长江存储PE321 6.4TB企业级SSD评测:无惧24小时读写压力 稳!

一、前言:看看不一样的企业级长江SSD、首次搭载晶栈2.0

对于长江存储,大家最熟悉的莫过于致态系列SSD,事实上除了消费级桌面市场,长江存储在OEM、商用、企业级等各个SSD领域都是遍地开花。

比如企业级PE321 SSD,就是长江存储首款搭载晶栈XtacKing 2.0闪存技术的产品,标志着长江存储在3D闪存技术的又一次突破。

和桌面级产品相比,企业级商用产品有完全不同的使用需求,传统的网络服务器对容量的需求始终都在,而且随着媒体技术的发展,容量压力也是越来越大,还有这些年AI技术的井喷,大模型的运算不仅需要算力,对巨量数据的高速吞吐也对存储系统提出了新的要求。

虽然目前SSD还不能在商用领域完全取代机械硬盘,但SSD取代机械硬盘的趋势是明显的,而且在数据中心一类读写都很频繁的使用环境中,SSD已经展现出巨大的性能优势,完全取代了机械硬盘。

长江存储PE321系列也根据使用环境不同,提供了两种不同的规格,分是1.6TB/3.2TB/6.4TB容量的读写混合型,1.92TB/3.84TB/7.68TB容量的密集读取型。

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我们快科技拿到的这块PE321 SSD容量为6.4TB,使用2.5寸U.2规格,PCIe 4.0 x4接口。

它的标称最大顺序读写速度7400MB/s、7000 MB/s,4K随机读取性能1750K IOPS,4K随机写入性能640K IOPS,可以每天3次全盘写入,提供五年质保。

我们将尽可能模拟企业级硬盘的工作场景,来实际测试它的性能。

长江存储PE321企业级SSD详细规格如下:

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二、外观图赏:2.5寸U.2标准设计 坚固可靠

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长江存储PE321 SSD采用标准的U.2 SSD外形,外形尺寸和普通的桌面级2.5寸SSD大小接近,只有厚度明显更厚,达到了10mm。

正面贴有贴纸写明型号及基础信息,贴纸四周可以看到有明显的散热鳍片凸起。

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背面也同样布满了散热鳍片,采用和早期追求高性能的万转机械硬盘类似的强化散热设计。

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长江存储PE321 SSD基于NVMe协议的U.2接口,使用PCIe 4.0传输标准。

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U.2接口特写,虽然看起来外形和桌面级的SATA接口比较接近,其实完全不兼容,插在普通主板上需要用转接卡。

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长江存储PE321 SSD两端都设计有强化散热的开孔。

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打开外壳,可以看到闪存颗粒都涂有粉红色的导热硅脂和外壳保持良好接触。

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闪存颗粒双面环绕控制芯片布置,可以看到电路板留有一个缺口,设置了一枚巨大的电容,用于在意外断电时将缓存数据完整写入闪存,避免数据丢失。

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闪存芯片与内存缓存芯片特写。

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应急电容特写。

三、服务器基本性能测试:顺序混合读写IO可超32K

为了测试长江存储PE321在服务器环境下的性能,我们使用IOMeter工具来模拟并测试。

IOMeter软件可跨平台运行,其测试硬盘时不需要对硬盘进行格式化,这样就可以避免不同的硬盘文件格式对其读写性能造成的干扰,可以更准确地测试硬盘本身的性能。

1、基本性能测试

首先在默认设置下分别测试长江存储PE321 SSD在0.5K(512b)、4K、64K和256K时的读写性能。

注意IOMeter软件默认设置下只会启动一个Worker和一个异步IO操作进程,相当于队列深度只有1,并不是服务器真实环境下的工作方式。

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长江存储PE321 SSD的顺序读取性能,0.5K时每秒IO次数超过100K,每秒数据传输量50MB左右,4K的每秒IO次数超过94K,数据传输速度超过360MB/s,64K时每秒IO次数超过45K,数据传输速度超过2840MB/s,256K时每秒IO次数超过13K,数据传输速度超过3.4GB/s。

