Review – SSD Memblaze PBlaze7 7940 30.72TB Gen5 – O que já era rápido agora ficou muito maior!

Hoje, testaremos um SSD de Datacenter NVMe da Memblaze, do segmento topo de linha Gen5, modelo PBlaze7 7940, que é um dos SSDs que eles oferecem no formato U.2. Um agradecimento especial a equipe da Memblaze por ter nos enviado este SSD para teste.

Para aqueles que se recordam, este line-up de SSDs foi nosso primeiro review de SSDs Enterprise/Servidores. Na época, o SSD já era impressionante e rápido, contando com capacidades iam até 15.36TB. Não se contente com isso, a Memblaze duplicou sua capacidade máxima e agora este line-up tem uma nova SKU de 30.72TB.

Ele vem em um formato diferenciado chamado de U.2, que se aparenta com o antigo conector SATA de 2.5″, porém, com um barramento de 128Gbps, ou seja, 4 linhas PCIe 5.0, protocolo NVMe 2.0 e capacidades que variam desde 3.84TB até 30.72TB. Seu preço é cerca de U$3800 (unidade de 30.72TB), mas pode variar, mostrando ser um preço bem competitivo, pois nessa capacidade e por ser um SSD Gen5, seu preço poderia seria muito maior do que ele costuma ser encontrado.

Interessante mencionar que a Memblaze disponibiliza esse line-up no formato U.2 além do HHHL AIC, e nos formatos mais recentes EDSFF E1.S e E3.S.

O Pin-Out de ambos esses conectores são bem diferentes, com o SATA, são 2 conectores enquanto o U.2 usa apenas 1, isso sem mencionar que o conector SATA utiliza protocolo AHCI para se comunicar com o HOST, enquanto aqui, ele utiliza o protocolo NVMe 2.0 com barramento PCIe 5.0 x4.

Especificações do SSD

A seguir, informações um pouco mais detalhadas sobre o SSD que será testado (unidade de 30.72TB):

Softwares do SSD

A Memblaze não oferece uma suite de softwares de gerenciamento, porém, é totalmente possível realizar diagnósticos através de softwares de terceiros e update de firmware pode ser feito por linha de comando.

Unboxing

Como se trata de um SSD de datacenter, recebemos ele em um caixa bem discreta, não iremos ver caixas como de produtos do mercado consumidor, cheias de detalhes e artifícios em suas caixas.

Ele veio em uma embalagem de papelão e ao abrirmos a caixa nos deparamos com o SSD preso em um suporte de isopor para mantê-lo preso durante transporte.

Na parte frontal, vemos apenas uma etiqueta branca contendo o nome e modelo do SSD junto de informações como seu número de série e “part number”, enquanto na parte traseira, temos um design elegante todo na cor preta. Ainda em sua parte traseira, no canto direito superior, o formato mais arredondado que simboliza que há um capacitor eletrolítico dentro do SSD para prover o sistema de Power-Loss-Protection.

Já na lateral, ele possui um conector para Debuging que permite coleta de dados através da UART e JTAG.

Ao realizar a abertura do SSD, podemos observar na imagem abaixo que ele vem preso por 4 parafusos do tipo estrela, ou mais conhecidos como Torx T6.

Ao removermos os parafusos e a carcaça superior, nos deparamos com a qualidade de construção e atenção aos detalhes do SSD. Sua carcaça traseira tem uma chapa metálica que ajuda na dissipação de calor e o PCB traseiro inteiro vem coberto por thermalpads de 1mm.

Agora, observamos ambos os lados do PCB. Na imagem da esquerda vemos seu PCB traseiro repleto de componentes, tais como 5 módulos de DRAM Cache, 8 NAND Flashs e inúmeros circuito integrados que integram o VRM.

Ja na imagem da direita vemos a parte frontal do seu PCB, aonde localiza-se seu controlador, mais 5 módulos DRAM Cache, 8 NAND Flashs, um grande número de componentes do VRM e não podemos esquecer de seu imenso capacitor responsável pelo setor de Power Loss Protection.

