600TB残酷写入测试!忆恒创源PBlaze7 7A40评测:强悍又低温的顶级企业级SSD
一、前言:性能全面领先的国产企业级PCIe 5.0 SSD
一年前,我们曾测试过忆恒创源PBlaze7 7940 6.4TB,它是当时最强的企业级PCIe 5.0 SSD,不仅率先实现了10GB/s的顺序写性能,高达14GB/s的顺序读取速度也几乎完全榨干了PCIe 5.0的带宽。
现在,忆恒创源推出了PBlaze7 7940的“兄弟”型号——PBlaze7 7A40,它采用平头哥主控和长江存储NAND,结合忆恒创源自主研发的专业固件,也是该公司首款从硬件到固件全面国产的作品。
作为今年全新发布的PCIe 5.0企业级SSD,PBlaze7 7A40在顺序读写速度已经达到极致的情况下,4K随机性能大幅提高,拥有超过3300K IOPS的4K随机读性能和超过1000K IOPS的稳态4K随机写性能,是行业内首款基于TLC NAND,稳态下4K随机写性能突破百万IOPS的产品。
忆恒创源(Memblaze)是全球最早的企业级PCIe SSD厂商之一,其历史可追溯到2007年,产品一直以高性能、高可靠性著称。2017年,忆恒创源推出了全球首款4K随机读性能达到1000K IOPS的PBlaze5,2024年,忆恒创源再破纪录,将SSD的稳态随机写性能推至新的高度。

和往常一样,PBlaze7 7A40系列依旧提供读密集型工作负载的7A40和混合读写型的7A46两个子系列,前者提供3.84TB/7.68TB/15.36TB三个容量型号,支持1DWPD(基于JEDEC固态硬盘测试规范,5年内平均每天1次全盘写入寿命);后者提供3.2TB/6.4TB/12.8TB三个容量型号,写寿命提升至3DWPD。
我们测试的这款是7.68TB型号,拥有14.2GB/s的顺序读取速度和11.2GB/s的顺序写入速度,4K随机读取性能为3300K IOPS、4K随机写入性能为500K IOPS,是目前同容量PCIe 5.0 SSD中的顶尖水平。当然,我们也会通过调整命名空间的方式,将它的用户容量调整为6.4TB,以检验其稳态下4K随机写1000K IOPS是否能够达标。
忆恒创源PBlaze7 7A40系列国产企业级PCIe 5.0 SSD详细规格如下:

二、外观展示:U.2外形+高效散热设计

作为一款企业级PCIe 5.0 NVMe SSD,PBlaze7 7A40使用传统的2.5英寸U.2外形,和2.5英寸SATA SSD尺寸相同,只是厚度为15mm。
大部分U.2的SSD会被批量部署在服务器的前端面板托架,难免会对服务器的进气风道带来一定影响。
PBlaze7 7A40 SSD外壳做了大量类似散热鳍片的设计,不仅提升了SSD与空气的接触面积,提高了自身的散热效率,同时也可以增加服务器的进气量,有效降低对服务器的影响。

PBlaze7 7A40背面同样具备密集的沟槽和凸起设计,配合SSD两端的开孔,进一步强化散热效率。

U.2接口,又名SFF-8639,由SATA、SAS衍变而来,在企业级市场上很常见,消费级主板支持的不多,但可以转接为传统的PCIe接口或M.2接口。


由于本次测试在台式机上进行,因此我们使用了这样一个PCIe 5.0的转接卡。


SSD内部展示,PCB正反两面共八颗长江存储eTLC NAND闪存,单颗容量1TB,主控则来自阿里平头哥。
三、FIO基准测试:稳态4K随机写性能超1020K IOPS
为了发挥SSD的全部性能,我们使用企业级SSD厂商相同的基准性能测试方法,即基于Linux测试环境,使用FIO进行测试,看看这款PBlaze7 7A40 7.68TB SSD性能是否达标。
FIO是企业级SSD最为常用的基准性能测试工具,通过配置不同的任务数量、队列深度、不同的测试数据大小,测试范围,以及不同的读写方式、读写占比、测试时长等,可模拟出多种多样的SSD测试方法,而严谨的预处理,也更有助于反应出SSD的真实性能水平。
本次将会进行128K顺序读写、4K随机读写、4K随机混合读写测试,每个项目又分别进行QD1、QD8、QD64、QD512的测试。每一项测试开始前会进行两遍的顺序全盘填充,在随机测试开始前,还需要进行相应的随机全盘填充,以4K随机性能测试为例,分为SSD格式化、128K顺序写全盘2遍、4K随机写全盘2遍。预处理、测试无缝衔接,以降低GC等因素带来的影响。
1、128K顺序读取