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长江存储PE321 SSD的随机读取性能,0.5K时每秒IO次数超过11K,每秒数据传输量5MB左右,4K的每秒IO次数超过11K,数据传输速度超过44MB/s,64K时每秒IO次数超过6.7K,数据传输速度超过420MB/s,256K时每秒IO次数超过4.1K,数据传输速度超过1GB/s。

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长江存储PE321 SSD的顺序混合读写性能,读写操作各占50%。

0.5K时每秒IO次数超过32K,每秒数据传输量15MB左右,4K的每秒IO次数超过22K,数据传输速度超过86MB/s,64K时每秒IO次数超过17K,数据传输速度超过269MB/s,256K时每秒IO次数超过4.8K,数据传输速度超过1.2GB/s。

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长江存储PE321 SSD的随机混合读写性能,读写操作各占50%。

0.5K时每秒IO次数超过20K,每秒数据传输量10MB左右,4K的每秒IO次数超过19K,数据传输速度超过75MB/s,64K时每秒IO次数超过17K,数据传输速度超过270MB/s,256K时每秒IO次数超过4.3K,数据传输速度超过1.0GB/s。

四、服务器实际工作环境模拟测试:传输速度最高超7GB/s

为了测试长江存储PE321 SSD在真实工作环境下的性能,我们设计了四个模拟环境,分别是文件服务器环境、网络服务器环境、数据库环境和工作站环境。

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文件服务器环境测试中,使用0.5K、1K、4K和64K四种文件尺寸各占25%,进行完全随机的读写操作,其中80%为读取操作20%为写入操作,用以模拟文件服务器的工作环境。

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在网络服务器环境测试中,我们设置了从0.5K到512K十种文件尺寸各占10%,然后进行完全随机读取,用以模拟网络服务器的工作环境。

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在数据库环境测试中,我们将用8K大小文件对SSD进行67%读取33%写入的随机操作,用以模拟数据库的工作环境。

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在工作站环境测试中,同样是使用8K大小文件对SSD进行80%读取20%写入的随机操作,用以模拟工作站的工作环境。

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在文件服务器模拟测试中,可以很清晰的看到,随着队列深度的增加,长江存储PE321 SSD的每秒IO次数和每秒数据传输量都在上升,直到队列深度QD为128时,性能稳定达到最大值。

此时每秒IO次数高达274K,数据传输速度高达4.5GB/s。

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在网络服务器模拟测试中,可以看到同样是随着队列深度的增加,长江存储PE321 SSD的性能也在同步提高,队列深度QD达到32时,读取性能已经稳定达到最高。

此时每秒IO次数为68K,数据传输速度超过7GB/s。

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在数据库模拟测试中,同样也是在QD128时性能达到最佳,此时每秒IO次数高达522K,数据传输速度也可超过4GB/s。

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在工作站模拟测试中,因为测试内容相似,所以结果和数据库模拟中也比较接近,同样是在队列深度QD128时性能最佳,此时每秒IO次数高达621K,数据传输速度5.8GB/s。

五、服务器连续24小时压力测试:波动很小 响应极快

对于企业级SSD来说,稳定性也同样重要,而且考虑到很多服务器的实际工作时间是7x24小时的全年无休状态,对SSD的稳定要求远比桌面级产品要高得多。

所以我们也设计了非常极端的连续24小时,队列深度QD256的高强度写入和读写测试,用来测试长江存储PE321 SSD的稳定性表现。

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首先进行的是连续24小时的4K随机写入测试,可以看到长江存储PE321 SSD在长达24个小时的连续随机写入中表现较为稳定,即使略有波动,最差时也有540K的IOPS和超过2GB/s的数据传输速度,平均IO响应时间也始终保持在0.5ms以下。