Ele acompanha por padrão um volume de 14.5% alocado para over-provisioning, ou seja, dos 32768GB de armazenamento, temos 30720GB disponível para o usuário.

Controlador
O controlador do SSD é o responsável por fazer todo o gerenciamento de dados, over provisioning e garbage collection, dentre outras funções que ocorrem em segundo plano. E, é claro, isso faz com que o SSD tenha um bom desempenho.

SSDs de Datacenter não costumam utilizar os controladores que vemos em SSDs do mercado consumidor, portanto, não veremos aquele controlador Phison E26 que até o momento desta análise é o único controlador Gen 5.0 disponível para SSDs de uso civil. A Silicon Motion já possui também seu próprio controlador, o SM2508, porém, ainda não foi lançado nenhum produto com ele até o momento.

Mas deixando isto de lado, vemos que neste SSD, a Memblaze utiliza um controlador da fabricante Marvell, apelidado como Bravera SC5 MV-SS1333.

Por se tratar de um controlador de Datacenter, veremos certos features que não costumamos ver em todos os demais controladores de SSDs do mercado consumidor.

Este Line-up de controladores tem 2 variantes, a MV-SS1331 que oferece 8 canais de comunicação e o MV-SS1333 que possui 16 canais e é o usado neste SSD.

Este controlador possui uma arquitetura ARM 32-bit com 10-núcleos + 1-núcleo (decacore + Singlecore) de processamento, sendo que entre esses núcleos, temos Arm® Cortex®-R8 cores principais para oferecer o melhor desempenho no gerenciamento de NAND Flashs, acompanhando mais alguns núcleos Arm® Cortex®-M7 para prover uma certa flexibilidade a mais no quesito de eficiência. Vemos que estes núcleos M7 são os mesmos encontrados no controlador TenaFe TC2200 que encontramos no nosso review do Netac NV5000-T. Fora isso ele ainda acompanha um núcleo Arm® Cortex®-M3 com SRAM integrada para instruções e dados, além de motores criptográficos (AES, SHA, RSA, ECC), dentro de um limite seguro, é responsável por lidar com os padrões de segurança (TCG) para o controle de todas as unidades seguras e a gestão de chaves.

Ele também oferece suporte à DRAM Cache do tipo DDR4-3200 MT/s e LPDDR4-4266 MT/s com interface DDR de 72-bit (64-dados + 8 ECC).

Seus 16 canais de comunicação tem um barramento NV-DDR4 de 1600 MT/s (800 MHz) o que não chega a ser tão rápido como o controlador Phison E26, afinal este controlador Marvell já existe há mais tempo no mercado que o Phison. Porém, um dos principais diferenciais é que ele suporta a intercalação de até 8 Chip Enables por cada canal, permitindo que este controlador consiga se comunicar de forma direta com até 128 dies. Isso não é comum de se ver em controladores de SSDs do ramo consumidor.

A maioria de controladores do ramo de consumidor o segmento topo de linha como o Phison E18 e o Phison E26 costumam ter suporte até 32 dies (8 Canais e 4 C.E. por canal) enquanto esse da marvell já oferece 16-Canais e 8-C.E. / canal.

DRAM Cache ou H.M.B.
Todo SSD topo de linha que visa oferecer um alto desempenho consistente necessita de um buffer para poder armazenar suas tabelas de mapeamento (Flash Translation Layer ou Look-up table). Com isso, ele consegue ter desempenho aleatório melhor e ser mais responsivo.

SSDs de Datacenter também usam muito DRAM Cache para tabelas de mapeamento, porém, nem sempre temos aquele famoso padrão de 1:1000 que vemos em SSDs do mercado consumidor aonde costumamos ver 1GB de DRAM Cache por 1TB.

No seu PCB frontal, próximo ao seu controlador, é possível encontrar 5 módulos de DRAM Cache da fabricante norte-americana Micron modelo cujo código é o “D8CKD” que ao decodificarmos nos dá o part number “MT40A2G16TBB-062E:F“, que são módulos do tipo DDR4-3200 MT/s com 32Gb (4GB) de densidade cada, um total de 20GB de DRAM Cache apenas em seu PCB frontal, do outro lado temos mais 5 módulos desse, o que totaliza 40GB de DRAM Cache. Sim meus amigos, vocês leram corretamente, este SSD tem mais DRAM Cache do que a maioria dos computadores tem de memória RAM.

