還在糾結QLC?Solidigm 61.44TB SSD交出了一份漂亮答卷
說起SSD,你最關心的是哪方面?容量大小?價格高低?性能快慢?壽命長短?相信很多用戶,尤其是懂技術、有追求的用戶,還會非常在意NAND閃存顆粒的類型:SLC早已幾乎銷聲匿跡,MLC可以說是最理想的但也看不到了,TLC已經都能接受並極大化普及,QLC一直讓很多人質疑其可靠性和壽命,PLC就更別說了……給人一代不如一代的感覺。
事實上,從來沒有差勁的產品和技術,只有合適不合適的產品和技術,就看怎麼去做、用在哪裡了。
最近,SK海力士收購Intel NAND閃存業務重組而來的Solidigm,再次玩了一把大的,推出了全新的D5-P5336 SSD,不但做到了PCIe SSD產品有史以來的最大容量61.44TB,還把QLC推向了新的高度。
可以說,D5-P5336巧妙地利用了QLC閃存的特性,充分發揮優勢、規避劣勢,將自己放在了最合適的位置上,真正發揮產品和技術的價值。
PS:存儲公司Nimbus Data有一款200TB SSD,用的是SATA/SAS接口,3.5英寸形態,過於龐大。
2021年12月正式組建成立以來,Solidigm已經逐步打造了完整的產品線,從數據中心到消費級都有不同等級的產品,面向不同的工作負載需求而針對性設計、優化,讓用戶可以找到最適合自己的產品。
其中,消費端有主流的P41 Plus、高端的P44 Pro,均支持PCIe 4.0,同時也正在規劃打造PCIe 5.0產品。
數據中心端,2022年4月發布了D7-P5620、D7-5520,是其首款PCIe 4.0 SSD,採用144層TLC閃存,容量最大15.36TB,可提供超高的性能、耐用性,缺點是成本和價格偏高,適合大型企業和大型數據中心。
2023年5月帶來了D5-P5430,192層QLC閃存,最大容量翻番到30.72TB,提供相當高的耐用性,而且成本不高,綜合而言已經足以替代TLC,不過在4K隨機寫入性能上有所犧牲。
最新的D5-P5336,定位相對更低一些,更確切地說是以較低的成本,滿足讀取密集型的工作負載需求。
順帶解釋一下Solidigm企業級SSD的命名規則,都是Da-Xbcde的方式。
其中,D代表企業級和數據中心定位(Datacenter),a代表產品定位(7高性能NVMe/5性價比NVMe/3 SATA),X代表接口形態(P PCIe/S SATA/D雙接口),b代表主控代數,c代表壽命等級(越大越長),d代表閃存代數,e代表其他特性(0普通/1低功耗/2高性能/6大容量/8 PCIe x8 AIC)。
所以,D5-P5336就代表高性價比企業級NVMe PCIe SSD,第五代主控,壽命普通,第三代QLC閃存,大容量。
D5-P5430、D5-5336都使用了QLC閃存,它們可都是企業級產品,而企業客戶、企業應用環境是最在意長久穩定性的,這足以讓我們重新認識QLC閃存。
在很多人的認知裡,QLC閃存性能、耐用性、可靠性等指標都不夠理想,但這是相對而言的,如今的QLC,尤其是Solidigm的QLC,完全沒有大家想像的那麼弱。
讀取性能方面,Solidigm QLC並沒有損失,PCIe 4.0 x4帶寬中可以輕鬆跑到7GB/s,和標準的TLC不相上下。
寫入性能方面,QLC確實不如TLC,但也沒有差得離譜,無論4K IU還是16K IU都是如此,Solidigm QLC大約相當於TLC 80%左右。
負載延遲方面,Solidigm QLC並沒有大大增加,事實上相比很多入門級TLC還要更好。
耐用性方面,Solidigm QLC也沒有急劇下降,擦寫次數不低於3000,甚至可以做到5000,和一般的TLC很接近甚至更好一些。
故障率方面,Solidigm QLC也沒有更高,達到了業界領先TLC的同等水平。
Solidigm D5-P5336提供了豐富的形態接口和容量選擇,相對於上代D5-P5316範圍更廣,向下探至7.68TB、向上擴至61.44TB。
一是U.2接口,厚度15mm,容量7.68TB、15.36TB、30.72TB、61.44TB。
二是E3.S接口,厚度7.5mm,容量7.68TB、15.36TB、30.72TB。
三是E1.L接口,厚度9.5mm,容量15.36TB、30.72TB、61.44TB。
其中,E1.L規格的首先出貨,首批最大容量30.72TB。U.2今年晚些時候跟進,E1.L也加入61.44TB。E3.S則在明年到來。
其中,中國客戶更偏向於U.2形態,美國客戶則更青睞E1.L、E3.S,容量密度和散熱都會更好一些。
E1.L、E3.S也是大勢所趨,尤其是後者,相信在PCIe 5.0時代會大大增加,未來到了PCIe 6.0時代有望成為市場主流。