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紧跟着进行连续24小时的文件服务器模拟测试,沿用了之前模拟文件服务器工作的测试方案,即使用四种文件尺寸,进行80%读取20%写入的随机读写测试。

测试结果同样较为稳定,24小时平均每秒IO次数到达了300K,平均数据传输速度超过5GB/s,平均IO响应时间也只有0.85ms。

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在进行测试时测量长江存储PE321的温度,可以看到有主控芯片的背面温度是要高于背面的,最高温度接近70度。

考虑到企业级SSD使用环境通常都会配备强力散热风扇,所以我们测试环境下的温度表现仅供参考。

六、桌面环境性能测试:持续读写超7GB/s 4K性能突出

为了让大家直观地了解企业级SSD的表现,我们也跑了几个常见的SSD基准测试项目,供参考。

1、CrystalDisKMarK

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首先进行CrystalDisKMarK 1GB测试,长江存储PE321 SSD的顺序读取速度超过了6900MB/s,写入速度超过7000MB/s;4K读写速度分别超过45MB/s和341MB/s

之后是64GB的测试,顺序读取速度7100MB/s、写入7000MB/s,4K随机读取47MB/s、写入340MB/s。

2、AS SSD BenchmarK

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同样是先进行1GB容量的测试。在AS SSD BenchmarK的测试中,长江存储PE321 SSD得分为8785分。顺序读写速度分别为5580MB/s、5350MB/s,4K读写速度则是91MB/s、302MB/s。

在10GB容量的测试中,长江存储PE321 SSD得分为6619分。顺序读写速度分别为5680MB/s、5290MB/s,4K读写速度则是63MB/s、254MB/s。

3、ATTO DisK BenchmarK

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ATTO DisK BenchmarKs测试中,对于0.5KB的小文件读写,长江存储PE321 SSD也能达到75MB/s以上的速度。

从64KB开始,成绩就稳定在5GB/s之上,最高速度写入可超过6.2GB/s,读取速度可超过6.3 GB/s。

4、PCMark 10 盘性能一致性测试

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长江存储PE321 SSD在PCMark 10的盘性能一致性测试汇总,得分为3095,可以看到在长达5小时的测试中,长江存储PE321 SSD的性能表现相当平稳。

七、总结:优秀的企业级产品 强悍更稳定

受限于我们评测室的客观条件,其实是很难100%还原真实的企业级产品工作环境的,自然也难以获得最为准确的性能表现。

但是管中窥豹,也可见一斑。从桌面环境的常规测试到模拟服务器环境的压力测试,长江存储PE321 SSD的表现都非常优秀,即使是桌面环境的测试,也能一眼看出它的4K读写性能和桌面级产品不可同日而语。

在连续24小时的4K随机写入测试中,长江存储PE321 SSD的每秒IO次数最高达到了665K IOPS,已经超出了官方标称的640K IOPS性能。

在总长度接近100小时,压力测试长达48小时的整个测试过程中,长江存储PE321 SSD没有出现过一次数据错误,充分展现了长江存储基于晶栈XtacKing2.0 技术的第三代3D TLC闪存芯片的可靠。

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长江存PE321企业级SSD的性能已经基本把PCIe 4.0 的带宽完全吃完,在24小时文件服务器模拟测试中,平均数据吞吐量超过5GB/s,考虑到这个测试中混合了大量的小文件,以及是读写混合的测试,这已经就是PCIe 4.0 SSD的极限表现,要再提高可能只能等PCIe 5.0版本了。

总计长达48小时压力测试也表明了它的稳定性和可靠性也同样出类拔萃,再加上它3个DWPD的耐久度和长达5年的质保服务,完全可以满足企业级用户的需求。

考虑到未来几年内,PCIe 4.0和U.2的SSD仍将是商用产品的主流选择,长江存储PE321的读写性能在PCIe 4.0下已经是最强一档,无论是文件存、网络服务器或者AI运算中心使用,长江存PE321企业级SSD都非常值得选择。