Folha de Dados do SSD Western Digital Ultrastar DC SN861

Taxa de Transferência e Largura de Banda de Pico

O desempenho de leitura aleatória de 4K foi notavelmente forte, medindo 2,11M IOPS, com 1,96M IOPS do KIOXIA CM7-R como o próximo mais próximo. Quando olhamos para o desempenho de gravação aleatória de 4K, o Western Digital SN861 também ficou em primeiro lugar, com uma velocidade de 474K IOPS, com o Samsung PM1743 com 320K IOPS como o próximo modelo mais próximo. Em nossas cargas de trabalho de quatro cantos, o Western Digital SN861 obteve a melhor pontuação em três dos quatro testes.

Para testar o SSD SN861 Gen5, utilizamos o Dell® PowerEdge® R760 em nosso laboratório de testes. É um servidor rackmount 2U altamente versátil que suporta dois processadores Intel Xeon de 4ª geração e possui configurações que suportam até 24 drives NVMe. Este servidor é destinado a cargas de trabalho mistas, bancos de dados e VDI. Deve-se notar que a versão do CM7-R que estamos testando nesta análise veio de um servidor Dell com a compilação de firmware da Dell. Este drive pode ter um desempenho diferente com o firmware padrão da KIOXIA.

Configuração do Dell PowerEdge R760:

Dual Intel® Xeon® Gold 6430 (32 núcleos/64 threads, 1,9 GHz base)

• 1 TB de RAM DDR5
• Ubuntu 22.04
• Para máxima flexibilidade, também trabalhamos com a Serial Cables, que nos forneceu um JBOF PCIe Gen5 de 8 baias para testes de SSD U.2/U.3, M.2 e EDSFF. Isso nos permite testar todos os tipos de drives atuais e emergentes no mesmo hardware de teste. O VDbench também foi utilizado para comparar o desempenho escalado em nossa seleção de SSDs em diferentes tipos de carga de trabalho. Nosso processo de teste para esses benchmarks preenche toda a superfície do drive com dados e, em seguida, particiona uma seção do drive igual a 25% da capacidade do drive para simular como o drive pode responder a cargas de trabalho de aplicações. Isso difere dos testes de entropia total, que usam 100% do drive e os levam a um estado estável. Como resultado, esses números refletirão velocidades de gravação sustentadas mais altas.

Perfis:

Leitura Sequencial de 16K: 100% Leitura, 32 threads, 0-120% iorate

• Gravação Sequencial de 16K: 100% Gravação, 16 threads, 0-120% iorate
• Mix Aleatório de 4K, 8K e 16K 70R/30W, 64 threads, 0-120% iorate
• Banco de Dados Sintético: SQL e Oracle
• Rastros de VDI Full Clone e Linked Clone
• Nosso primeiro teste Vdbench mediu o desempenho de leitura sequencial de 16K com uma carga de 32 threads. Aqui, medimos uma taxa de transferência de pico de 325K IOPS e 5,1 GB/s a 98 µs do Western Digital SN861, que estava lado a lado com o KIOXIA CM7-R, medindo 329K IOPS. O Samsung PM1743 PCIe Gen5 mediu 289K IOPS, e o Samsung PM9A3 que trouxemos como um SSD Gen4 de referência mediu 227K IOPS.

Movendo nosso foco para o desempenho de gravação com a mesma carga de trabalho sequencial de 16K, o Western Digital SN861 ofereceu uma forte liderança contra os outros SSDs U.2 PCIe Gen5 com os quais o comparamos. O SN861 mediu um pico de 200K IOPS e 3,1 GB/s a 78 µs, com uma boa vantagem sobre o KIOXIA CM7-R e o Samsung PM1743. Comparado com o cenário Gen4, todos tiveram uma forte vantagem sobre o Samsung PM9A3, que mediu 131K IOPS.

Nossos próximos três testes analisam o escalonamento de tamanhos de bloco em um teste aleatório com uma mistura de 70/30 R/W. O primeiro teste mediu um tamanho de bloco de 4K. Aqui, encontramos o Western Digital SN861 e o KIOXIA CM7-R com desempenho muito semelhante, com o SN861 medindo 903K IOPS a 70 µs versus 881K IOPS do CM7-R. O Samsung PM1743 ficou para trás com uma velocidade de pico de 521K IOPS, com o PM9A3 Gen4 medindo 396K IOPS.