PBlaze7 7A40 7.68TB的最高顺序读取速度为13779MiB/s,约合14.5GB/s,最低顺序读取速度为13627MiB/s,约合14.3GB/s,平均顺序读取速度为13693MiB/s,约合14.4GB/s,达到官方值。
P.S. MiB是二进制下的容量单位,1MiB=1,024KiB=1,048,576B;MB是十进制下的容量单位,1MB=1,000KB=1000,000B。GiB、TiB和GB、TB以此类推。我们常用的MB/s和GB/s,指的是十进制下的性能。
PBlaze7 7A40 SSD搭载了预读功能,通过预判主机将要读取的下一段LBA(逻辑地址),提前加载数据,以缩短响应时间,大幅提升小压力下的顺序读性能。通过128K QD1顺序读性能测试,我们可以获得5957MB/s的读带宽,几乎3倍于某国际品牌同类产品,表明7A40在个人应用负载下也能带来非常出色的性能表现。

2、128K顺序写入

PBlaze7 7A40 7.68TB的最高顺序写入速度为10947MiB/s,约合11.5GB/s,最低顺序写入速度为10410MiB/s,约合10.9GB/s,平均顺序写入速度为10749MiB/s,约合11.3GB/s。SSD达到稳态后,写速度始终保持在非常平稳的水平。
3、4K随机读取

4K随机读使用QD32,任务数量16,模拟大压力下的并发访问。结果显示,PBlaze7 7A40 7.68TB最高4K随机读性能达到3004K IOPS,最低为2914K IOPS,平均为2971K IOPS。

继续加大QD压力,PBlaze7 7A40性能得到进一步提高,最终突破3300K IOPS,和官方值相符。
4、4K随机写入

4K随机写入测试环节,PBlaze7 7A40 7.68TB在稳态下最高随机写速度为581K IOPS,是迄今为止除傲腾、XL-Flash等SCM之外,同容量产品中最好的随机写入性能;

通过调整PBlaze7 7A40的命名空间至6.4TB,我们可以在SSD稳态下获得最高1050K IOPS,最低为995K IOPS,平均1026K IOPS的4K随机写性能,同样小幅度超过官方值。首款实现100万IOPS随机写的TLC NAND SSD,实至名归!
5、4K随机70:30混合读写测试

4K随机混合测试,选择队列深度64,任务数量8。
在7.68TB容量下,受限于500K IOPS的稳态随机写性能,PBlaze7 7A40的随机读性能被限制在837K IOPS,随机写为358K IOPS,综合起来为 1195K IOPS;
6、4K随机70:30混合读写测试(6.4TB模式)

将PBlaze7 7A40 7.68TB SSD模拟成PBlaze7 7A46 6.4TB,再进行4K随机混合读写测试,队列深度64,任务数量8。
可以看到4K随机读取性能达到了1046K IOPS,4K随机写也有448K IOPS,综合起来为 1494K IOPS,相较7.68TB模式提升25%。
最终FIO测试结果汇总如下:

注:表中速度单位均为MiB/s,而不是MB/s。
除了常规的测试(默认7.68TB),我们还将这块SSD模拟成PBlaze7 7A46 6.4TB测试了4K随机读写性能。
PBlaze7 7A40 7.68TB在QD4096模式下,4K随机读取性能达到了3338K IOPS,QD512模式下4K随机写入性能则是580K IOPS。
而将其模拟成PBlaze7 7A46 6.4TB,4K随机写入性能暴增,达到了恐怖的1026K IOPS,超过了官方的1000K IOPS,目前市面上能达到这样随机写入性能的企业级SSD还未有第二款。
四、Windows平台常规测试:最高读取13.7GB/s 全盘写入速度超10GB/s不掉速
同时测试一下Windows下的性能,看看有何差异,也给大家一个直观的感受。
1、CrystalDiskMark

CrystalDiskMark测试环节,PBlaze7 7A40 7.68TB SSD的顺序读取速度达到了13.7GB/s,顺序写入速度也有11GB/s。
得益于预读功能的配备,PBlaze7 7A40的1M QD1顺序读性能达到6441.8MB/s,QD1顺序写性能也超过了9GB/s。
另外64GB的测试对于这种级别的SSD来说毫无压力,大部分数据甚至好于1GB测试。
2、AS SSD Benchmark