Entretanto, todo esse armazenamento não é alocado apenas para os metadados, alguns GBs podem ser alocados para atuarem como ECC para maior segurança e confiabilidade.

NAND Flash
Com relação a seus circuitos integrados de armazenamento, o SSD de 7.68TB possui 16 chips Nand flash marcadas como “NY267” que ao utilizar o decoder da fabricante vemos que as NANDs são “MT29F16T08EWLCHD6-T:C“. Tratam-se de Nands da Micron, modelos B58R sendo neste caso dies de 1Tb (128GB) contendo 232-Layers de dados e um total de 253 gates, gerando uma array efficiency de 91,7%, aonde das 253-Layers do SSD, 232 são alocadas para armazenamento o que gera esta eficiência.

Vemos que esses Dies B58R são do tipo eTLC, mas o que são eTLC e o que difere eles para os TLC tradicionais?

Temos que entender que as NAND Flashs tem uma certa durabilidade e cada fabricante classifica a durabilidade de cada Wafer de NAND Flash por categoria. Com a Micron nós temos 4 categoria principais. As FortisMax que são as encontradas neste SSD que são Dies com maior Endurance que as encontradas em SSDs de consumidores, porém mais caras por serem de Wafers mais seletos.

Temos as FortisFlash que são as mais famosas e utilizadas em SSDs de consumidores. Temos as MediaGrade que geralmente vemos essa categoria mais em Dies QLC, que tendem a ter uma durabilidade um pouco abaixo das FortisFlash.

E por último temos as SpecTek. Spectek é uma subsidiária da Micron cujo usa Chips de DRAM e NANDs que não passam às vezes por todos os testes de endurance e Q.C. da Micron, e são revendidas como SpecTek, são as mais baratas e tendem a ser as com menor durabilidade.

Todavia, estes próprios Dies da Spectek também possuem classificações no quesito de durabilidade e recomendação de utilização como vemos nessa imagem abaixo.

Neste SSD, cada NAND Flash possui 16 dies com 1Tb de densidade, totalizando 2TB por NAND, que ao todo se gera 32TB devido as 16 NANDs. E elas se comunicam com o controlador com seu barramento de 1600 MT/s, o que infelizmente é bem abaixo dos 2400 MT/s que elas são capazes de entregar.

Os SSDs de consumidor que trazem velocidades na faixa dos 10.000 MB/s de leitura e escrita sequencial também operam nessa faixa de desempenho, com as NANDs operando em 1600 MT/s. Isso ocorre não por limitação física, mas por preocupações de consumo elétrico e dissipação térmica em SSDs M.2, algo que em SSDs U.2 não ficamos tão limitados. Mas vale salientar que os SSDs M.2 de 12.000 MB/s já vem com essas NANDs à 2000 MT/s e essa nova leva de SSDs Gen 5 14.000 MB/s irão extrair todo potencial das NANDs em 2400 MT/s.

Cada um destes dies possuem 6 planes para que quando o controlador acesse cada die, possa aumentar o paralelismo e dessa forma, o desempenho. Importante destacar que isso foi um aumento significativo de desempenho em comparação aos demais modelos anteriores da própria Micron de 176-Layers.

PMIC (Power Delivery)

Assim como qualquer componente eletrônico que exerce algum trabalho, SSDs também possuem um nível de consumo de energia que pode variar desde poucos miliwatts  até próximo de 10 W, beirando o limite de alguns conectores ou slots. O circuito responsável por todo gerenciamento de energia é o PMIC, que significa “Power Management IC“, um chip responsável por prover alimentação para demais componentes. 

