PCIe 5.0時代的存儲革新

隨著大模型訓(xùn)練、邊緣計算與超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展，存儲系統(tǒng)面臨性能、效率以及可靠性的多重挑戰(zhàn)。憶聯(lián)PCIe 5.0企業(yè)級固態(tài)硬盤（ESSD）UH812a/UH832a最新公布的卓越性能數(shù)據(jù)備受關(guān)注，其順序?qū)憣Ρ葒H友商高69%，隨機(jī)寫對比國際友商高52%，而順序讀和隨機(jī)讀數(shù)據(jù)則位列友商Top1。H3C UniServer G7是新華三集團(tuán)的全新系列計算服務(wù)器，廣泛應(yīng)用于虛擬化、AI計算、科學(xué)計算和數(shù)倉分析等計算場景。二者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合將會對存儲系統(tǒng)的性能帶來怎樣的飛躍？

本文將基于SPECstorage Solution 2020最新測試結(jié)果，深入剖析憶聯(lián)PCIe 5.0 ESSD基于H3C UniServer G7服務(wù)器的卓越性能，展示其在企業(yè)核心業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)中心混合負(fù)載及AI場景下的領(lǐng)先地位。

測試背景與環(huán)境測試標(biāo)準(zhǔn)

由國際標(biāo)準(zhǔn)性能評估組織（Standard Performance Evaluation Corporation）推出的SPECstorage Solution 2020是業(yè)界權(quán)威的面向存儲系統(tǒng)性能的測試標(biāo)準(zhǔn)，模擬多種真實的企業(yè)級存儲工作負(fù)載，用于全面、客觀地評估存儲系統(tǒng)在不同場景下的性能表現(xiàn)。通過該測試，企業(yè)用戶得以準(zhǔn)確衡量不同存儲解決方案可提供的最大可持續(xù)吞吐量，用于精準(zhǔn)匹配存儲系統(tǒng)與實際業(yè)務(wù)需求，避免性能瓶頸。

測試產(chǎn)品

本次測試采用了搭載憶聯(lián)UH832a的H3C UniServer R3900 G7以及H3C UniServer R3950 G7服務(wù)器。

H3C UniServer R3900 G7是基于英特爾新一代Birch Stream平臺的2U單路服務(wù)器，應(yīng)用于通用計算場景。H3C UniServer R3950 G7是基于AMD EPYC 9005系列處理器的企業(yè)級2U單路服務(wù)器，高效與 經(jīng)濟(jì) 性兼顧。憶聯(lián)UH832a則憑借其先進(jìn)的技術(shù)和卓越的品質(zhì)，為服務(wù)器提供高效的數(shù)據(jù)存儲支持。

測試關(guān)鍵結(jié)果1. AI圖像處理測試 并列榜首

該測試模擬AI TensorFlow圖像處理工作載荷，涉及大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（例如圖像、視頻）的高并發(fā)讀寫。典型應(yīng)用場景有人工智能訓(xùn)練/推理、計算機(jī)視覺任務(wù)等，需要高吞吐和高IOPS。

在本次測試中，搭載了UH832a的兩款H3C服務(wù)器，處理AI作業(yè)的總體響應(yīng)時間（ORT）分別為0.35毫秒與0.24毫秒，突破了搭載上一代PCIe 4.0 ESSD以及國內(nèi)友商Gen5 SSD的H3C UniServer R4900G6 Ultra服務(wù)器的數(shù)據(jù)（同為0.47毫秒），指標(biāo)分別提升34.29%和48.94%。

圖1 AI圖像處理測試結(jié)果比對（1）

其中，H3C UniServer R3950 G7配置6.4TB UH832a，其對AI作業(yè)的總體響應(yīng)時間與榜單上Super Micro Computer AS-1115CS-TNR服務(wù)器性能并列第一。該款服務(wù)器與H3C UniServer R3950 G7采用同款A(yù)MD EPYC 5th 9355P 處理器，搭載三星 PM1743 3.84TB SSD。測試中，二款產(chǎn)品均實現(xiàn)了對75個AI作業(yè)的處理，吞吐量均達(dá)到7337 MB/s，總體響應(yīng)時間均為0.24毫秒。

圖2 AI圖像處理測試結(jié)果比對（2）

該項測試結(jié)果表明，憶聯(lián)PCIe 5.0 ESSD與H3C UniServer G7服務(wù)器配合，可為AI工作載荷提供高性能算力與存力，響應(yīng)速度快，整體性能位列行業(yè)領(lǐng)先梯隊水平。

