14GB/s读取 国产NAND大发神威!忆恒创源PBlaze7 7946 6.4TB评测:企业级PCIe 5.0 SSD标杆

一、前言:面向高性能业务应用的国产企业级PCIe 5.0 SSD

忆恒创源(Memblaze)是国内一家非常有名的企业级PCIe SSD厂商,因其品牌标识的缘故,很多玩家也亲切的称之为“小海豚”,深受不少发烧友的喜爱。一年前,我们曾测试过忆恒创源PBlaze6 6536的3.2TB容量点,也正是这次测试,让我们对于企业级SSD有了更多的认知。

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随着PCIe 5.0时代的来临,忆恒创源也率先推出了企业级PCIe 5.0 SSD——PBlaze7 7940,它专为企业的各项高性能业务应用开发,如虚拟化、数据库、大模型等。根据业务的写入压力不同,PBlaze7 7940又分为1 DWPD的PBlaze7 7940和3 DWPD的PBlaze7 7946两个子系列,本文评测的正是后者,形态U.2,容量6.4TB。

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作为应用PCIe 5.0接口的全新一代SSD,性能无疑是我们最为关注的看点。根据忆恒创源官方介绍,PBlaze7 7940拥有14GB/s的顺序读取速度和10GB/s的顺序写入速度,4K随机读取性能为2800K IOPS、4K随机写入性能最高可达700K IOPS。

单从账面参数看,PBlaze7 7940已经达到了当前PCIe 5.0企业级SSD的领先性能水准。

PBlaze7 7940的另一个看点是长江存储NAND的采用。正如致钛之于消费级SSD市场大放异彩,忆恒创源应用长江存储晶栈® Xtacking® 3D NAND,也已经先后打造出了多款企业级PCIe SSD,并都有着非常优秀的性能。

PBlaze7 7940作为忆恒创源第一款PCIe 5.0 SSD,能够率先应用长江存储NAND,不仅是对国产闪存技术的认可,同时也是对公司自身技术实力的一次考验。

U.2是企业级SSD常用的产品形态,它可以和2.5英寸的SATA、SAS硬盘共用相同的服务器背板和硬盘托架,简化部署难度。随着PCIe接口速度的不断提升,如今,企业级SSD产品形态又增加了EDSFF家族,如PBlaze7 7940系列SSD同时也提供了E1.S和E3.S两种版本。

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PBlaze7 7946 6.4TB的写入寿命为5年3 DWPD,DWPD是企业级SSD常用的性能指标,指的是使用JEDEC企业级SSD写寿命行业测试方法,产品质保期内平均每天可以全盘写入的最大次数,换算过来为 6.4TB x 3 x 365 x 5,即 35040TBW。如果换成100%顺序写,其写寿命还将有着翻倍的提升。

忆恒创源有着完善的产品质量管理体系,在产品可靠性方面,PBlaze7 7940系列SSD在55℃使用环境下,MTBF达到200万小时(7×24小时不间断使用)。而全路径数据保护技术、端到端数据保护技术的使用,使得PBlaze7 7940系列的UBER(不可修复的数据错误率)<10-17,数据完整性达到了消费级SSD行业标准的100倍。

在企业级功能方面,PBlaze7 7940系列SSD支持NVMe 2.0协议规范、NVMe-MI 1.2b带外管理、AES-XTS-256 数据自加密、安全擦除等,并将增加SR-IOV、128K原子写、Copy命令、Get LBA Status等重要企业级功能,进一步提升企业业务的执行效率,增强数据完整性,并简化部署、管理维护难度。

PBlaze7 7940系列企业级SSD详细规格如下:

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二、图赏:优化散热设计,配长江存储企业级TLC颗粒

本文评测的这片PBlaze7 7940使用2.5英寸U.2外形,和传统的2.5英寸SATA SSD尺寸相同,只是厚度为15mm。

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随着PCIe 5.0的到来,服务器的CPU性能、存储性能都在提升。通常,U.2的SSD会被批量部署在服务器的前端面板托架,并对服务器的进气风道带来一定影响。PBlaze7 7940 SSD外壳做了大量类似散热鳍片的设计,不仅提升了SSD与空气的接触面积,同时也极大增加了服务器的进气量。