Vemos que o C.I. principal deste SSD é um PMIC da fabricante IDT (Integrated Devite Technology), modelo IDT P8330-5M2 que é uma subsidiária da Renesas. Podemos observar que este C.I. é um Single ou Multichannel SSD Power Management Solution

Conforme o diagrama de bloco, ele consegue trabalhar com até 6 step-down regulators com mosfets internos, sendo cada um com um nivel de corrente e tensões em cada canal. Ele é propriamente desenvolvido para trabalhar em SSDs, e ele também oferece os mais variados sistemas de proteção como, Overcurrent, overvoltage, Undervoltage, Undercurrent, Overtemperature dentre demais outras.

Power-Loss-Protection

Power Loss Protection em SSDs de Datacenter é fundamental para garantir a integridade dos dados durante falhas de energia. Usando capacitores ou armazenamento de energia temporário, ela permite a conclusão segura de operações em andamento, evitando corrupção de dados em ambientes críticos. Isso assegura alta disponibilidade e confiabilidade dos dados.

Esse SSD possui apenas um capacitor eletrolítico da fabricante Nichicon, que é uma das maiores e melhores fabricantes de capacitores do mercado. O modelo deste capacitor é o Nichicon UBY1V182MHL.

Esse capacitor consegue trabalhar com tensões de até 35V e tem capacitância de 1800?F, podendo funcionar em temperaturas maiores de 135ºC. Uma curiosidade interessante é que é o mesmo modelo empregado no SSD da Dapustor que testamos à um tempo atrás.

Para identificarmos o Hold-up Time de um SSD, que é o tempo que levaria para ele fazer a transferência dos metadados localizados na DRAM (Volátil) de volta para a NAND Flashs (Não-volátil). Para este cálculo utilizamos esta primeira fórmula à seguir:

Onde:

• E = Energia armazenada nos capacitores em Joulse (J)
• C = Capacitância dos capacitore em Farads (F)
• V² = Tensão dos capacitores

Então à partir desta equação podemos substituir os parâmetros que sabemos deixando a equação assim:

Etotal = [(1/2) x 1800(?F) x 35² (V)]

Etotal = 1.1025 Joules (J)

Agora que sabemos a quantidade de energia armanezada em todos os 18 capacitores podemos calcular o Hold-up Time utilizando esta equação:

Onde:

• T hold-up = Tempo em milisegundos que os capacitores conseguem prover alimentação para o processo de flushing
• Etotal = Total de energia armazenada nos capacitores
• P = Consumo elétrico do SSD

Baseado nestes parâmetros podemos substituir com nossos dados para gerar esta fórmula.

T = 1.1025 Joules / 19.94 W (Watts)

T = 0.05529 segundos

Ou seja, neste projeto, esses capacitores conseguem prover um grande tempo de hold up time, onde este tempo de é de aproximadamente 55 milisegundos, o que é considerável.

Lembrando apenas que isto não é um tempo preciso, é apenas um cálculo básico para ilustrar quanto tempo um SSD como este pode ter, na prática, o consumo do SSD não fica tão elevado como neste caso permitindo um Hold-up Time maior.

SSD Power States

Como sempre mencionamos em análises sobre consumo de energia, neste trecho veremos mais sobre os estados de alimentação deste SSD.

Este SSD acompanha 5 power states ativos principais, com seu PS 0 com consumo máximo de até 25W embora em nossa bateria de testes como vocês irão observar não tiveram um consumo elevado como isso

CURIOSIDADES SOBRE O SSD MEMBLAZE 7940

Da mesma forma que circuitos integrados de memória RAM em um pente de memória sofrem variação, o mesmo ocorre com SSDs, nos quais há casos de mudanças de componentes como controlador e NAND flashs.

Até o momento da análise este line-up não tem variantes de hardware.

BANCADA DE TESTES
– Sistema Operacional: Windows Server 2022 64-bit (Build: 22H2)
– CPU: Intel Core i7-13700K (8C/8T) – All Core 5.7GHz – (Hyper-threading e E-cores desabilitados)
– RAM: 2 × 16 GB DDR4-3200MHz CL-16 Netac (w/ XMP)
– Placa Mãe: MSI PRO Z790-P WIFI DDR4 (Bios Rev: 7E06v18)
– GPU: Raptor Lake UHD Graphics 770
– SSD (OS): SSD IronWolf 125 1TB (Firmware: SU3SC011)
– SSD DUT: SSD Memblaze PBlaze7 7940 30.72TB (Firmware: 703MB070)
– Intel Z790 Chipset driver: 10.1.19376.8374.
– Quarch PPM QTL1999 – Medir consumo elétrico.

