600TB残酷写入测试!忆恒创源PBlaze7 7A40评测:强悍又低温的顶级企业级SSD

摘要:一年前,我们曾测试过忆恒创源PBlaze7 7940 6.4TB,它是当时最强的企业级PCIe 5.0 SSD,不仅率先实现了10GB/s的顺序写性能,高达14GB/s的顺序读取速度也几乎完全榨干了PCIe 5.0的带宽。

一、前言:性能全面领先的国产企业级PCIe 5.0 SSD

一年前,我们曾测试过忆恒创源PBlaze7 7940 6.4TB,它是当时最强的企业级PCIe 5.0 SSD,不仅率先实现了10GB/s的顺序写性能,高达14GB/s的顺序读取速度也几乎完全榨干了PCIe 5.0的带宽。

现在,忆恒创源推出了PBlaze7 7940的“兄弟”型号——PBlaze7 7A40,它采用平头哥主控和长江存储NAND,结合忆恒创源自主研发的专业固件,也是该公司首款从硬件到固件全面国产的作品。

作为今年全新发布的PCIe 5.0企业级SSD,PBlaze7 7A40在顺序读写速度已经达到极致的情况下,4K随机性能大幅提高,拥有超过3300K IOPS的4K随机读性能和超过1000K IOPS的稳态4K随机写性能,是行业内首款基于TLC NAND,稳态下4K随机写性能突破百万IOPS的产品。

忆恒创源(Memblaze)是全球最早的企业级PCIe SSD厂商之一,其历史可追溯到2007年,产品一直以高性能、高可靠性著称。2017年,忆恒创源推出了全球首款4K随机读性能达到1000K IOPS的PBlaze5,2024年,忆恒创源再破纪录,将SSD的稳态随机写性能推至新的高度。

和往常一样,PBlaze7 7A40系列依旧提供读密集型工作负载的7A40和混合读写型的7A46两个子系列,前者提供3.84TB/7.68TB/15.36TB三个容量型号,支持1DWPD(基于JEDEC固态硬盘测试规范,5年内平均每天1次全盘写入寿命);后者提供3.2TB/6.4TB/12.8TB三个容量型号,写寿命提升至3DWPD。

我们测试的这款是7.68TB型号,拥有14.2GB/s的顺序读取速度和11.2GB/s的顺序写入速度,4K随机读取性能为3300K IOPS、4K随机写入性能为500K IOPS,是目前同容量PCIe 5.0 SSD中的顶尖水平。当然,我们也会通过调整命名空间的方式,将它的用户容量调整为6.4TB,以检验其稳态下4K随机写1000K IOPS是否能够达标。

忆恒创源PBlaze7 7A40系列国产企业级PCIe 5.0 SSD详细规格如下:

二、外观展示:U.2外形+高效散热设计

作为一款企业级PCIe 5.0 NVMe SSD,PBlaze7 7A40使用传统的2.5英寸U.2外形,和2.5英寸SATA SSD尺寸相同,只是厚度为15mm。

大部分U.2的SSD会被批量部署在服务器的前端面板托架,难免会对服务器的进气风道带来一定影响。

PBlaze7 7A40 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,提高了自身的散热效率,同时也可以增加服务器的进气量,有效降低对服务器的影响。

PBlaze7 7A40背面同样具备密集的沟槽和凸起设计,配合SSD两端的开孔,进一步强化散热效率。

U.2接口,又名SFF-8639,由SATA、SAS衍变而来,在企业级市场上很常见,消费级主板支持的不多,但可以转接为传统的PCIe接口或M.2接口。

由于本次测试在台式机上进行,因此我们使用了这样一个PCIe 5.0的转接卡。

SSD内部展示,PCB正反两面共八颗长江存储eTLC NAND闪存,单颗容量1TB,主控则来自阿里平头哥。

三、FIO基准测试:稳态4K随机写性能超1020K IOPS

为了发挥SSD的全部性能,我们使用企业级SSD厂商相同的基准性能测试方法,即基于Linux测试环境,使用FIO进行测试,看看这款PBlaze7 7A40 7.68TB 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。

本次将会进行128K顺序读写、4K随机读写、4K随机混合读写测试,每个项目又分别进行QD1、QD8、QD64、QD512的测试。每一项测试开始前会进行两遍的顺序全盘填充,在随机测试开始前,还需要进行相应的随机全盘填充,以4K随机性能测试为例,分为SSD格式化、128K顺序写全盘2遍、4K随机写全盘2遍。预处理、测试无缝衔接,以降低GC等因素带来的影响。

1、128K顺序读取

PBlaze7 7A40 7.68TB的最高顺序读取速度为13779MiB/s,约合14.5GB/s,最低顺序读取速度为13627MiB/s,约合14.3GB/s,平均顺序读取速度为13693MiB/s,约合14.4GB/s,达到官方值。

