A memória 3D QLC NAND tem densidade de armazenamento aparente e vantagens de custo por GB sobre 3D TLC NAND, mas seu desempenho e resistência não eram particularmente adequados para todos os tipos de aplicativos, principalmente no espaço do data center. Mas a Solidigm acredita que suas inovações de controlador e firmware tornarão seus SSDs D5-P5430 baseados em QLC sólidos concorrentes para aplicativos de datacenter mainstream e de leitura intensiva devido à sua combinação de capacidade, desempenho, consumo de energia e resistência de classe TLC.
Alta capacidade, resistência maciça
As unidades D5-P5430 da Solidigm contam com a plataforma compatível com NVMe 1.4c da empresa com uma interface PCIe 4.0 x4, bem como memória 3D QLC NAND de 192 camadas.
Quando se trata de desempenho, a Solidigm avalia as novas unidades para até 7.000/3.000 MB/s de velocidade de leitura/gravação sequencial, bem como até 971K/120K de leitura/gravação aleatória 4K IOPS, que está em linha ou mais lento do que seu direto predecessor (D5-P5316 da Intel/Solidigm lançado no final de 2021 que contava com 3D QLC NAND de 144 camadas) e que é substancialmente mais lento quando comparado ao desempenho de gravação de SSDs empresariais baseados em 3D TLC NAND. Por exemplo, os novos SSDs D5-P5430 apresentam velocidades de gravação significativamente mais baixas do que os SSDs 6500 ION da Micron.
Linha 0 – Célula 0 | Solidigm D5-P5430 | Solidigm D5-P5316 | Samsung PM9A3 | Micron 6500 ION |
Memória | 192L 3D QLC | 144L 3D QLC | 128L 3D TLC | 232L 3D TLC |
Capacidade máxima | 30,72 TB | 30,72 TB | 7,68 TB | 30,72 TB |
Leitura sequencial | 7000 MB/s | 7000 MB/s | 6900 MB/s | 6800 MB/s |
Gravação sequencial | 3000 MB/s | 3600 MB/s | 4100 MB/s | 5000 MB/s |
Leitura aleatória (4K, QD256/QD128) | 971K IOPS | 800.000 IOPS | 1,1 milhões de IOPS | 1 milhão de IOPS |
Gravação aleatória (4K, QD256/QD128) | 120K IOPS | ? | 200.000 IOPS | 200.000 IOPS |
70% de leitura aleatória/30% de gravação aleatória (4K, QD128) | ? | ? | ? | 400.000 IOPS |
DWPD (cargas de trabalho aleatórias) | 0,58 (? KB) | 0,41 (64 KB) | 1 | 0,3 (4 KB) |
PBW | 32 PBW | 22,93 PBW | 14 PBW | 16.4 PBW |
A família D5-P5430 da Solidigm consiste em unidades com pontos de capacidade de 3,84 TB, 7,68 TB, 15,36 TB e 30,72 TB que vêm em formatos de 2,5 polegadas/15 mm U.2, E3.S 7,5 mm e E1.S 9,5 mm fator. A oferta de unidades em diferentes formatos permite que a Solidigm atenda a uma ampla gama de aplicações e clientes.
A Solidigm posiciona seus SSDs D5-P5430 para cargas de trabalho de leitura intensiva e mainstream que consistem em 80% de leituras (de acordo com a própria análise da empresa), e o principal ponto de venda dessas unidades é que elas permitem altas densidades de armazenamento com custos 3D QLC NAND enquanto oferece desempenho de leitura e confiabilidade iguais ou superiores aos das unidades baseadas em 3D TLC NAND. Esse posicionamento é um pouco diferente do posicionamento do D5-P5316 equipado com 3D QLC, e é justificado porque a empresa conseguiu aumentar significativamente a resistência de seu novo drive 3D QLC.