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SSD两端同样带有开孔,使得散热气流可以从SSD内部穿过,加速带走SSD工作产生的热量。

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PBlaze7 7940背面具备密集沟槽+凸起设计。

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U.2接口,又名SFF-8639,由SATA、SAS衍变未来,在企业级市场上很常见,消费级主板支持的不多,但可以转接传统PCIe接口以及M.2接口。

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拆解下来的散热片(外壳),上面密密麻麻贴满了导热背胶,每颗DRAM、NAND以及主控都有顾及。

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Marvell的Bravera? SC5主控。

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SK海力士的DDR4 ECC DRAM缓存,单颗容量1GB,正反2面一共有9颗,支持ECC校验,防止数据在DRAM中出错。

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长江存储晶栈 Xtacking X3-9070 NAND,正反两面各8颗,一共16颗。它是长江存储第四代3D NAND,I/O接口速度高达2400MT/s,配合16通道主控和SSD自身优秀的电路设计,可完全满足PCIe 5.0 x4的超高带宽。

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大部分主板没有U.2接口,因此测试过程中,我们使用了一个PCIe转接卡。

三、FIO基准性能测试:4K随机读2806K IOPS、4K随机写725K IOPS

考虑到常规测试软件可能无法充分发挥PCIe 5.0 SSD的全部性能,因此我们专门搭建了Linux测试环境,使用FIO进行测试,看看这款PBlaze7 7946 6.4TB SSD性能是否达标。

FIO是企业级SSD最为常用的基准性能测试工具,通过配置不同的任务数量、队列深度、不同的测试数据大小,测试范围,以及不同的读写方式、读写占比、测试时长等,可模拟出多种多样的SSD测试方法,而严谨的预处理,也更有助于反应出SSD的真实性能水平。

顺序性能测试:测试前先格式化SSD,使用128K顺序写全盘两遍作为预处理,随后马上进行128K顺序写和128K顺序读的测试,预处理与正式测试连续进行,每一个正式测试环节性能记录前,还会加入1分钟的预热处理,最大程度排除SSD后台GC等操作对测试结果产生的影响。

128K顺序读

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为了压出最高性能,测试直接使用队列深度512,任务数量1。

结果显示,PBlaze7 7946 6.4TB的最高顺序读取速度为13481MiB/s,约合14.14GB/s,最低顺序读取速度为13396MiB/s,约合14.05GB/s,平均顺序读取速度为13460MiB/s,约合14.11GB/s,达到官方值。

P.s.这里穿插一个小的知识点,MiB是二进制下的容量单位,1MiB=1,024KiB=1,048,576B;MB是十进制下的容量单位,1MB=1,000KB=1000,000B。GiB、TiB和GB、TB以此类推。我们常用的MB/s和GB/s,指的是十进制下的性能。

128K顺序写入

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PBlaze7 7946 6.4TB的最高顺序写入速度为10700MiB/s,约合11.22GB/s,最低顺序写入速度为10222MiB/s,约合10.72GB/s,平均顺序写入速度为10540MiB/s,约合11.05GB/s。SSD达到稳态后,写速度始终保持在非常平稳的水平。

随机性能测试环节,测试前先格式化SSD,使用大压力4K随机写全盘至少两遍作为预处理,以本文评测的PBlaze7 7946 6.4TB为例,其4K随机写性能为700K IOPS,两遍全盘预处理需耗时6,400,000,000KB(容量)x 2遍 / 700K IOPS / 4K 秒,向上取整,共运行5000秒。

预处理期间,SSD的4K随机写性能会在大约一遍全盘写入后,从一个比较高的数值降至并稳定在700K IOPS水平,待第二遍全盘写入完成后,即可马上开始后面的正式测试。预处理与正式测试同样连续进行,每一个正式测试项目性能记录前,进行1分钟的预热处理,排除SSD后台GC等操作对测试结果产生的影响。