P.S. 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。

PBlaze7 7A40 SSD搭载了预读功能,通过预判主机将要读取的下一段LBA(逻辑地址),提前加载数据,以缩短响应时间,大幅提升小压力下的顺序读性能。通过128K QD1顺序读性能测试,我们可以获得5957MB/s的读带宽,几乎3倍于某国际品牌同类产品,表明7A40在个人应用负载下也能带来非常出色的性能表现。

2、128K顺序写入

PBlaze7 7A40 7.68TB的最高顺序写入速度为10947MiB/s,约合11.5GB/s,最低顺序写入速度为10410MiB/s,约合10.9GB/s,平均顺序写入速度为10749MiB/s,约合11.3GB/s。SSD达到稳态后,写速度始终保持在非常平稳的水平。

3、4K随机读取

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 7A40 7.68TB最高4K随机读性能达到3004K IOPS,最低为2914K IOPS,平均为2971K IOPS。

继续加大QD压力,PBlaze7 7A40性能得到进一步提高,最终突破3300K IOPS,和官方值相符。

4、4K随机写入

4K随机写入测试环节,PBlaze7 7A40 7.68TB在稳态下最高随机写速度为581K IOPS,是迄今为止除傲腾、XL-Flash等SCM之外,同容量产品中最好的随机写入性能;

通过调整PBlaze7 7A40的命名空间至6.4TB,我们可以在SSD稳态下获得最高1050K IOPS,最低为995K IOPS,平均1026K IOPS的4K随机写性能,同样小幅度超过官方值。首款实现100万IOPS随机写的TLC NAND SSD,实至名归!

5、4K随机70:30混合读写测试

4K随机混合测试,选择队列深度64,任务数量8。

在7.68TB容量下,受限于500K IOPS的稳态随机写性能,PBlaze7 7A40的随机读性能被限制在837K IOPS,随机写为358K IOPS,综合起来为 1195K IOPS;

6、4K随机70:30混合读写测试(6.4TB模式)

将PBlaze7 7A40 7.68TB SSD模拟成PBlaze7 7A46 6.4TB,再进行4K随机混合读写测试,队列深度64,任务数量8。

可以看到4K随机读取性能达到了1046K IOPS,4K随机写也有448K IOPS,综合起来为 1494K IOPS,相较7.68TB模式提升25%。

最终FIO测试结果汇总如下:

注:表中速度单位均为MiB/s,而不是MB/s。

除了常规的测试(默认7.68TB),我们还将这块SSD模拟成PBlaze7 7A46 6.4TB测试了4K随机读写性能。

PBlaze7 7A40 7.68TB在QD4096模式下,4K随机读取性能达到了3338K IOPS,QD512模式下4K随机写入性能则是580K IOPS。

而将其模拟成PBlaze7 7A46 6.4TB,4K随机写入性能暴增,达到了恐怖的1026K IOPS,超过了官方的1000K IOPS,目前市面上能达到这样随机写入性能的企业级SSD还未有第二款。

四、Windows平台常规测试:最高读取13.7GB/s 全盘写入速度超10GB/s不掉速

同时测试一下Windows下的性能,看看有何差异,也给大家一个直观的感受。

1、CrystalDiskMark

CrystalDiskMark测试环节,PBlaze7 7A40 7.68TB SSD的顺序读取速度达到了13.7GB/s,顺序写入速度也有11GB/s。

得益于预读功能的配备,PBlaze7 7A40的1M QD1顺序读性能达到6441.8MB/s,QD1顺序写性能也超过了9GB/s。

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

AS SSD Benchmark这种古董级测试工具完全无法发挥PBlaze7 7A40 7.68TB SSD的全部性能,不过跑分依旧足够强悍,1GB和10GB的分数都超过了1.3万。

左边是1GB容量的测试,AS SSD Benchmark总分为13101,最高顺序读取、写入速度分别为8068MB/s、10190MB/s,4K随机读写速度为52MB/s、449MB/s。

右边是10GB容量的测试,总分为13101。最高顺序读取、写入速度分别为8438MB/s、9429MB/s,4K随机读写速度分别为53MB/s、470MB/s。

3、ATTO Disk Benchmark

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 7A40 7.68TB SSD也能达到94MB/s以上的写入和114MB/s的读取。

16K的时候,写入达到了2.9GB/s,读取速度为3.33GB/s。从512KB开始,写入速度稳定在10GB/s以上,读取速度则能达到12GB/s以上。

4、3DMark Storage Benchmark

3DMark存储测试主要是测试游戏读写表现,PBlaze7 7A40 7.68TB SSD总分是4375分,平均带宽748MB/s,延迟41ns。

这个性能要强于市面上绝大多数消费级SSD。

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。

在长达73分55秒的满压力写入中,PBlaze7 7A40 7.68TB的最高写入速度为9691MB/s,最低8344MB/s,平均写入速度为9058MB/s,总写入量超过40TB,整体表现非常平稳。

