Обзор 30-терабайтного NVMe SSD Kioxia CD8P-R с PCIe Gen5

Линейка SSD-накопителей Kioxia CD8 выходит далеко за пределы относительно небольших емкостей, которые мы находим во многих серверах. Сегодня у нас есть NVMe SSD этой серии с PCIe Gen5 емкостью 30.72 ТБ, то есть по плотности данных он превосходит современные жесткие диски. Может показаться, что в этом нет ничего особенного, но суперъемкий накопитель с PCIe Gen5 – это как раз то, что нужно заказчикам, которые хотят и высокую скорость, и большую емкость в одном устройстве. Давайте рассмотрим это диск более детально.

Внешний вид диска Kioxia CD8P-R 30.72TB

Диск Kioxia CD8P-R выглядит как обычный SSD этой фирмы. Когда мы его получили, то даже не сразу заметили, что он 30-терабайтный.

Сам диск имеет стандартный дизайн 2.5-дюймового SSD. Некоторые SSD дополнительно оснащены радиаторными пластинами, но здесь Kioxia их не добавила.

Вот наши коннекторы питания и данных.

Другая сторона диска:

Интересная особенность этого диска – некоторое понижение производительности в пользу большей емкости. Согласно спецификациям, в большинстве сценариев он быстрее 1.92-терабайтной версии, но медленнее 15.36-терабайтной. В целом семейство Kioxia CD8-R оптимизировано под целевые характеристики емкости и скорости чтения, а не под максимальную производительность каждого диска.

Спецификации серии Kioxia CD8P-R

Для емкости 30.72 ТБ ресурс перезаписи 1 DWPD (один диск в день) – это много, особенно если учесть, что на этих емких дисках с большей вероятностью будут хранить медиаконтент, а не просто мелкие файлы. Недавно мы делали статистический обзор SSD, эксплуатируемых в дата-центрах, и обнаружили, что фактическая перезапись большинства дисков, даже гораздо меньшей емкости, обычно не доходит даже до 0.5 DWPD. Поэтому для диска такой емкости, как этот, ресурс 1 DWPD можно считать щедрым бонусом.

Теперь у нас есть возможность сделать отдельный обзор этого 30-терабайтного SSD. Давайте посмотрим на результаты тестов.

Производительность Kioxia CD8P-R 30.72TB в базовых сценариях

Здесь мы просто запускаем ряд стандартных тестов, чтобы посмотреть, как будет вести себя диск под типовой нагрузкой. Результаты для удобства представлены в виде скриншотов окон тестовых утилит, так что вы сможете быстро сравнить их с результатами других дисков, которые у вас могут быть.

CrystalDiskMark 8.0.4 x64

CrystalDiskMark – базовый бенчмарк для накопителей, с которого обычно начинают тестирование в обзорах и который конечные пользователи часто используют для проверки работоспособности дисков. Сначала тест с меньшим объемом данных – 1 ГБ:

Теперь увеличим тестовый объем данных до 8 ГБ:

Если вы хотите непосредственно сопоставить оба результата, вот они:

Здесь стоит отметить две вещи. Во-первых, результаты диска Kioxia превосходят скорости, заявленные в спецификациях. Во-вторых, разница между результатами тестов с большим и меньшим объемом данных очень маленькая. У многих дисков большой емкости эта разница намного существеннее, но в данном случае этого не наблюдается.

ATTO Disk Benchmark

ATTO Disk Benchmark уже многие годы служит основным инструментом оценки производительности накопителей в сценариях с последовательной передачей данных. Я запускал ATTO с размером файла 256 МБ и 8 ГБ.

Результаты для 8 ГБ:

Сопоставление результатов:

Здесь, как и в случае многих других SSD для дата-центров с PCIe Gen5, результаты ATTO несколько ниже по сравнению с предыдущим бенчмарком.

AS SSD Benchmark

AS SSD – еще один хороший бенчмарк для SSD-накопителей. Мы обычно используем все три теста. Как и в других утилитах, я запускал стандартную и расширенную опции нагрузки – 1 ГБ и 10 ГБ.

Результаты для 10 ГБ:

Сопоставление результатов:

В части скорости чтения результаты AS SSD заметно ниже по сравнению с другими бенчмарками.

Теперь давайте посмотрим несколько бенчмарков в среде Linux.

Четыре основных показателя («четыре угла») производительности Kioxia CD8P-R 30.72TB

Сначала протестируем диск Kioxia на скорость последовательного чтения/ записи (результаты в МБ/с) и случайного чтения/ записи 4K-файлов (результаты в IOPS). Просим извинения за меньшую, чем обычно, выборку дисков. В следующем разделе вы увидите, с чем это связано. Основная причина в том, что мы перешли на мультиархитектурное тестирование, то есть тестируем эти диски более чем на 20 различных архитектурах процессоров, поддерживающих PCIe Gen4/ Gen5. Тем не менее, давайте посмотрим на производительность дисков.

Результаты случайного чтения/ записи 4-килобайтных файлов:

В целом, результаты довольно приличные, хотя виден разрыв в скорости между высокопроизводительными NVMe SSD PCIe Gen5 и «емкостным» диском CD8P-R.

