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模拟运行600万年 数据0损坏!Solidigm把QLC闪存玩到了极致

不可否认的是,SLC、MLC、TLC、QLC、PLC、HLC……闪存技术一路走下来,整体的可靠性、寿命指标是逐步走低的,这也是NAND闪存架构天然属性所决定的。

当然,这不代表QLC、PLC闪存的就难堪大用,关键是看如何设计与优化,从闪存、硬盘的硬件优化,再到主控、算法、负载的软件优化,都至关重要,也直接体现了品牌实力。

模拟运行600万年 数据0损坏!Solidigm把QLC闪存玩到了极致

模拟运行600万年 数据0损坏!Solidigm把QLC闪存玩到了极致

近日,SK海力士收购Intel NAND闪存业务重组而来的Solidigm,就发布了一款QLC闪存的企业级产品P5-D5430,可以说是QLC SSD的一个代表作。

我们就通过它,看看现在的QLC达到了什么样的水平,Solidigm又有何过人之处。

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先来了解一下D5-P5430的基本规格、性能表现。

它有U.2 15mm、E3.S 7.5mm、E1.S 9.5mm三种形态规格,采用位于中国大连的Fab 68工厂出品的192层堆叠3D QLC闪存芯片(这里出厂的闪存40%以上都已经是QLC),容量3.84TB、7.68TB、15.36TB、30.72TB(E1.S没有30.72TB)。

目前,Solidigm D5-P5430 3.84/7.68TB版本已出货,15.36TB版本正在认证中,30.72TB版本将在今年底跟上。

支持PCIe 4.0 x4、NVMe 1.4c,顺序读写速度最高7GB/s、3GB/s,随机读写速度最高971K IOPS、120K IOPS——显然这是面向读取密集型应用的产品,写入性能不是重点。

大家非常关心的寿命方面,最大数据写入量达到32PBW,提供5年质保,支持最高每天0.58次随机全盘写入、1.83次顺序全盘写入——30.72TB版本就分别对应17.8TB、56.2TB的数据量。

待机功耗最高5W,负载功耗最高25W。

总体而言,D5-P5430的整体性能已经非常接近主流的TLC闪存,部分指标在同一档次。

作为数据中心产品,只有高性能是不够的,更得有稳定的高性能。

D5-P5430就具备高达90% IOPS一致性,简单说就是随机读写表现非常平稳,不会忽高忽低,以及大约6%的硬盘寿命可变性,简单说就是整体的可靠性更趋于一致,不会有的耐用,有的不耐用。

在服务能力方面,D5-P5430支持热插拔、NVMe –MI 1.1、PCIe over VDM/MCTP、遥测技术、持久性事件日志、OCP 2.0日志页、系统和主机数据恢复。

这些对于消费级用户来说没啥用,但在服务器数据中心里都是至关重要的,对于系统管理和维护都极有帮助。

对比友商同类型的TLC SSD,从标称规格来看,D5-P5430的读取性能基本相当甚至更好,写入性能基本只有一半,但还有着更大的容量、更高的数据写入量。

在实际工作负载中,D5-P5430的带宽表现也可圈可点,CDN、通用服务器、对象存储、OLAP(在线分析)等环境中都更胜一筹,而写入压力下的读取QoS则要低得多。

Solidigm D5-P5430的定位“偏低”一些,主要面向主流和读取密集型应用,因此读取性能够高,写入性能一般,并且为此做大了容量。

当然,总容量超过30.72TB再翻一番也是没什么技术障碍的,只是考虑到现在的应用需求和优化适配,以及计算和网络的配合,暂时并没有必要。

这款产品的设计目的,就是面向在意成本和价值、不要太强性能和密集写入应用的客户,在各项指标之间取得一个均衡,替代TLC产品承担主流的工作负载,降低TCO总拥有成本,方便数据中心基础设施的可持续性升级。

它上边还有面向混合读写应用的D7-P5520,可以每天1次全盘写入,但最大容量只有7.68/15.36TB。

更高的则是D7-P5620,主打写入密集型和混合读写应用,可以每天3次全盘写入,最高容量则12.8TB。

D7系列都是144层堆叠的3D TLC闪存,性能最好,耐用性最强,当然成本也是较高的,适合高端大客户。

说到这里,可能很多人依然觉得,再怎么夸,它也是个QLC。

文章一开始我们也就明确了,天然属性决定了,QLC不可能持平甚至超越TLC,但也不能说它一无是处,关键一是看怎么做,而是看怎么用。

对于很多产品,其实绝大多数用户都秉承着“我可以不用,但你不能没有”的原则,换个词说就是太卷。

比如这两年兴起的高性能轻薄笔记本,都用上了传统游戏本才使用的H系列标压高性能处理器平台,非得把功耗释放拉满才行,如果用了U系列低功耗平台根本就没法开口。

但事实上,轻薄本就是日常办公、出差、娱乐用的,U系列也足够用,就是不那么好看, H系列说白了很大程度上都浪费了,真追求满血释放的何不去买游戏本呢?

回到SSD,Solidigm援引相关数据指出,2020-2023年全球范围出货的数据中心级SSD,大约85%的每日全盘写入次数(DWPD)都不到1,甚至大多数SSD都不会有DWPD的评级。

同时,对于大多数情况而言,QLC SSD哪怕是按照P/E周期极限的负载来使用,99%的情况下实际使用寿命都不会超过额定指标的15%。

还有数据表明,对于消费级SSD而言,使用写入寿命170TBW、一天写入5-6GB来计算,足够使用80年之久,即便是重负载连续使用,超过10年也很轻松。

当然,数据中心对于产品品质的要求更加苛刻,Solidigm在这方面也是经验丰富,掌握各种优势。

其中令人印象深刻的就是数据可靠性,号称有着业界最佳的SDC(静默数据损坏)事件保护,模拟运行时间超过600万年都没有出现过一次!

在测试和品控方面,Solidigm也是远超行业常规,比如SDC测试到了1-23,并且建模到了1-25

再比如UBER(不可修复错误比特率)测试到了1-17,而一般家用硬盘是1-13,NAS专用硬盘硬盘为10-14

借着Solidigm这款产品和大家聊了聊QLC,希望能有所帮助,也并非说QLC有多好多好,而是应该理智对待,选择最适合自己的产品。

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