4K随机读取

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4K随机读使用QD32,任务数量16,模拟大压力下的并发访问。结果显示,PBlaze7 7946 6.4TB最高4K随机读性能达到2868K IOPS,最低为2746K IOPS,平均为2806K IOPS,达到官方数值。

4K随机写入

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4K随机写入测试环节,PBlaze7 7946 6.4TB在稳态下最高写速度为753K IOPS,最低为692K IOPS,平均725K IOPS,同样小幅度超过官方值。

4K随机70:30混合读写测试

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4K随机混合测试,选择队列深度64,任务数量8,测试时长为4200秒,总计读取数据14.3TiB,总计写入数据6.2TiB,读写比例分别为70%和30%。

4K随机读取方面,PBlaze7 7946 6.4TB最高为1161K IOPS,最低为890K IOPS,平均为913K IOPS;4K随机写入方面,最高为502K IOPS,最低为374K IOPS,平均为391K IOPS;合计为1304K IOPS。

最终FIO测试结果汇总如下:

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↑↑↑这个图需要重新做,MB/s是十进制的性能,图里面取的数值是二进制下的,即MiB/s,需要换算一下。

经过FIO测试,PBlaze7 7946 6.4TB SSD的顺序读写性能、4K随机读写性能完全达标,高达11GB/s的顺序写入性能更是让人印象深刻!

四、Windows平台常规测试:最高写速11GB/s,全程不掉速

与FIO相比,Windows平台常用的SSD性能测试工具会更加贴近个人用户的使用场景。但需要注意的是,通常企业级SSD并不会借助SLC缓存进行写加速,测试过程中的所有读、写操作均直接在TLC区域中进行,这和消费级SSD借助SLC缓存加速出来的短暂高性能并不相同,二者的测试结果也不具备直接可比性。

测试平台如下:

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1、CrystalDiskMark

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CrystalDiskMark测试环节,PBlaze7 7946 6.4TB SSD的顺序读取速度突破14GB/s大关,顺序写入速度也有11189MB/s,超过官方值;由于CrystalDiskMark并非针对SSD稳态进行测试,同时也受到如NTFS文件系统的影响,因此4K随机性能和官方值存在一定差异,但总体而言,2284K IOPS的4K随机读性能,非稳态下959K IOPS的4K随机写性能都已经非常强悍。

另外64GB的测试对于这种级别的SSD来说毫无压力,大部分数据甚至好于1GB测试。

2、AS SSD Benchmark

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可能是AS SSD Benchmark有待更新,在测试中并没有发挥出这片PBlaze7 7946应有的性能水平,测试数据看看就好。

左边是1GB容量的测试,AS SSD Benchmark总分为10718,最高顺序读取、写入速度分别为9727MB/s、8305MB/s,4K随机读写速度为58MB/s、311MB/s。

右边是10GB容量的测试,总分为10779。最高顺序读取、写入速度分别为10102MB/s、8255MB/s,4K随机读写速度分别为60MB/s、313MB/s。

其中10GB的测试中,顺序读取速度直接爆表,导致没有显示出MB/s单位。

3、ATTO Disk Benchmark

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本环节分别测试了队列深度4和16的数据。

16队列深度测试中,对于0.5KB的小文件读写,PBlaze7 7946 6.4TB SSD也能达到50MB/s以上的写入和145MB/s的读取。

16K的时候,写入达到了3.45GB/s,读取速度为2.25GB/s。从512KB开始,写入速度稳定在9.8GB/s左右,读取速度则能达到12.5GB/s以上。

4、3DMark Storage Benchmark

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3DMark存储测试主要是测试游戏读写表现,PBlaze7 7946 6.4TB SSD总分是3155分,高于绝大多数消费级SSD,平均带宽541MB/s,特别是在移动游戏时,带宽能达到3100MB/s。作为参考,大部分企业级PCIe SSD的3DMark测试成绩为2000+水平。