Производительность Kioxia CD8P-R 30.72TB в приложениях

Во всех этих тестах мы по-прежнему используем процессор AMD EPYC.

Как вы сами можете видеть, влияние SSD на производительность может значительно варьироваться в зависимости от приложения. Давайте рассмотрим в отдельности каждый случай.

В NVIDIA T4 MobileNet V1 наблюдается очень слабое влияние накопителя на производительность ИИ, хотя оно все-таки есть. Причина в том, что производительность здесь лимитируется в основном видеокартой NVIDIA T4, и дисковый накопитель не становится узким местом. У нас есть еще карта NVIDIA L4, которую мы собираемся использовать в будущем с обновленной моделью. Здесь мы можем видеть некоторое преимущество более новых дисков, хотя оно невелико. Это часть общей картины. В большинстве обзоров накопителей основное внимание уделяется линейкам, и, возможно, последовательное удвоение пропускной способности при переходе от PCIe Gen3 к Gen4 и потом к Gen5 впечатляет, но во многих реальных сценариях нагрузка на систему зависит не только от накопителя.

Аналогично, тест Adobe Media Encoder включает в себя копирование видеофайла на диск, затем его перекодирование и последующее перемещение с диска на другой носитель. Здесь влияние накопителя на результат сильнее, потому что больше задействуются операции последовательного чтения/ записи, но основной фактор – это скорость кодирования. Ключевой вывод из этих тестов: если в вашем случае основным фактором, лимитирующим производительность, выступают вычислительные аппаратные компоненты, но сценарий нагрузки все-таки подразумевает обращение к дисковому накопителю, то SSD может повлиять на скорость выполнения задачи.

Виртуализация с использованием KVM (Kernel-based Virtual Machine) в еще большей мере опирается на производительность накопителя. Первый KVM-сценарий (Workload 1) в большей степени процессорозависим, чем Workload 2 или VM Boot Storm, но здесь тоже заметно влияние производительности диска, хотя оно и не так ярко выражено, как в двух других сценариях. Здесь мы проверяем, сколько виртуальных машин могут параллельно работать онлайн в течение времени, требующегося для выполнения работ в соответствии с условиями SLA (соглашения об уровне сервиса). Каждая виртуальная машина работает независимо от остальных. В этом сценарии скорость случайной записи несколько снижает итоговый результат нашего диска, но скорости последовательного чтения/ записи у него хорошие, скорость случайного чтения – приличная, поэтому в целом результат довольно высокий.

Переходя к сценариям для файлового сервера и сети дистрибуции контента (CDN) nginx, мы видим, что SSD Kioxia очень хорошо справляется с приоритизацией трафика (QoS) и демонстрирует солидную пропускную способность. На файловом сервере он идет впереди благодаря высоким скоростям последовательного чтения/ записи. В тесте Nginx CDN мы используем старый снапшот и шаблоны доступа с сайта STH, с отключенным DRAM-кэшированием, чтобы проиллюстрировать скорость передачи данных с дисковых накопителей. Вот так выглядит скорость дистрибуции:

Здесь мы получаем некоторое преимущество от PCIe Gen5, но вообще это тот случай, где вперед выходят диски с более быстрой памятью SCM (Storage Class Memory).

Теперь что касается нашего большого проекта: мы протестировали все эти диски на всех платформах, поддерживающих PCIe Gen5, которые смогли найти, и не только на x86.

Производительность Kioxia CD8P-R 30.72TB в зависимости от архитектуры процессора

В настоящее время, когда мы уже прочно вошли в эру PCIe Gen5, у нас есть ряд платформ на базе AMD, Intel и даже AmpereOne для тестирования накопителей, чтобы посмотреть, как влияет архитектура процессора на производительность диска. Это влияние не очень большое, но важное.

Для наглядного представления мы приводим ниже правый край диаграммы в увеличенном масштабе, где лучше видна разница результатов.

Здесь мы наблюдаем тенденцию, сходную с той, которую демонстрировали диски поколения PCIe Gen4, но для поколения Gen5 AMD проделала большую работу по ликвидации своего отставания в части производительности PCIe, и с процессорами AMD диск Kioxia показывает лучшие результаты, чем некоторые накопители Gen4.

Интересно, что не все контроллеры PCIe сделаны по одному образцу и различия могут проявляться даже в зависимости от платформы, на которой тестируется диск.

Заключение

В 2025 году Kioxia уже анонсировала NVMe SSD LC9 с PCIe Gen5 емкостью 122.88 ТБ. Если вас интересует только емкость, то на данный момент доступны SSD вдвое и еще вдвое большей емкости по сравнению с нашим сегодняшним образцом – 61.44 и 122.88 ТБ. В то же время за пределами больших ИИ-кластеров 15- и 30-терабайтные SSD становятся все более популярными. Диск Kioxia CD8P-R не относится к классу самых емких, но предлагает баланс между стоимостью, емкостью и ценой.

NVMe SSD Kioxia CD8P-R 30.72TB – также не самый быстрый накопитель, однако значительно превосходит жесткие диски по сочетанию плотности данных и производительности.