這是D5-P5336的規格概覽,在多個角度上都達到了與TLC產品相當的水平。
性能方面,明顯是偏向讀取密集型的,更擅長讀而非寫,其中128KB/QD128順序讀取速度7GB/s、4KB/QD256隨機讀取性能100.5萬IOPS,基本上吃滿了PCIe 4.0的帶寬,而順序寫入、隨機寫入分別只有3.3GB/s、4.3萬IOPS。
耐用性方面,7.68TB、15.36TB、30.72TB、61.44TB四種容量版本的最大寫入量分別為5.9PBW、14.1PBW、31.5PBW、65.2PBW, 5年質保期內的平均每天全盤寫入次數分別為0.42、0.51、0.56、0.58,相比於TLC產品常見的0.33-0.38次每日全盤寫入明顯高了一個檔次。
可靠性方面,平均故障間隔時間達200萬小時,UBER(不可校正比特錯誤率)達到了每1017比特讀取不超過1個扇區,還可以在40℃下斷電保留數據3個月,這些都和TLC基本差不多。
數據中心特性方面,支持NVMe 1.4c(為PRQ2提供NVMe 2.0)、全新的TRIM架構,以及一些OCP 2.0功能,比如延遲監測、FW歷史日誌、NSSR、格式化進度提示、NUSE等等。
為了滿足讀取密集型工作負載,D5-P5336使用的是16KB IU格式,只有上代P5136 64K IU的四分之一,並針對16KB以上大小的數據做了優化,凡是大於16KB IU的數據都可以直接寫入。
這樣不但可以提升大數據的順序讀寫性能,也能降低成本、提升性價比。
對於較小的數據,包括512B、4KB、8KB,如果直接寫入,會觸發內部的“讀改寫”,嚴重損傷使用壽命,所以Solidigm提供了“寫入修正”(write shaping)功能,可減少“讀取-修改-寫入”的反复流程對性能、壽命造成影響。
所以說,對於QLC閃存來說,IU 16KB起才有意義。
順帶一提,D7-P5520使用的是4K IU,因為它是TLC,要滿足混合讀寫的負載需求,得處理大量小文件。
事實上,如今的企業級工作負載,總體是偏向讀取密集型的,換言之讀取行為居多,寫入偏少。
比如說大數據分析、CDN網絡分發、HPC高性能計算,處理的都是128KB以及更高大的數據塊,大規模基礎設施、人工智能、機器學習的相關數據一般也不小於32KB,這些都非常適合交給QLC產品。
D5-P5336,就是為此設計而來。
郵件、在線交易以及虛擬化等需要處理大量小數據的工作負載,就不太適合D5-P5336這樣的產品了。
這是D5-P5336和幾款友商TLC產品的對比,可以看出其讀取性能持平甚至更高,耐用性、容量也都更勝一籌。
只是寫入慢一些,尤其是隨機寫入,這是QLC的天然弱項,沒啥可說的,這也正是為啥它更適合讀取密集型負載。
另外,在同等容量下,D5-P5336對比競品,在讀取密集型應用中的性能都是同等水平,而且還具有更大容量的優勢。
正因為QLC更高的存儲密度,D5-P5336在同樣的服務器空間內,可以提供大得多的存儲空間,甚至可以在1U服務器內塞入32塊硬盤,達到約2PB。
無論是TLC SSD還是傳統HDD,在存儲空間方面,都完全不是D5-P5336的對手,這正是QLC最大的價值之一。
最後,對於數據中心產品來說,質量和可靠性是永遠排在第一位的,Solidigm在這方面也有著突出的優勢。
Solidigm 2018年開始就在研究QLC,如今已經演化到了第四代,經驗相當豐富。
比如說靜默數據損壞(SDC)問題,Solidigm在美國做了相當於超過600萬年時間的模擬測試,沒有任何數據損壞。
比如失效率承諾不超過0.44%,實際表現比這個數值更低,在行業內處於領先地位。
比如數據準確性的OLI檢查,有強大的完整數據保護路徑,可以覆蓋99% SRAM單元。
所以,對於QLC,還有什麼好擔心的呢?
哦對了,你可能會問了,下一代PLC怎麼樣了?
其實早在整整一年前,Solidigm就全球率先展示了PLC SSD,並透露將首先用於數據中心產品。
PLC閃存可以在每個單元內存儲5比特數據,容量密度相比QLC增加25%,SSD容量將再次實現飛躍。
Solidigm PLC閃存繼續採用浮動柵極技術,可以提供強大的電荷隔離、更優秀的電壓閾值分佈,使其可以向更多的比特/單元拓展,是達成PLC的關鍵支撐,而且可以直接現有的QLC生產線上投產,無論技術升級還是量產都更順利,成本也可以得到更有效的控制。
不過無論是Solidigm還是其他廠商,目前對於PLC都比較謹慎,技術儲備已經有了,但並不急於使之落地,原因就在需要首先把QLC做到極致,尤其是把整個生態系統做好,才可以一步一步向前推進。
在Solidigm看來,PLC SSD需要做到64TB、128TB左右的容量才更有實用價值,這樣只需要1000次左右的PE就可以滿足了。
當然,隨著容量的增大,各種風險也會隨之增加,更需要謹慎處理。