2. 電子設(shè)計自動化測試 標(biāo)桿性能

該測試模擬EDA（Electronic Design Automation）應(yīng)用程序的典型行為，程序包括用于設(shè)計半導(dǎo)體芯片的軟件工具和工作流程。其工作載荷特點是高并發(fā)和計算密集型進(jìn)程，極為考驗存儲性能。該測試中包含大量的小文件元數(shù)據(jù)操作和部分大文件順序讀寫，典型應(yīng)用為半導(dǎo)體設(shè)計、電子工程等需要低延遲元數(shù)據(jù)處理和高帶寬存儲的場景。

在本次測試中，搭載了UH832a的兩款H3C服務(wù)器，處理EDA混合工作負(fù)載的總體響應(yīng)時間分別為0.04毫秒與0.03毫秒，雙雙突破了搭載上一代PCIe 4.0 ESSD以及國內(nèi)友商Gen5 SSD的H3C UniServer R4900G6 Ultra服務(wù)器的數(shù)據(jù)（0.07毫秒和0.05毫秒）。即，憶聯(lián)UH832a對比上一代數(shù)據(jù)，總體響應(yīng)時間指標(biāo)最大提升57.14%，該成績同樣追平Super Micro Computer AS-1115CS-TNR服務(wù)器性能。

圖3 電子設(shè)計自動化測試結(jié)果比對

該項測試結(jié)果表明，憶聯(lián)PCIe 5.0 ESSD UH832a與上代產(chǎn)品相比，在處理海量小文件為特征的混合工作負(fù)載時，有著極為出色的性能表現(xiàn)，并發(fā)處理能力強(qiáng)，能夠同時處理多種類型的I/O操作，滿足復(fù)雜的企業(yè)級應(yīng)用需求，樹立行業(yè)標(biāo)桿。

3. 基因組管道測試 奪得桂冠

該測試對基因組工作流的整個處理管道進(jìn)行建模，重視大規(guī)模數(shù)據(jù)集的快速分析和檢索能力。該類工作常見于生物信息學(xué)、精準(zhǔn)醫(yī)療等需要高效處理海量基因數(shù)據(jù)的場景。

在本次測試中，搭載UH832a的H3C UniServer R3900 G7服務(wù)器，共完成250個基因組作業(yè)的處理，吞吐量高達(dá)21236 MB/s，總體響應(yīng)時間為0.07毫秒。這一成績突破了之前H3C UniServer R4900G6 Ultra服務(wù)器的數(shù)據(jù)（0.10毫秒），更進(jìn)一步刷新了該榜單的記錄。

圖4 基因組管道測試結(jié)果比對

該項測試結(jié)果展示了憶聯(lián)PCIe 5.0 ESSD在海量數(shù)據(jù)分析與處理場景下，可以表現(xiàn)出極高的性能以及超低時延，為實時數(shù)據(jù)處理提供強(qiáng)有力的支持。

4. 軟件構(gòu)建測試 再次突破

該測試模擬軟件開發(fā)環(huán)境中的構(gòu)建（build）操作，包含多種場景，例如Git代碼倉庫、CI/CD流水線（Jenkins）、編譯構(gòu)建（GCC、LLVM）等。此類工作負(fù)載具備元數(shù)據(jù)密集型的特點，通常涉及大量、頻繁的文件讀寫操作。

在本次測試中，UH832a與H3C UniServer R3900 G7服務(wù)器的組合，穩(wěn)定輸出2440 MB/s的吞吐量以及0.02毫秒的總體響應(yīng)時間。搭載上一代產(chǎn)品的R4900G6 Ultra總體響應(yīng)時間為0.03毫秒。可見，無論是PCIe 4.0還是PCIe 5.0 ESSD，在處理此類對隨機(jī)小文件IOPS要求極高的工作載荷時，均展現(xiàn)出卓越的吞吐量和低延遲性能，PCIe 5.0 ESSD的低延遲性能表現(xiàn)更優(yōu)。尤其在高并發(fā)訪問場景下，憶聯(lián)ESSD的穩(wěn)定性和高效性得到了充分驗證。

