Die Schwierigkeit, im E3.S-Formfaktor höhere Dichten zu erzielen, liegt in einigen wichtigen Herausforderungen:

• Physische Platzbeschränkungen: Der E3.S-Formfaktor ist im Vergleich zu herkömmlichen 2,5-Zoll-Laufwerken für eine bessere Luftzirkulation und Wärmeableitung optimiert. Der Innenraum für E3.S ist begrenzt. Dies macht es schwierig, mehr NAND-Flash-Pakete und die notwendige Steuerelektronik unterzubringen, ohne die Wärmeableitung oder Leistung zu beeinträchtigen.
• Wärmemanagement: Hochdichte SSDs erzeugen mehr Wärme, was die Wärmeableitung in einem kompakten Formfaktor erschwert. Eine effektive Wärmeableitung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Leistung und die Vermeidung von Drosselung, daher ist die Balance zwischen Dichte und Wärmelösungen eine erhebliche Herausforderung.
• Stromverbrauch: Mit zunehmender Kapazität können auch die Stromanforderungen steigen. Die Entwicklung eines E3.S-Laufwerks, das eine hohe Kapazität unterstützt und gleichzeitig innerhalb akzeptabler Strom- und Kühlgrenzen für Rechenzentrum-Racks bleibt, kann kompliziert sein.

Während das E3.S-Laufwerk durch seine Kapazität und sein schlankes Gehäuse hervorsticht, bietet Micron ein E1.L- und ein U.2-Laufwerk an. Diese Formfaktoren erweitern Microns adressierbaren Markt erheblich und bedienen traditionellere Enterprise-Server mit U.2-Steckplätzen und Hyperscaler mit E1.L. Alle Laufwerke verfügen über ein vertikal integriertes Design mit Micron DRAM, NAND, Controller und eigener Firmware-Stack.

Spezifikationen der Micron 6550 ION SSD

Validierung der synthetischen Leistung der Micron 6550 ION

Mit der Micron 6550 ION im StorageReview Lab haben wir die U.2-Version des Laufwerks auf einer Dell PowerEdge R760 Testplattform getestet. Micron hat Zahlen angegeben, die sie in ihrem Labor gemessen haben und die wir in unseren Tests validieren konnten, zusammen mit der QLC-basierten Solidigm P5336 61,44 TB SSD, der einzigen weit verbreiteten SSD, die in dieser Kapazität erhältlich ist.

Neben der Leistungsvalidierung, die wir für die Micron 6550 ION durchgeführt haben, haben wir die Leistungszustände getestet, um den Stromverbrauch der Micron 6550 ION zu begrenzen. Während alle NVMe-Geräte uneingeschränkt betrieben werden können (mit einem Stromverbrauch von bis zu 25 W), unterstützen NVMe-SSDs die Reduzierung des Spitzenverbrauchs, um Strom zu sparen. Die Reduzierung des Stromverbrauchs kann die Leistung einiger Laufwerke erheblich beeinträchtigen, aber die Micron 6550 ION ist für einen geringeren Stromverbrauch optimiert und bietet Rechenzentrumsleistung in einem kleineren Leistungsbereich.

Bevor wir mit unseren Leistungstests begannen, versetzten wir die Micron 6550 ION in den PS1-Modus und ließen die Solidigm P5335 im PS0-Modus oder uneingeschränkt. Die Micron 6550 ION unterstützt acht Leistungszustände (PS0 bis PS7), die von maximal 25 W bis zu nur 10 W am unteren Ende reichen. PS1 setzt den maximalen Stromverbrauch dieser SSD auf 20 W. Zum Vergleich: Die Solidigm P5336 unterstützt drei Leistungszustände (PS0 bis PS2), die in Schritten von 5-10 W von 25 W bis 10 W reichen.

Jede SSD wurde für diesen Leistungsvergleich einem 128K-sequentiellen Vorab-Workload unterzogen, bei dem die Laufwerke zweimal gefüllt wurden. Nach Abschluss der Vorab-Tests wurden die Laufwerke auf 128K-sequenzielle Lese- und Schreibleistung im vorab getesteten Zustand geprüft. Der Workload wurde dann auf eine 16K-Random-Vorab-Prüfung für zwei Laufwerksfüllungen umgestellt, und die verbleibenden 16K-Lese- und Schreibtests wurden abgeschlossen.

Die Micron 6550 ION in unserem Labor entsprach den angegebenen Leistungswerten der Micron 6550 ION und übertraf in einigen Fällen die Spezifikationen von Micron.