Subindo para um tamanho de bloco de 8K com nosso teste aleatório de 70/30 R/W, o Western Digital SN861 ultrapassou o KIOXA CM7-R, medindo um pico de 682K IOPS a 93 µs, versus o CM7-R com 599K IOPS. O Samsung PM1743 ficou para trás com 414K IOPS, enquanto o PM9A3 Gen4 mediu 301K IOPS.

Nosso último teste aleatório de 70/30 R/W analisa um tamanho de bloco de 16K. O Western Digital SN861 continua sua forte liderança aqui, medindo um pico de 434K IOPS a 143 µs, com o CM7-R medindo 337K IOPS. O Samsung PM1743 continuou para trás, medindo 231K IOPS, enquanto o PM9A3 Gen4 mediu 183K IOPS.

Nosso próximo grupo de testes foca em uma carga de trabalho SQL sintética. Neste primeiro teste, encontramos o Western Digital SN861 superando o KIOXIA CM7-R, com uma velocidade de pico de 407K IOPS a 78 µs versus 396K IOPS do CM7-R. O Samsung PM1743 ficou para trás com um pico de 340K IOPS, enquanto o PM9A3 Gen4 mediu 310K IOPS.

Com a carga de trabalho SQL em uma mistura de 80/20 R/W, o Western Digital SN861 continua liderando o KIOXIA CM7-R, medindo um pico de 424K IOPS a 75 µs versus 407K do CM7-R. O Samsung PM1743 ficou atrás desses dois com uma velocidade de pico de 322K IOPS, com o PM9A3 Gen4 medindo 281K IOPS.

Aumentando a dispersão de leitura para uma divisão de 90/10 R/W em nossa carga de trabalho SQL, o Western Digital SN861 continuou a manter sua liderança sobre o KIOXIA CM7-R, medindo 411K IOPS a 77 µs versus 398K IOPS do CM7-R. O Samsung ainda ficou atrás desses dois com uma velocidade de pico de 328K IOPS, e o PM9A3 Gen4 mediu 297K IOPS.

Após nossos testes SQL, mudamos o foco para uma carga de trabalho Oracle sintética. Aqui, nossos três SSDs Gen5 mostram fortes melhorias em relação ao Samsung PM9A3 Gen4. O Western Digital SN861 manteve sua liderança com uma velocidade de pico de 445K IOPS a 80 µs, à frente do KIOXIA CM7-R com 417K IOPS. O Samsung PM1743 ficou atrás desses, medindo 317K IOPS, e o PM9A3 com 267K IOPS.

Mudando a dispersão R/W de nossa carga de trabalho Oracle sintética para 80/20, a diferença entre o Western Digital SN861 e o KIOXIA CM7-R diminuiu, com o SN861 medindo um pico de 309K IOPS a 71 µs e o CM7-R medindo 304K IOPS. O Samsung PM1743 mediu um pico de 252K IOPS, com o PM9A3 Gen4 chegando com 228K IOPS.

Nossa última carga de trabalho Oracle sintética com uma mistura de 90/10 R/W viu uma lacuna próxima semelhante entre o Western Digital SN861 e o KIOXIA CM7-R. O SN861 teve uma velocidade de pico de 296K IOPS a 74 µs, enquanto o CM7-R mediu 292K IOPS. O Samsung PM1743 ficou mais para trás com uma velocidade de pico de 250K IOPS, enquanto o PM9A3 Gen4 mediu 231K IOPS.

Nossas últimas seis cargas de trabalho focam em rastros de VDI de VMs Full-Clone e Linked-Clone. Estes cobrem três cenários cada: Boot, Login Inicial e Login de Segunda-feira. Nosso teste cobre um cenário de Boot Full-Clone, onde o Western Digital SN861 mediu 370K IOPS a 94 µs versus o KIOXIA CM7-R com 348K IOPS. O Samsung PM1743 ficou para trás com 263K IOPS, e o PM9A3 Gen4 com 227K IOPS.

Em nosso cenário de Login Inicial, o KIOXIA CM7-R assumiu a liderança sobre o Western Digital SN861, medindo 196K IOPS a 163 µs para o SN861 com 181K IOPS. O Samsung PM1743 mediu um pico de 157K IOPS, enquanto o PM9A3 Gen4 chegou com 117K IOPS.