圖5 軟件構(gòu)建測試結(jié)果比對

5. 視頻數(shù)據(jù)采集測試 首發(fā)登頂

該測試模擬視頻數(shù)據(jù)采集（Video Data Acquisition，VDA）和處理的存儲負(fù)載，例如安防攝像頭、科學(xué)實驗數(shù)據(jù)采集、廣電影視制作拍攝或?qū)崟r流 媒體 處理等。這類場景要求存儲系統(tǒng)能夠處理高吞吐量、低延遲順序?qū)懭耄约伴L時間穩(wěn)定性能。

本次憶聯(lián)與H3C服務(wù)器為首次提交該測試的成績，搭載UH832a的兩款H3C服務(wù)器，各處理1000條視頻流，吞吐量數(shù)據(jù)接近（4605 MB/s及4608 MB/s），總體響應(yīng)時間分別為1.02毫秒與0.92毫秒。其中，搭載UH832a的H3C UniServer R3950 G7服務(wù)器成績，再次追平Super Micro Computer AS-1115CS-TNR服務(wù)器性能，同列榜首。

圖6 視頻數(shù)據(jù)采集測試結(jié)果比對

該項測試結(jié)果展示了憶聯(lián)UH832a對視頻處理、實時數(shù)據(jù)采集等業(yè)務(wù)的強(qiáng)有力支持。基于千條數(shù)據(jù)流的處理表明存儲系統(tǒng)在應(yīng)對多路視頻流時具備高吞吐能力，而較低的總體響應(yīng)時間則確保數(shù)據(jù)寫入的實時性，避免視頻丟幀或延遲。

性能亮點：PCIe 5.0技術(shù)釋放超凡效能

憶聯(lián)UH812a/UH832a采用憶聯(lián)高性能企業(yè)級控制器與最新PCIe 5.0高速接口，具備超高帶寬與超低時延。較上一代PCIe 4.0產(chǎn)品性能提升2倍以上，QD1時延改善43%。其關(guān)鍵優(yōu)勢包括：

?? 超高速帶寬 ：對比PCIe 4.0帶寬翻倍，支持單雙端口、NVMe2.0協(xié)議，強(qiáng)勁IO能力滿足AI訓(xùn)練和推理、實時分析等高吞吐場景需求，加速數(shù)據(jù)處理效率；

?? 超低延遲 ：面向復(fù)雜模擬程序、海量數(shù)據(jù)集處理，產(chǎn)品平均讀寫時延均低至微秒級，4K隨機(jī)讀QD1時延<55μs，為OLTP數(shù)據(jù)庫、虛擬化等時延敏感類數(shù)據(jù)密集型業(yè)務(wù)提供牢固支撐；

?? 全場景 高 適配 ：多樣化容量、形態(tài)組合，支持1.6TB至15.36TB多種容量、兼容U.2與E3.S形態(tài)，靈活適配中心云/邊緣云到超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心混合業(yè)務(wù)的存儲需求。

憑借PCIe 5.0性能優(yōu)勢，UH812a/UH832a可廣泛應(yīng)用各類主流智算場景，如：

?? AI與大數(shù)據(jù) ：構(gòu)建大規(guī)模存儲系統(tǒng)支撐千億參數(shù)大模型訓(xùn)練，高效處理PB級數(shù)據(jù)；

?? 云與邊緣計算 ：為混合云提供低時延存儲資源池，加速邊緣節(jié)點的實時決策進(jìn)程；

?? 金融 核心系統(tǒng) ：保障高頻交易與風(fēng)險分析場景下的亞毫秒級響應(yīng)，通過PCIe 5.0生態(tài)兼容性，進(jìn)一步降低架構(gòu)升級成本。

結(jié)語：以存儲創(chuàng)新驅(qū)動智算進(jìn)化

憶聯(lián)PCIe 5.0 ESSD基于技術(shù)突破，在H3C通用計算服務(wù)器上展示了優(yōu)異的性能，充分驗證了在企業(yè)級存儲領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。通過SPEC的權(quán)威測試驗證，憶聯(lián)ESSD進(jìn)一步展示了在高性能和高適配方面的卓越能力，重新定義了企業(yè)級存儲的性能標(biāo)桿。未來，憶聯(lián)將繼續(xù)致力于閃存技術(shù)創(chuàng)新，攜手生態(tài)伙伴，為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的存儲解決方案，助力企業(yè)輕松化解日益增長的數(shù)據(jù)存儲挑戰(zhàn)，充分釋放智算時代的數(shù)據(jù)價值！