ONDE COMPRAR

Infelizmente não conseguimos encontrar um link de compra desse produto para repassar para vocês.

ADAPTADORES
Por se tratar de um SSD com interface U.2 sistemas como PCs de consumidores não tem interface para conectá-los, portanto, temos de usar um adaptador de U.2 para PCIe. No caso, vamos usar um adaptador PCIe 5.0 x4 NVMe.

O único problema é encontrar adaptadores como este para SSDs tão rápidos como estes testados, pois os U.2 para PCIe 3.0 são relativamente acessíveis, sendo encontrados na faixa dos R$200~R$300. Agora este Gen 5.0 custa mais de U$700 sem contar o SSD, apenas o adaptador sozinho.

METODOLOGIA DE TESTES

Por ser um SSD voltado a servidores, não faz sentido testarmos em Benchmark voltados ao mercado consumidor, e por isso vamos utilizar nossa Suite de testes para SSDs de Datacenter/Enterprise.
– É Realizado multiplas vezes o processo de Secure Erase durante cada término de Benchmark
– Para preparar o SSD é escrito no mínimo 2x a capacidade do disco de forma sequencial antes de realizar o Logging
– É realizado Pre-condition do SSD em Queue-Depth Elevado com Workload específico de cada benchmark antes de realizar o Logging
– Após o Disco estar pronto, realizamos a gravação de dados durante 5 minutos para monitoramente do desempenho
– Software Utilizado: IOmeter 1.1

IOmeter – Sequencial e Aleatório

Sequencial: Blocos 128 KiB 256 Queues 1 Thread

Aleatórios: Blocos 4 KiB 32 Queue 1Threads (100% Alinhado – Escrita / Leitura)

Antes de medirmos suas velocidades o SSD precisa ser “preparado” ou precondicionado, como chamamos em inglês preconditioning, para que o desempenho que ele ofereça seja o desempenho constante, pois SSD possui 3 estados, Fresh-out-of-Box (FOB), o estado de transição (Transitioning) e o Steady State.

F.O.B. representa o estado assim que o SSD começa a ser testado em algum workload, transição como o nome já é alto explicativo é o estado de mudança até chegar no Steady State. E Steady State é o estado de desempenho contínuo aonde o desempenho do SSD não será alterado no workload ele permaneceria neste estado continuamente.

Uma analogia simples de entender estes 3 estados seria esta: Imgaine que você fosse um corredor de maratona e no início da corrida você dá o melhor de si alcançando sua velocidade máxima, só que é fisicamente impossível manter esta velocidade durante todo o percurso, digamos que neste momento de pico você consiga atingir uma média de 15 km/h. Manter esse ritmo durante todo trajeto é impossível, portanto, no decorrer do trajeto você começa a perder velocidade.

Este momento em que sua velocidade começa a oscilar seria o estado de Transitioning, mas logo apos você começar a se estabilizar começaria a correr em uma velocidade que seria mantida até o fim da corrida, esta seria a Steady State.

Começando com um teste de escrita sequencial usando blocos de 128 KiB, podemos perceber que no decorrer do teste, sua velocidade é bem constante, pois como mencionado, este tipo de SSDs não apresenta SLC Cache e suas latências também mostraram bons resultados mesmo neste caso.

Testando agora suas velocidades sequenciais em múltiplas Queue depths, observamos que em sua escrita, em QD8 ele já consegue saturar seu barramento máximo.

Em suas latências, ele apresenta latências levemente maiores que sua versão menor de 7.68TB.

Em sua leitura, o SSD precisou alcançar QD64 para atingir sua velocidade máxima de leitura, com latências um pouco maiores novamente que a versão menor de 7.68TB

Benchmark: 4 KiB Random

Vamos agora realizar o preconditioning do SSD para realizar os Benchmarks em 4 KiB.