In unserem 16K-Random-Read-Workload erreichte die Micron 6550 ION 11,6 GB/s im Vergleich zu 7,4 GB/s von der Solidigm P5536. Im Steady-State im 16K-Random-Write-Workload konnte die Micron 6550 ION 1,4 GB/s liefern, über 850 MB/s von der P5336. Bei dem 128K-sequentiellen Leseworkload maß die Micron 6550 ION 12,7 GB/s im Vergleich zu 7,5 GB/s von der Solidigm P5336. Beim Wechsel zu 128K-sequentiellen Schreibvorgängen maß die Micron 6550 ION 8,2 GB/s gegenüber 3,2 GB/s von der Solidigm P5336.

Im Vergleich zur Solidigm P5336 stellten wir viele Bereiche fest, in denen die neuere Gen5-Schnittstelle der Micron 6550 ION die Gen4-Schnittstelle der P5336 übertraf, was zu erwarten war. Der Unterschied zwischen Gen4- und Gen5-Laufwerken liegt darin, wie viel Bandbreite jedes Laufwerk über die Leitung übertragen kann. Die Gen4 PCIe-Schnittstelle mit vier Lanes ist in der Lage, etwa 7 GB/s zu übertragen, während die neuere Gen5 PCI-Schnittstelle dies mit 14 GB/s verdoppelt. Microns Verwendung von TLC NAND verschafft ihm einen weiteren Designvorteil gegenüber QLC-basierten Konkurrenten.

Leistung der Micron 6550 ION bei KI-Workloads

KI-Workloads stellen Administratoren vor die Herausforderung, leistungsstarke Server und eine überlegene Energieeffizienz zu verlangen. Micron positionierte die 6550 ION gegenüber der Solidigm P5336, um ihre Fähigkeiten anhand von vier verschiedenen Workloads zu demonstrieren: NVIDIA(R) Magnum IO(TM), Unet3D-Training und -Erfassung sowie KI-Modell-Checkpointing.Die GPUDirect Storage (GDS)-Tests ermöglichen die direkte Datenübertragung zwischen Speicher und GPUs, indem der CPU-Speicher umgangen und der Overhead und die Latenz der Datenbewegung reduziert werden.

Schlussfolgerung

Der Übergang zu Gen5 Enterprise-SSDs hat Serverdesignern mehr Flexibilität als je zuvor bei Speicherlösungen geboten. Der E3.S-Formfaktor hat neue Möglichkeiten für extreme Laufwerksdichte eröffnet: Standard-1U-Server können 20 E3.S-SSDs aufnehmen, im Gegensatz zu den 8-10 U.2-Laufwerken, die sie typischerweise unterstützen. 2U-Server profitieren von ähnlichen Vorteilen und können bis zu 32 (oder mehr) E3.S-SSDs aufnehmen, verglichen mit 24 in einer U.2-Konfiguration. Bemerkenswert ist, dass einige Serveranbieter – darunter Dell Technologies – E3.S als ihre einzige Option für Gen5-Speicher übernommen haben, was die Erweiterung des E3.S-SSD-Ökosystems entscheidend macht.

 

 

In unseren ersten Leistungstests haben wir die von Micron für die 6550 ION gemachten Leistungsangaben überprüft. Ein wichtiges Highlight der Markteinführung der 6550 ION ist ihr Verhältnis von Leistung zu Stromverbrauch. Wir haben die Micron 6550 ION auf PS1 (maximal 20 W) beschränkt und sie mit 16K-Random- und 128K-sequentiellen Workloads getestet und sie gegen die Solidigm P5336 antreten lassen, um ihre relative Leistung zu beurteilen. Im 128K-sequentiellen Lesetest haben wir 12,7 GB/s auf der 6550 ION im Vergleich zu 7,5 GB/s auf der Solidigm P5336 gemessen. Der TLC NAND im Micron-Laufwerk bietet auch erhebliche Vorteile bei der Schreibleistung, die wir in unserem 16K-Random-Write-Workload beobachtet haben: Die Micron 6550 ION erreichte 84,5k IOPS, während die P5336 nur 51,9k IOPS erreichte.

 

Für diesen Test haben wir die Micron 6550 ION mit der einzigen 61,44 TB SSD verglichen, die derzeit weit verbreitet ist – der Solidigm P5336. Dies ist kein direkter Vergleich, aber genau darum geht es. Microns Ingenieurteam hat es geschafft, eine beeindruckende Menge NAND in ein 7,5 mm Laufwerksgehäuse zu packen, und das alles unter Berücksichtigung von Energieeffizienz, Leistung und Kosteneffektivität. Diese frühe Leistungsvorschau lässt uns gespannt darauf sein, mehr Zeit mit dem Testen dieser Laufwerke zu verbringen, um ein klareres Verständnis ihrer Leistung in verschiedenen Anwendungen zu gewinnen.

 

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