PCIe 5.0時(shí)代的存儲(chǔ)革新
隨著大模型訓(xùn)練、邊緣計(jì)算與超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展，存儲(chǔ)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(jí)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?duì)比國(guó)際友商高69%，隨機(jī)寫對(duì)比國(guó)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(jì)算服務(wù)器，廣泛應(yīng)用于虛擬化、AI計(jì)算、科學(xué)計(jì)算和數(shù)倉(cāng)分析等計(jì)算場(chǎng)景。二者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合將會(huì)對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能帶來(lái)怎樣的飛躍？
本文將基于SPECstorage Solution 2020最新測(cè)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(chǎng)景下的領(lǐng)先地位。
測(cè)試背景與環(huán)境 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)性能評(píng)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(chǔ)系統(tǒng)性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，模擬多種真實(shí)的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)工作負(fù)載，用于全面、客觀地評(píng)估存儲(chǔ)系統(tǒng)在不同場(chǎng)景下的性能表現(xiàn)。通過(guò)該測(cè)試，企業(yè)用戶得以準(zhǔn)確衡量不同存儲(chǔ)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(chǔ)系統(tǒng)與實(shí)際業(yè)務(wù)需求，避免性能瓶頸。
測(cè)試產(chǎn)品
本次測(cè)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(tái)的2U單路服務(wù)器，應(yīng)用于通用計(jì)算場(chǎng)景。H3C UniServer R3950 G7是基于AMD EPYC 9005系列處理器的企業(yè)級(jí)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(chǔ)支持。
測(cè)試關(guān)鍵結(jié)果 1. AI圖像處理測(cè)試 并列榜首
該測(cè)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(chǎng)景有人工智能訓(xùn)練/推理、計(jì)算機(jī)視覺任務(wù)等，需要高吞吐和高IOPS。
在本次測(cè)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(shí)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(guó)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(cè)試結(jié)果比對(duì)（1）
其中，H3C UniServer R3950 G7配置6.4TB UH832a，其對(duì)AI作業(yè)的總體響應(yīng)時(shí)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(cè)試中，二款產(chǎn)品均實(shí)現(xiàn)了對(duì)75個(gè)AI作業(yè)的處理，吞吐量均達(dá)到7337 MB/s，總體響應(yīng)時(shí)間均為0.24毫秒。
圖2 AI圖像處理測(cè)試結(jié)果比對(duì)（2）
該項(xiàng)測(cè)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(duì)水平。
2. 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化測(cè)試 標(biāo)桿性能
該測(cè)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(jì)半導(dǎo)體芯片的軟件工具和工作流程。其工作載荷特點(diǎn)是高并發(fā)和計(jì)算密集型進(jìn)程，極為考驗(yàn)存儲(chǔ)性能。該測(cè)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(jì)、電子工程等需要低延遲元數(shù)據(jù)處理和高帶寬存儲(chǔ)的場(chǎng)景。
在本次測(cè)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(shí)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(guó)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(duì)比上一代數(shù)據(jù)，總體響應(yīng)時(shí)間指標(biāo)最大提升57.14%，該成績(jī)同樣追平Super Micro Computer AS-1115CS-TNR服務(wù)器性能。
圖3 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化測(cè)試結(jié)果比對(duì)
該項(xiàng)測(cè)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(shí)，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(shí)處理多種類型的I/O操作，滿足復(fù)雜的企業(yè)級(jí)應(yīng)用需求，樹立行業(yè)標(biāo)桿。
3. 基因組管道測(cè)試 奪得桂冠
該測(cè)試對(duì)基因組工作流的整個(gè)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(chǎng)景。
在本次測(cè)試中，搭載UH832a的H3C UniServer R3900 G7服務(wù)器，共完成250個(gè)基因組作業(yè)的處理，吞吐量高達(dá)21236 MB/s，總體響應(yīng)時(shí)間為0.07毫秒。這一成績(jī)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(cè)試結(jié)果比對(duì)