5、AIDA64 Disk Benchmark Linear Write

AIDA64 Disk Benchmark Linear Write用于测量在没有文件系统干扰下,SSD的持续写入速度和稳定性。目前市面上的消费级SSD用这个软件都能暴露出真实的缓外速度。

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我们做了2次测试,第一次使用的是循环常测试,进行了2次全盘写入,然后关掉循环选项,马上进行第二次测试,也就是连续3次全盘写入。

即便如此,PBlaze7 7946 6.4TB SSD在AIDA64 Disk Benchmark Linear Write测试中也非常稳定,写入速度基本上保持一条直线。

在长达73分55秒的满压力写入中,PBlaze7 7946 6.4TB的最高写入速度为9116MB/s,最低8755MB/s,平均写入速度为8970MB/s,波动不超过4%,非常平稳。

市面上即便是号称消费级天花板的几款PCIe 5.0 SSD,在此项测试中最低速度也会掉到1GB/s以下,并且上下波动非常剧烈。

6、PCMark 10盘性能一致性

PCMark 10盘性能一致性测试是Windows系统下的长期高负载测试。它主要考验SSD在初始阶段(空盘)、掉速阶段(写入数据量逐渐增多),以及稳态阶段(随机写满有效和无效数据)、性能恢复阶段等不同阶段的性能变化。

测试开始前有两次全盘填充过程、结束后有一次全盘填充过程,全部测试环节会循环约20次。

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实测时长3小时53分,总计写入了53TB的数据, PBlaze7 7946 6.4TB SSD总得分是3244,带宽762MB/s,存取时间76us。

下面我们将导出详细数据进行分析。

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大文件盘内拷贝测试, PBlaze7 7946 6.4TB SSD在非稳态、向稳态过渡、稳态等阶段,都能表现出较高的性能一致性,几乎是一条直线。

进行纯写入测试时,基本上速度都能稳定在5000MB/s左右。

进行混合读写测试时,速度在3300~3400MB/s之间。

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在进行零碎小文件盘内拷贝测试时,PBlaze7 7946 6.4TB SSD在各个阶段的表现同样也非常稳定。

进行纯写入测试时,基本上呈现一条直线,速度在300MB/s

进行混合读写测试时,速度保持在500MB/s上下浮动。

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Photoshop重负载测试时,PBlaze7 7946 6.4TB SSD也表现出了高度的一致性,稳定在1000MB/s,仅有轻微浮动。

五、全盘文件拷贝及温度测试:全程保持Windows最高水平

1、全盘写入测试

与跑分相比,文件拷贝速度对SSD使用体验的影响会更加直观。起初我们并没有对等或更大容量的6.4TB PCIe 5.0 SSD,因此在最开始,我们选择先写入4.21TB文件,让SSD的剩余空间控制在1.62TB。

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接着我们从希捷酷玩530 2TB SSD一次性拷贝1.6TB的文件过来,尽可能用完这块6.4TB企业盘的可用空间。

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刚开始写入时,拷贝速度保持在4GB/s左右。

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写入的最后阶段,SSD的可用空间已经不到30GB,但是写入速度依然高达3.99GB/s。

整个拷贝过程中,SSD的写入速度始终保持一条直线,波动非常之小,最低拷贝速度为3.76GB/s,最高速度则是4.3GB/s。

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完成全部拷贝任务后,PBlaze7 7946 6.4TB SSD仅剩下18.8GB可用空间,不到全部容量的0.3%。

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目前几乎所有在售的消费级TLC和QLC SSD在进行全盘文件拷贝时,都会出现掉速,也就是大家所知的缓外写入速度。

前面提到过,企业级SSD并不会使用SLC缓存进行写加速,因此PBlaze7 7946 6.4TB SSD从始至终都保持着4GB/s的写入速度,完全凭实力碾压一众消费级SSD。

随后,我们收到了忆恒创源寄来的另一片PBlaze7 7940 7.68TB SSD,于是又开始了第二轮的全盘拷贝测试。

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数据盘为PBlaze7 7940 7.68TB,拷贝数据量为5.82TiB(二进制容量)。