No perfil de Login de Segunda-feira, o Western Digital SN861 e o KIOXIA CM7-R ficaram lado a lado. O SN861 mediu um pico de 158K IOPS a 99 µs, enquanto o CM7-R mediu 160K IOPS. O Samsung PM1743 mediu 126K IOPS, e o PM9A3 Gen4 chegou com 83K IOPS.

Em nossos últimos três testes, analisamos os mesmos perfis em uma configuração VDI Linked Clone, começando com um boot. O KIOXIA CM7-R ficou em primeiro lugar, medindo 161K IOPS, para o Western Digital SN861 com 156K IOPS a 102 µs. O Samsung PM1743 então mediu 138K IOPS, com o PM9A3 Gen4 atrás dele com 110K IOPS.

Em nosso teste medindo um perfil de Login Inicial, o KIOXIA CM7-R teve a maior velocidade de 89K IOPS, com o Western Digital SN861 logo atrás com 85K IOPS a 102 µs. O Samsung PM1743 ficou para trás com 70K IOPS, com seu irmão Gen4 atrás dele com 53K IOPS.

Em nossa última carga de trabalho VDI cobrindo um perfil de Login de Segunda-feira, o Western Digital SN861 ficou na liderança com uma velocidade de pico de 122K IOPS a 129 µs, com o KIOXIA CM7-R atrás dele medindo 115K IOPS. O Samsung PM1743 mediu 95K IOPS, com o PM9A3 Gen4 ficando para trás com uma velocidade de pico de 64K IOPS.

Western Digital SN861 e IA

Em um caminho um tanto relacionado ao trabalho com o SN861 neste relatório, também temos trabalhado com o Western Digital Ultrastar DC SN655 de geração anterior dentro da plataforma OpenFlex™ Data24 que o grupo de sistemas Western Digital fornece. Em uma demonstração para a FMS '24, mostramos uma demonstração de IA com um servidor GPU, a plataforma Data24 NVMe-oF™, e SSDs SN655 Gen4.

Nossos testes com NVIDIA® IndeX® focaram em alavancar suas capacidades avançadas de visualização volumétrica para lidar com conjuntos de dados massivos com alta fidelidade. O IndeX utiliza aceleração de GPU para fornecer visualização interativa em tempo real de dados volumétricos 3D, o que é crucial para indústrias como exploração de petróleo e gás, imagens médicas e pesquisa científica.

Para alcançar desempenho ideal, especialmente em ambientes com uso intensivo de GPU, é necessário garantir a troca de dados de alta velocidade entre GPUs e armazenamento. Por exemplo, para saturar completamente a largura de banda de uma GPU NVIDIA H100, precisamos atingir aproximadamente 64 GB/s de taxa de transferência, o que envolve o uso de soluções de armazenamento NVMe de alto desempenho e tecnologias como NVIDIA GPUDirect™. Essa integração reduz a latência e maximiza a taxa de transferência de dados, garantindo a utilização eficiente da GPU para processamento mais rápido e eficaz de conjuntos de dados em larga escala.

Quando olhamos para as diferenças de largura de banda entre o que o SN655 Gen4 pode fazer a 6,8 GB/s de pico versus 13,7 GB/s do SN861, é óbvio ver as vantagens de migrar para um SSD Gen5. Para atingir 64 GB/s com o modelo da geração anterior, você precisa de dez SSDs, enquanto o SN861 poderia atingir essa meta com apenas cinco. Essa diferença poderia permitir que você aumentasse a contagem de drives para largura de banda ou capacidade adicionais.

Desempenho e capacidade serão críticos para o armazenamento escalar com as necessidades de IA e outras aplicações avançadas. A interface Gen5 e o desempenho geral que o SN861 oferece em relação aos drives Gen4 são muito atraentes nesse sentido, o que significa que esses drives podem suportar mais GPUs em um único sistema de armazenamento e garantir que essas GPUs sejam alimentadas a uma taxa rápida o suficiente para garantir a utilização total.

Conclusão

O SN861 representa um marco significativo para a Western Digital, oferecendo formatos duplos que atendem perfeitamente às necessidades de hiperscaladores e corporativas. A variante E1.S apresenta Flexible Data Placement (FDP), otimizada para cargas de trabalho em nuvem, enquanto o modelo U.2 é ajustado para ambientes corporativos de alto desempenho. Em sua essência, a interface Gen5 oferece um salto de desempenho imediato e impressionante, estabelecendo um novo padrão para eficiência geral.