Podemos observar que o SSD começa gravando a cerca de 720 mil IOPS no seu estado de FOB, porém, logo em seguida, cai drasticamente e depois volta a subir até se estabilizar depois dos 5000 segundos. Este período é o período de transição e em seguida, até o fim do benchmark é o Steady State. Ali ele conseguiu estabilizar um pouco acima dos especificado, ficando na faixa dos 420 mil IOPS.

Este é o mesmo comportamento de suas latências, levando o mesmo tempo para chegar em seu estado de Steady State

Após realizarmos o preconditioning, partimos para o teste de escrita.

O SSD de 30TB acaba tendo um desempenho extremamente próximo do Memblaze de 7.68TB, porém, em QD maiores, ele acaba ficando levemente inferior ao Dapustor, isto em sua largura de banda, em latências, o Memblaze de 30TB ainda possui latências menores que o Dapustor.

Como nossos benchmarks vão apenas até QD256, não é suficiente para atingirmos as velocidades máximas estipuladas pelos fabricantes, entretanto observamos que ele ainda fica próximo do 7.68TB chegando em quase 2 milhões de IOPS em QD256, só que quando testamos em QD512, o SSD chega de fato em 2.8 milhões.

Benchmark: 4 KiB 70% Leitura 30% Escrita

Uma das métricas mais utilizadas em benchmarks de SSDs que representa múltiplos usos em inúmeros servers e datacenters. Neste benchmark vamos rodar o teste por mais de 16.000 segundos para ver como o SSD se comporta.

Notamos que o SSD começa bem com mais de 1.600 milhões IOPs, mas logo em seguida cai e vai se estabilizando até chegar em Steady State na faixa de 1.1 milhões IOPS após 5000 segundos, que é um valor altíssimo.

Aqui já observamos algo bem curioso, pois o SSD consegue ultrapassar até mesmo a unidade de 7.68TB, que em teoria deveria ter um desempenho maior, outro excelente ponto positivo para este drive da Memblaze.

Escrita e Leitura Aleatória 8 KiB

Neste trecho do benchmark vamos utilizar como parâmetros blocos de 8 KiB que são bem utilizados em ambientes virtualizados e em cenários OLTP (On-Line Transaction Processing), muito comuns em operações bancárias, compras etc.

Durante os 16.000 segundos de plotagem, o SSD tanto em sua latência quanto sua largura de banda (IOPS) atingem o ponto de steady state próximo dos 4.000, aonde ele se estabiliza bem rápido e logo em seguida, o SSD mantém um desempenho médio de mais de 220K IOPs, enquanto sua latência se estabiliza abaixo dos 1150µs ou 1.15ms.

Neste teste de escrita, o SSD de 30TB fica muito próximo do de 7.68TB da própria Memblaze, algo bem curioso, provando novamente que SSDs de alta densidade podem de fato ter um excelente desempenho.

Esse comportamento é observado tanto em sua leitura quanto em sua escrita aleatória.

Benchmark: OLTP Server Workload

Neste trecho do benchmark vamos replicar uma carga de trabalho típica encontrados em servidores que realizam transações bancárias ou outros ambientes de compras on-line que realizam transações e HFT (High Frequency Trading) que trata-se de uma estratégia de negociação financeira que envolve a compra e venda de ativos financeiros, como ações, títulos, moedas e commodities, em alta velocidade e com grande volume de operações.

Ao realizarmos o preconditioning do SSD podemos ver que ele se estabiliza (Steady State) após aproximadamente 4500 segundos decorridos do benchmark, onde sua largura de banda se estabiliza na faixa acima dos 560K IOPS enquanto sua latência se estabiliza próximo dos 450µs.

Neste cenário o mesmo se repete, com outro empate técnico entre os 2 SSDs Memblaze 7940 na liderança do comparativo.

Benchmark: Web Server Workload

Neste teste, foi simulado uma carga típica encontrada em “servidores web” que costumam trabalhar bastante com diferentes tamanhos de arquivos e blocos, variando desde 512 bytes até 512KB. Além disto, foi testado também diversas formas de acessos como Leitura e Escrita, e um misto entre os 2 em diferentes porcentagens.