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我们同时进行四路数据拷贝,可以看到,每一路拷贝速度都非常稳定,维持在1GB/s,总速度为4GB/s。

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第一路完成拷贝后,剩下的三路拷贝速度均有所提升,但总速度依然是4GB/s。

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所有拷贝任务接近完成时,速度依旧是4GB/s。

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写入完成后,PBlaze7 7946 6.4TB的可用容量仅剩下18GB,不到总容量的0.3%。

文件复制粘贴是一个看似简单,但实则比较复杂的过程,需要系统的CPU、内存全程参与。也许是为了保障Windows体验的基本流畅,使用默认的文件复制粘贴命令,其性能上限可能就是4GB/s,这一点在网上一些其他媒体/自媒体的评测中也有提到,仍需证实。

2、温度测试

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在待机状态下,PBlaze7 7946 6.4TB SSD温度在46度左右。在高负载读写状态下,最高温度则是63度。

如果机箱内部积热比较严重的话,建议安装一个机箱风扇对其进行散热。当然在服务器里,这种SSD都有非常暴力的系统风扇进行镇压。

六、总结:我们测试过的性能最好的SSD

这是我们测试过的第一款企业级的、PCIe 5.0的SSD,它并非来自三星、铠侠等固态硬盘巨头,而是来自我们的国内厂商,出色的性能参数、长江存储NAND的使用,也让我们对这款“小海豚”PBlaze7 7946 6.4TB SSD充满期待。

外观方面,PBlaze7 7946虽然和之前评测过的PBlaze6 6530近似,但可以看到其在散热结构方面进行了全面加强,不仅满足自身散热需求,也对PCIe 5.0服务器更高性能带来的散热需求进行了充分考量。

不论是企业用户还是个人用户,在选购SSD时,写入寿命和持续工作下的性能稳定性都是非常重要的衡量指标。

PBlaze7 7946 6.4TB在应用长江存储NAND的基础上,提供3 DPWD的写入寿命,支持每天高达19.2TB的随机数据写入,不仅满足企业常规业务的写入压力要求,更是远远超过了普通个人用户平均每天的数据写入量。

在FIO测试中,PBlaze7 7946 6.4TB展现出了2806K IOPS的4K随机读性能、725K IOPS的4K随机写性能、14.1GB/s的顺序读带宽以及11GB/s的顺序写带宽,都达到甚至超过了产品的标称值,性能表现十分扎实。

即使是到了Windows平台测试环节,PBlaze7 7946同样在CrystalDiskMark、ATTO Disk Benchmark、AS SSD Benchmark等测试中展现出了非常优秀的成绩,个别测试项目甚至超出了测试软件能够正常显示的性能范围。

而在随后的AIDA64 Linear Write、PCMark10盘一致性测试环节,PBlaze7 7946同样无愧于企业级SSD的称号,在持续的写入过程中始终保持较高且稳定的性能水平。

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本次测试PBlaze7 7946 6.4TB SSD,我们一共写入了超过200TB的数据,而完成一款消费级SSD的常规测试,通常只需要不超过10TB的数据写入量。

整体而言,这款PBlaze7 7946 6.4TB SSD不论是读写性能还是稳定性,都达到了当前PCIe 5.0 SSD的旗舰水准,也是我们测试过的性能最好的SSD产品。

回顾忆恒创源十余年发展,公司从最早的私有协议到率先推出NVMe企业级固态硬盘,从SLC到率先应用3D TLC,在不断应用最新技术,不断推出有着更大容量、更高性能产品的同时,也以其扎实的品质,赢得了众多企业客户的认可,并在个人发烧友群体中也获得了非常不错的口碑。

而作为一家国内老牌的企业级PCIe SSD厂商,忆恒创源也正积极拥抱国产技术,以自身丰富的企业级PCIe SSD产品研发和测试经验,构建性能更强、品质更加出色的闪存存储产品,为国产闪存市场生态的高质量发展倾注力量。

毫无疑问,这款PBlaze7 7940系列企业级PCIe 5.0 SSD也必将成为国产闪存存储技术发展道路上的一颗闪亮明珠。

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