TB(E1.S沒有30.72TB)。

目前,Solidigm D5-P5430 3.84/7.68TB版本已出貨,15.36TB版本正在認證中,30.72TB版本將在今年底跟上。

支持PCIe 4.0 x4、NVMe 1.4c,順序讀寫速度最高7GB/s、3GB/s,隨機讀寫速度最高971K IOPS、120K IOPS ——顯然這是面向讀取密集型應用的產品,寫入性能不是重點。

大家非常關心的壽命方面,最大數據寫入量達到32PBW,提供5年質保,支持最高每天0.58次隨機全盤寫入、1.83次順序全盤寫入——30.72TB版本就分別對應17.8TB、56.2TB的數據量。

待機功耗最高5W,負載功耗最高25W。

總體而言,D5-P5430的整體性能已經非常接近主流的TLC閃存,部分指標在同一檔次。

作為數據中心產品,只有高性能是不夠的,更得有穩定的高性能。

D5-P5430就具備高達90% IOPS一致性,簡單說就是隨機讀寫表現非常平穩,不會忽高忽低,以及大約6%的硬盤壽命可變性,簡單說就是整體的可靠性更趨於一致,不會有的耐用,有的不耐用。

在服務能力方面,D5-P5430支持熱插拔、NVMe –MI 1.1、PCIe over VDM/MCTP、遙測技術、持久性事件日誌、OCP 2.0日誌頁、系統和主機數據恢復。

這些對於消費級用戶來說沒啥用,但在服務器數據中心裡都是至關重要的,對於系統管理和維護都極有幫助。

對比友商同類型的TLC SSD,從標稱規格來看,D5-P5430的讀取性能基本相當甚至更好,寫入性能基本只有一半,但還有著更大的容量、更高的數據寫入量。

在實際工作負載中,D5-P5430的帶寬表現也可圈可點,CDN、通用服務器、對象存儲、OLAP(在線分析)等環境中都更勝一籌,而寫入壓力下的讀取QoS則要低得多。

Solidigm D5-P5430的定位“偏低”一些,主要面向主流和讀取密集型應用,因此讀取性能夠高,寫入性能一般,並且為此做大了容量。

當然,總容量超過30.72TB再翻一番也是沒什麼技術障礙的,只是考慮到現在的應用需求和優化適配,以及計算和網絡的配合,暫時並沒有必要。

這款產品的設計目的,就是面向在意成本和價值、不要太強性能和密集寫入應用的客戶,在各項指標之間取得一個均衡,替代TLC產品承擔主流的工作負載,降低TCO總擁有成本,方便數據中心基礎設施的可持續性升級。

它上邊還有面向混合讀寫應用的D7-P5520,可以每天1次全盤寫入,但最大容量只有7.68/15.36TB。

更高的則是D7-P5620,主打寫入密集型和混合讀寫應用,可以每天3次全盤寫入,最高容量則12.8TB。

D7系列都是144層堆疊的3D TLC閃存,性能最好,耐用性最強,當然成本也是較高的,適合高端大客戶。

說到這裡,可能很多人依然覺得,再怎麼誇,它也是個QLC。

文章一開始我們也就明確了,天然屬性決定了,QLC不可能持平甚至超越TLC,但也不能說它一無是處,關鍵一是看怎麼做,而是看怎麼用。

對於很多產品,其實絕大多數用戶都秉承著“我可以不用,但你不能沒有”的原則,換個詞說就是太卷。

比如這兩年興起的高性能輕薄筆記本,都用上了傳統遊戲本才使用的H系列標壓高性能處理器平台,非得把功耗釋放拉滿才行,如果用了U系列低功耗平台根本就沒法開口。

但事實上,輕薄本就是日常辦公、出差、娛樂用的,U系列也足夠用,就是不那麼好看, H系列說白了很大程度上都浪費了,真追求滿血釋放的何不去買遊戲本呢?

回到SSD,Solidigm援引相關數據指出,2020-2023年全球範圍出貨的數據中心級SSD,大約85%的每日全盤寫入次數(DWPD)都不到1,甚至大多數SSD都不會有DWPD的評級。

同時,對於大多數情況而言,QLC SSD哪怕是按照P/E週期極限的負載來使用,99%的情況下實際使用壽命都不會超過額定指標的15%。

還有數據表明,對於消費級SSD而言,使用寫入壽命170TBW、一天寫入5-6GB來計算,足夠使用80年之久,即便是重負載連續使用,超過10年也很輕鬆。

當然,數據中心對於產品品質的要求更加苛刻,Solidigm在這方面也是經驗豐富,掌握各種優勢。

其中令人印象深刻的就是數據可靠性,號稱有著業界最佳的SDC(靜默數據損壞)事件保護,模擬運行時間超過600萬年都沒有出現過一次!

在測試和品控方面,Solidigm也是遠超行業常規,比如SDC測試到了1 -23,並且建模到了1 -25。

再比如UBER(不可修復錯誤比特率)測試到了1 -17,而一般家用硬盤是1 -13,NAS專用硬盤硬盤為10 -14。

藉著Solidigm這款產品和大家聊了聊QLC,希望能有所幫助,也並非說QLC有多好多好,而是應該理智對待,選擇最適合自己的產品。

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