Neste cenário, ele leva aproximadamente cerca de 4000 segundos para atingir o Steady state, com suas latências se estabilizando na faixa dos 2.5ms e sua largura de baixa na faixa dos 110K IOPs.

Neste tipo de workload, observamos que ele teve o mesmo comportamento de outros benchmarks embora a diferença aqui tenha sido um pouco maior em QD grande como 256 ou maiores aonde o SSD de 7.68TB acaba tendo uma vantagem um pouco maior.

Benchmark: Servidor de Email Workload

Neste trecho da análise, vamos utilizar como base um carga de trabalho típico encontrado em servidores de email cujo tradicionalmente é conhecida por trabalhar com blocos de tamanho 8 KiB com distribuição de 50% / 50% (Leitura/Escrita Aleatória). E também é considerado um cenário mais exigente para escrita no dispositivo.

Podemos constatar que durante esta preparação o SSD levou aproximadamente um pouco mais de 4000 segundos para atingir o Steady State, aonde ele conseguiu ter um desempenho constante na faixa de 420K IOPs com latências próximas de 600µs.

Aqui observamos que em apenas em QD maiores que 64 que o SSD 30TB fica levemetne atrás do de 7.68TB da própria memblaze.

Benchmark: fSync de Escrita

O desempenho de escrita fSync avalia a capacidade de uma unidade de garantir que os dados foram totalmente gravados no disco em cada operação. Aplicações críticas, como bancos de dados e sistemas de alta disponibilidade, dependem do comando fsync() para assegurar a integridade dos dados ao forçar a gravação imediata das informações pendentes.

Ao contrário dos SSDs de consumo, que alcançam altas taxas de IOPS em condições menos exigentes, SSDs empresariais são rigorosamente testados para manter um desempenho consistente de fSync. Essa característica é essencial para garantir a persistência e a estabilidade dos dados em aplicações que demandam alta confiabilidade.

Vemos também uma leve melhoria no desempenho deste SSD de 30TB em comparação ao de 7.68TB da própria Memblaze.

IMAGE CLASSIFICATION MODELS – A.I. / MACHINE LEARNING

Este benchmark foi projetado para medir o tempo de carregamento de modelos pesados de classificação de imagens, analisando duas etapas principais: a transferência do modelo do SSD para a memória do CPU e a transferência subsequente para a memória da GPU. Cada modelo é carregado 20 vezes para calcular uma média e o desvio padrão dos tempos, garantindo uma avaliação precisa e consistente.

O propósito deste teste é comparar a eficiência de carregamento entre diferentes arquiteturas de modelos, o que é particularmente relevante para casos em que o tempo de inicialização do modelo impacta a performance de aplicações em ambientes de produção, como sistemas de inferência em tempo real ou ambientes com recursos limitados. Através desses resultados, é possível identificar modelos que oferecem um bom equilíbrio entre performance e tempo de carregamento.

Nestes modelos de classificação de imagem, a diferença entre os SSDs é bem pequena por se tratarem de modelos pequenos, hoje em dia, ouve-se muito sobre as LLM‘s (Large Language Models) que são muito utilizadas em modelos como ChatGPT, Gemini e costumam possuir bilhões e bilhões de parâmetros. Mas em testes como esses talvez possa haver uma diferença.

TESTE DE TEMPERATURA
Neste trecho da análise, observaremos a temperatura do SSD durante um teste de stress, onde o SSD recebe arquivos de forma contínua, para podermos saber se houve algum thermal throtling com seus componentes internos que pudessem gerar algum gargalo ou perda de performance.

Como visto acima, embora o SSD tenha 2 Temperature Targets de 77ºC e 85ºC ele ficou bem próximo à essas temperaturas, até o momento que seu controlador alcançou seu limite térmico máximo, atingindo 90ºC e começando seu thermal throttling aonde sua velocidade caiu dos 10GB/s para os 7.2 GB/s

E como observamos no vídeo acima que é uma time-lapse durante o benchmark, é possível notar que o exterior de sua carcaça que atua como dissipador chegou a uma temperatura máxima aproximada de 62ºC o que é bem aceitável mas já não é possível manuseá-lo nesta temperatura.