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。

需要指出,该软件模拟个人用户Windows系统下的日常应用操作,对SSD来说属于较低QD的小压力测试,因此过程中并不会跑满SSD的全部性能,但长时间持续的写入,会对SSD的稳定性、性能一致性造成影响,特别是对配备SLC Cache用于读写加速的消费级SSD而言,企业级SSD的性能变化则会小得多。

实测时长6小时06分,总计写入了95TB的数据,PBlaze7 7A40 7.68TB SSD总得分是4275,带宽993MB/s,存取时间57us。

下面我们将导出详细数据进行分析。

大文件盘内拷贝测试, PBlaze7 7A40 7.68TB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2700MB/s左右。

进行混合读写测试时,速度约为2500MB/s。

在进行零碎小文件盘内拷贝测试时,PBlaze7 7A40 7.68T 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700MB/s。

进行混合读写测试时,速度保持在1000MB/s上下浮动。

Photoshop重负载测试时,PBlaze7 7A40 7.68T SSD也表现出了高度的一致性,稳定在1070MB/s左右,全程犹如一条直线。

7、温度测试

由于企业级SSD硬件规格远超消费级产品(16通道主控、更多的NAND),因此它们的功耗往往要更高一些,如,大部分高性能企业级PCIe 5.0 SSD的功耗在25W左右,长期高负荷运行会搭配散热风扇一同使用,这也是典型的服务器部署场景。

根据忆恒创源官方介绍,PBlaze7 7A40有着史无前例的高能效比,其典型顺序读功耗只有13W,最大写功耗为19W,远低于同类产品,因此我们决定挑战一把,直接进行长达一个小时的高负载写入测试,并采用全程被动散热,以评估SSD是否同样适合个人用户使用。

结果表明,在室温24摄氏度的情况下,PBlaze7 7A40 7.68TB持续写满载的最高温度只有65摄氏度,对于SSD而言仍是相对安全的温度。

而如果搭配风扇进行SSD的主动散热,在持续最大顺序写的情况下,SSD的综合温度大致在50摄氏度左右,也是远低于其它同类产品。

五、总结:来自国产品牌、国产硬件的旗舰SSD

通常情况下,我们完成一块消费级SSD的常规评测,因为不需要进行严格的稳态预处理,只需要写入数倍于全盘的数据即可。

但是在进行PBlaze7 7A40 7.68TB的测试时,由于要找出长时间、大压力持续写入后的“稳态”性能,整个测试持续了数天时间,总写入量也高达600TB。期间,PBlaze7 7A40强悍的写入性能给我们留下了深刻的印象,它极大缩短了预处理的时间。而企业级SSD超高的写寿命,600TB写入后寿命仅下降了1%。

惊喜一:稳定而又强悍的读写性能

我们都知道,几乎所有采用了TLC、QLC NAND的消费级SSD,其最高写入性能需要仰仗SLC缓存,在短时间内它们可以提供很高的写入速度,并极大加速部分Benchmark的读测试,带来非常漂亮的分数结果。

PBlaze7 7A40作为企业级SSD,在数据读写时并不会使用SLC缓存,而是采取TLC直读直写的方式,最直观体现就是AIDA64 Linear Write测试中,持续73分55秒、40TB的写入量,7A40的写速度始终维持在9GB/s附近,这是目前任何消费级SSD都办不到的事情,即使是在企业级SSD中,也少见这样的性能。

而在长达10小时的FIO测试中,PBlaze7 7A40 7.68TB展现出了14.6GB/s的顺序读带宽以及11GB/s的顺序写带宽。另外还有超过3300K IOPS的4K随机读性能、1026K IOPS的4K随机写性能。

这是目前为止,我们测试过的唯一一块稳态下4K随机写入性能超过1000K IOPS的企业级SSD。

惊喜二:高能效比带来的超低运行温度

本次测试的另一个惊喜是温度表现比我们想象的要好很多。PBlaze7 7A40有着目前所有PCIe 5.0 SSD中领先的性能,而功耗相较于之前测试的7940又有所下降,特别是和国际品牌产品相比,优势明显。

我们特别进行的被动散热满载测试,在1个小时的高强度写入下,PBlaze7 7A40的最高温度也仅为65摄氏度,仍处在非常安全的范围。当然,我们并不建议大家这样使用,毕竟对大部分电子产品来说,运行温度还是低一些比较好,SSD也不例外。

惊喜三:来自国产品牌、国产硬件的旗舰SSD

可以说,PBlaze7 7A40几乎代表了当前PCIe 5.0 SSD的领先水准,而这样强悍的表现,来自咱们的国产品牌、国产硬件与固件,并足以证明,国产闪存存储产品不仅实现了对国外技术的追赶,甚至部分指标能够达到领先。

在此,也希望忆恒创源,以及更多国产企业级存储产品厂商都能再接再厉,不断应用国产技术,打造更加极致的国产产品,不光弯道超越,直线咱也不怕!

来源:快科技

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