QLC NAND SSDs Are Optimal for Modern Workloads

QLC NAND 固态硬盘是现代工作负载的出色选择

摘要

通过我们的工作负载简介，了解 QLC 固态硬盘如何凭借针对读取性能优化的高密度 PCIe NAND 技术，加速对大量数据集的访问。

与传统机械硬盘阵列相比，Solidigm QLC 固态硬盘可整合高达 20 倍的温暖存储空间，将典型混合阵列的总拥有成本 (TCO) 降低多达 42%[2]，并实现至高可达 25 倍的存储数据访问速度提升[3]。下载工作负载简介或继续阅读以了解更多信息。

下载工作负载简介

为什么现在对 QLC NAND 固态硬盘的需求越来越大？

正在创建、存储和分析的数据比以往任何时候都多。

当今计算领域的高增长领域，如人工智能 (AI) 和机器学习 (ML)、大数据/分析、超融合基础设施 (HCI)、高性能计算 (HPC)、内容交付网络 (CDN)、云数字视频录像机 (cDVR) 和云存储，都需要访问不断扩展的数据量。

由于这些工作负载需要以高带宽快速访问数据，因此需要针对读取优化、低延迟的性能。虽然从历史上看，机械硬盘驱动器 (HDD) 一直是温暖存储的标准部署，但这类设备现在已难以满足这些读取密集型工作负载的需求。机械硬盘还会在数据中心占据相当大的空间，从而推高空间、电力、冷却和更换成本。

另一方面，TLC NAND SSD 非常适合混合和写入繁重型工作负载，但是对于规模大、以读取为中心的数据需求而言，它们的成本效益和针对容量优化的性能就不再那么有优势了。

每单元位数比 TLC NAND 固态硬盘多 33%，高效的外形可提供高达 30.72 TB 的存储空间，

Solidigm QLC NAND 固态硬盘可兼顾数据访问加速和高容量（见表 1）。

表 1. QLC NAND 固态硬盘：读取密集型工作负载的最佳选择。

Solidigm QLC 3D NAND 固态硬盘：释放存储数据的价值

与 TLC NAND 固态硬盘一样，QLC NAND 固态硬盘在读取端可满足 PCIe 4.0 总线的需求，并具有几乎与 TLC 相当的延迟和服务质量 (QoS)。这使得驱动器的响应速度比机械硬盘高很多（见表 2）。

表 2. QLC 固态硬盘与机械硬盘和 TLC 固态硬盘的比较情况。

现代工作负载：特征和存储需求

QLC NAND 固态硬盘针对需要快速访问大量数据集的读取密集型工作负载进行了优化。图 1 显示了从 I/O 模式来看，QLC NAND 非常适配的工作负载范围[8]。

图 1. QLC NAND 固态硬盘针对读取密集型工作负载进行了优化。

这些工作负载的独特特征详见表 3。

表 3. 最适配的 QLCC 固态硬盘细分领域和工作负载。

利用 Solidigm QLC 3D NAND 固态硬盘从您的数据中提取更多价值

Solidigm QLC 3D NAND 固态硬盘基于久经考验的成熟技术构建，具备卓越的高带宽、低延迟读取性能，可为现代业务关键型工作负载提供支持，包括机器学习、AI、CDN、分析和大数据，同时通过整合存储空间、减少运营成本来降低 TLC 固态硬盘相对机械硬盘的 TCO。

了解更多信息

[1] “温暖存储空间需求至多缩减 20 倍”声明基于对 4 TB 机械硬盘与 30.72 TB Solidigm SSD D5-5316 E1.L 或 U.2 驱动器的比较，4 TB 机械硬盘需要 10 个 (2U) 机架空间才能装满 1 PB 存储，而后者仅需要 1U 机架空间即可装满 1PB 存储。

[2] 利用 CDN 中层服务器的机会。基准服务器假设 2000 个活跃用户，最低容量 480 TB，目标吞吐量为 190 Gbps，85% 高速缓存命中率。每台服务器混合阵列配置包括 2 个英特尔至强可扩展 6330 处理器、512GB 内存、12 个 2.088 Gbps 吞吐量的 8TB 希捷 Exos HDD，2 个 56 Gbps 吞吐量的 7.68 TB Solidigm SSD D7-P5510。混合阵列成本（CPU + 内存 + RAID 控制器 + NVMe 扩展卡 + 机箱 + 电源）净存储：10,530 美元。每台服务器全 QLC 配置包括 2 个英特尔至强可扩展 6338N 处理器、512 GB 内存、20 个 54.4 Gbps 吞吐量的 30.72 TB Solidigm SSD D5-P5316。全 QLC 服务器成本（CPU + 内存 + RAID 控制器 + NVMe 扩展卡 + 机箱 + 电源）净存储：11,530 美元。机械硬盘的定价截至 2021 年 3 月 15 日。SSD 定价是 Solidigm 预算定价。实际价格可能有所变化，可能与 TCO 模型中使用的定价不一致。对 1,100 瓦/服务器运行成本进行估算，功耗和冷却成本 0.12 美元/千瓦时，每 RU 年机架成本 75.76 美元。

[3] 顺序读取性能基于 Solidigm SSD D5-P5316 (https://www.solidigm.com/products/data-center/d5/p5316.html 与 Seagate Exos X18 (https://seagate.com/files/www-content/datasheets/pdfs/exos-x18-channel-DS2045-1-2007GB-en_SG.pdf) 的比较。

[4] 西部数据的数据表：Ultrastar DC HC650。https://documents.westerndigital.com/content/dam/doc-library/en_us/assets/public/western-digital/product/data-center-drives/ ultrastar-dc-hc600-series/data-sheet-ultrastar-dc-hc650.pdf。

[5] 希捷。“X18 SATA 产品手册。”2020 年 7 月。seagate.com/www-content/product-content/enterprise-hdd-fam/exos-x18/_shared/en-us/docs/100865854a.pdf.

[6] “Solidigm SSD D5-5316 提供行业领先的耐用性：0.41 DWPD”。https://www.solidigm.com/products/data-center/d5.html

[7] Solidigm SSD D7-P5510 系列。https://www.solidigm.com/products/data-center/d7.html

[8] 高性能计算工作负载特性假设通过使用 DAOS（分布式异步对象存储）的持久内存进行 I/O 优化。

[9] 除非另有说明，否则存储工作负载特征是 Solidigm 基于对特定细分市场的存储 I/O 模式和行为的深入了解估算得出。

[10] 百分比基于 Solidigm 对顶级 CDN 的内部分析估算得出。

[11] 百分比基于 Solidigm 对顶级 cDVRs 的内部分析估算得出。

[12] Amazon AWS。“Amazon EBS 卷类型。”https://docs.amazonaws.cn/en_us/AWSEC2/latest/UserGuide/ebs-volume-types.html。

[13] 腾讯。“云硬盘价格总览。”https://cloud.tencent.com/document/product/362/2413。

[14] 百分比基于 Solidigm 对顶级 HCI 的内部分析估算得出。

[15] 微软。Azure/虚拟机/磁盘。https://docs.microsoft.com/en-us/azure/virtual-machines/disks-types#premium-ssd

[16] VMware。“在 vSAN (vmware.com) 中使用 IOPS 限制时的性能指标”https://core.vmware.com/resource/vmware-vsan-design-guide#section1