該項(xiàng)測(cè)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(chǎng)景下，可以表現(xiàn)出極高的性能以及超低時(shí)延，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理提供強(qiáng)有力的支持。
4. 軟件構(gòu)建測(cè)試 再次突破
該測(cè)試模擬軟件開發(fā)環(huán)境中的構(gòu)建（build）操作，包含多種場(chǎng)景，例如Git代碼倉(cāng)庫(kù)、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(diǎn)，通常涉及大量、頻繁的文件讀寫操作。
在本次測(cè)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(shí)間。搭載上一代產(chǎn)品的R4900G6 Ultra總體響應(yīng)時(shí)間為0.03毫秒?？梢姡瑹o(wú)論是PCIe 4.0還是PCIe 5.0 ESSD，在處理此類對(duì)隨機(jī)小文件IOPS要求極高的工作載荷時(shí)，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(chǎng)景下，憶聯(lián)ESSD的穩(wěn)定性和高效性得到了充分驗(yàn)證。
圖5 軟件構(gòu)建測(cè)試結(jié)果比對(duì)
5. 視頻數(shù)據(jù)采集測(cè)試 首發(fā)登頂
該測(cè)試模擬視頻數(shù)據(jù)采集（Video Data Acquisition，VDA）和處理的存儲(chǔ)負(fù)載，例如安防攝像頭、科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、廣電影視制作拍攝或?qū)崟r(shí)流媒體處理等。這類場(chǎng)景要求存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠處理高吞吐量、低延遲順序?qū)懭?，以及長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性能。
本次憶聯(lián)與H3C服務(wù)器為首次提交該測(cè)試的成績(jī)，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(shí)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(jī)，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(cè)試結(jié)果比對(duì)
該項(xiàng)測(cè)試結(jié)果展示了憶聯(lián)UH832a對(duì)視頻處理、實(shí)時(shí)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(chǔ)系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)多路視頻流時(shí)具備高吞吐能力，而較低的總體響應(yīng)時(shí)間則確保數(shù)據(jù)寫入的實(shí)時(shí)性，避免視頻丟幀或延遲。
性能亮點(diǎn)：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(jí)控制器與最新PCIe 5.0高速接口，具備超高帶寬與超低時(shí)延。較上一代PCIe 4.0產(chǎn)品性能提升2倍以上，QD1時(shí)延改善43%。其關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)包括：
• 超高速帶寬：對(duì)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(shí)時(shí)分析等高吞吐場(chǎng)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(shí)延均低至微秒級(jí)，4K隨機(jī)讀QD1時(shí)延<55μs，為OLTP數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬化等時(shí)延敏感類數(shù)據(jù)密集型業(yè)務(wù)提供牢固支撐；
• 全場(chǎng)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(chǔ)需求。
憑借PCIe 5.0性能優(yōu)勢(shì)，UH812a/UH832a可廣泛應(yīng)用各類主流智算場(chǎng)景，如：
• AI與大數(shù)據(jù)：構(gòu)建大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)支撐千億參數(shù)大模型訓(xùn)練，高效處理PB級(jí)數(shù)據(jù)；
• 云與邊緣計(jì)算：為混合云提供低時(shí)延存儲(chǔ)資源池，加速邊緣節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)決策進(jìn)程；
• 金融核心系統(tǒng)：保障高頻交易與風(fēng)險(xiǎn)分析場(chǎng)景下的亞毫秒級(jí)響應(yīng)，通過(guò)PCIe 5.0生態(tài)兼容性，進(jìn)一步降低架構(gòu)升級(jí)成本。
結(jié)語(yǔ)：以存儲(chǔ)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)智算進(jìn)化
憶聯(lián)PCIe 5.0 ESSD基于技術(shù)突破，在H3C通用計(jì)算服務(wù)器上展示了優(yōu)異的性能，充分驗(yàn)證了在企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。通過(guò)SPEC的權(quán)威測(cè)試驗(yàn)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(jí)存儲(chǔ)的性能標(biāo)桿。未來(lái)，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(chǔ)解決方案，助力企業(yè)輕松化解日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挑戰(zhàn)，充分釋放智算時(shí)代的數(shù)據(jù)價(jià)值！
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