CONSUMO ELÉTRICO E EFICIÊNCIA

SSDs da mesma forma que diversos outros componentes do nosso sistema tem um determinado consumo elétrico. Os mais eficientes conseguem realizar tarefas que foram requisitadas de forma rápida e com um consumo relativamente baixo, para que assim consiga transitar novamente para seus power states em idle aonde tende a ter um consumo menor.

Neste trecho da análise utilizaremos o Quarch Programmable Power Module que a Quarch Solutions nos enviou (foto acima) para realizar estes testes e verificar o quão eficiente o SSD é. Nesta metodologia serão realizados 3 testes: O consumo máximo que o SSD possui, uma média em cenários práticos e casuais e em idle.

Curiosamente, embora este SSD tenha 4 vezes um tamanho menor que o Memblaze anterior de 7.68TB, ele teve um consumo em pico menor que o de 7.68TB, cujo provavelmente deve ter sido em conta de seu desempenho levemente superior.

Quando realizamos nosso teste de preenchimento do SSD, começando com sua escrita, foi possível notar uma média de 18.6W neste benchmark, o que para um SSD desta densidade e velocidade, é um resultado incrível.

Já agora no teste de leitura, ele teve um consumo médio foi de 8.05W sendo mais eficiente que os demais SSDs do comparativo sem ser o de 7.68TB.

Por último e mais importante, teste em Idle, sendo o cenário em que a esmagadora maioria dos SSDs se encontram no uso do dia a dia ou cotidiano. Aqui sim sua capacidade mais elevada realmente é notada, com seu consumo em idle sendo de mais de 1W superior ao da unidade de 7.68TB, mas ainda sim, resultados aceitáveis.

Na sua eficiência de escrita, ele acaba se saindo em primeiro lugar, devido ao fato de que seu consumo elétrico durante os benchmark de escrita ter sido levemente inferior à unidade de 7.68TB.

Já agora em sua leitura, já foi ao contrário, embora o consumo de ambos terem sidos relativamente próximos, foi suficiente para que o de 7.68TB tomasse a liderença.

Conclusão

Levando tudo isso em conta, realmente será que vale a pena investir neste SSD?

Como destacamos ao longo da análise, este produto é impressionante em diversos aspectos. Além disso, o nicho de SSDs Gen5 com alta capacidade ainda conta com pouquíssimos concorrentes diretos.

Embora já existam modelos com 61.44?TB e até mesmo 122.88?TB disponíveis no mercado, a maioria utiliza barramento PCIe 4.0 e memória QLC — que entrega menor desempenho e durabilidade. Já este modelo, com memória TLC e interface PCIe 5.0, é capaz de atingir velocidades de até 14?GB/s, posicionando-se em outro patamar.

O preço também surpreende positivamente: US$ 3.600 por um SSD com essa capacidade e performance é bastante agressivo, especialmente considerando que estamos falando de um modelo Gen5 — categoria que, normalmente, tem preços ainda mais elevados.

VANTAGENS

• Excelentes velocidades sequenciais, ultrapassando os 14.000 MB/s
• Velocidade aleatórias podendo em alguns cenários dependendo do workload ultrapassar 2.18 milhões de IOPs
• Excelentes latências dependendo da Workload
• SSD se destaca bem em cenários de Datacenter de QD mais elevados
• Ótima construção interna com um ótimo controlador e excelente NAND Flashs
• Nìvel de durabilidade na média de outros produtos basesados nessas NAND Flashs
• Oferece diversos formatos para servidores, desde como U.2, AIC HHHL entre E1.S e E3.S
• Oferece suporte à criptografia AES-256 bits além de outros features empresariais
• Consumo elétrico em Idle razoável para um SSD deste calibre
• Preço competitivo
• SSD com uma excelente eficiência energética

DESVANTAGENS

• Não oferece um software para gerenciamento do SSD
• Sofre thermal throttling em cargas intensas ou prolongadas
• Garantia de 5 anos mas só na China (ainda não chegou no Brasil)