A Solidigm diz que seus novos SSDs D5-P5430 podem reduzir o custo total de propriedade em até 27% para um sistema de armazenamento de objetos padrão devido a um aumento de 50% na densidade de armazenamento e uma redução de custo de energia de 18%. Além disso, em comparação com os ‘SSDs TLC de primeira linha’, a unidade mais recente da Solidigm promete fornecer até 14% mais gravações ao longo de sua vida útil.
Com base nos números publicados pela Solidigm, o D5-P5430 30,72 TB topo de linha pode suportar até 32 PBW (petabytes gravados) ao longo de sua vida útil, o que é maior em comparação com seu antecessor e ainda maior em comparação com o 6500 ION da Micron Unidade de 30,72 TB que usa memória 3D TLC NAND. A Solidigm não revela como conseguiu aumentar a resistência de seus drives, mas uma das maneiras de fazer isso é aumentar o superprovisionamento e implementar algoritmos inovadores para o controlador.
Há uma pegadinha
Há um problema na comparação dessas unidades baseadas em 3D QLC NAND e 3D TLC NAND. O 3D QLC NAND, que armazena quatro bits por célula, tem menor resistência e velocidades de gravação mais lentas em comparação com a memória 3D TLC, pois leva mais tempo para apagar e programar células, e as células se desgastam mais rapidamente. Para mitigar esses problemas, os SSDs 3D QLC orientados para datacenter de alta capacidade usam Flash Translation Layer (FTL, também conhecido como camada de indireção) com um tamanho de bloco grande (64 KB no caso do D5-P5316 em oposição aos blocos padrão de 4 KB usados pelos principais SSDs e HDDs) para minimizar o número de ciclos de programa/apagamento para preservar a longevidade da unidade, reduzir a quantidade de sobrecarga e aumentar a eficiência do gerenciamento de dados. No entanto, existem compensações associadas a tamanhos de bloco maiores.
Em primeiro lugar, os blocos de 64 KB podem levar a uma maior amplificação de gravação (quando o SSD grava mais dados na memória flash do que a quantidade de dados que o host está realmente tentando gravar), o que leva a um desgaste significativo dos SSDs.
Em segundo lugar, se os dados que estão sendo gravados ou modificados forem menores que o tamanho do bloco, o controlador SSD terá que lidar com blocos parcialmente preenchidos, o que leva a um uso menos eficiente do espaço de armazenamento, pois o espaço restante no bloco não pode ser usado para outros dados. Isso se torna um problema para aplicativos que usam cargas de pequenas gravações aleatórias ou precisam lidar com cargas de arquivos pequenos, e é por isso que a Solidigm posiciona seus SSDs 3D QLC para cargas de trabalho de leitura intensiva e ‘mainstream’.
Em terceiro lugar, um SSD com FTL de 64 KB pode experimentar mais variabilidade no desempenho se um aplicativo modificar com frequência pequenas quantidades de dados. Enquanto isso, se a carga de trabalho consistir principalmente em grandes gravações sequenciais, o SSD funcionará bem. Enquanto isso, apenas os principais provedores de serviços em nuvem tendem a oferecer suporte ao alinhamento de 64 KB, o que reduz bastante o mercado endereçável para unidades baseadas em QLC NAND 3D de datacenter.
A Solidigm não diz explicitamente que suas novas unidades D5-P5430 usam uma camada indireta de 64 KB, embora seu desempenho relativamente baixo possa indicar que esse é o caso. Se for esse o caso, as novas unidades poderão competir com sucesso contra o 6500 ION da Micron em datacenters operados por grandes hiperescaladores, mas em máquinas administradas por empresas menores que dependem de blocos de dados de 4 KB, seu desempenho real dependerá muito das cargas de trabalho exatas .
Disponibilidade
A Solidigm já despachou peças PRQ de seus SSDs D5-P5430 em fator de forma U.2 com capacidades de 3,84 TB, 7,68 TB e 15,36 TB, para que seus clientes possam solicitar mais peças agora. A qualificação de lançamento do produto para outros SKUs D5-P5430 está definida para o segundo semestre do ano.