Solidigm™ D5-P5430: 메인스트림 및 읽기 집약적 워크로드에 대한 TCO 절감
데이터가 빠르게 증가하면서 데이터 센터와 스토리지 확장성의 한계를 시험하고 있습니다. AI, ML, CDN(content-delivery networks), 오브젝트 기반 스토리지, 데이터 분석과 같은 최신 데이터 집약적 워크로드를 처리하려면 방대한 양의 데이터를 효율적으로 저장하고 빠르게 액세스할 수 있어야 합니다. 기존에는 성능과 용량 중 어느 쪽에 비중을 더 둘 것인지 고민했습니다. 애플리케이션이 성능을 요구할 경우 SSD를, 용량을 우선으로 하는 경우 HDD를 선택했습니다. 경제적인 고밀도 스토리지와 높은 처리량이 결합된 Solidigm™ D5-P5430은 메인스트림 워크로드 및 읽기 집약적 워크로드에서도 성능과 용량을 동시에 만족합니다. D5-P5430은 QLC의 경제성과 TLC 수준의 읽기 성능 및 쓰기 수명을 동시에 제공하여 총소유비용(TCO: Total Cost of Ownership)을 절감하고 데이터 센터 및 엣지 인프라의 지속가능성을 개선합니다. 다양한 폼 팩터와 최대 30.72TB의 용량을 지원하는 D5-P5430은 1U 및 2U 구성으로 배포할 수 있습니다.
용량과 성능의 효율적인 확장
범용 서버, 오브젝트 기반 스토리지, 온라인 분석 처리와 같은 메인스트림 워크로드는 일반적으로 높은 읽기 비율과 낮은 쓰기 비율(예: 80/20)로 클러스터링되는 경향이 있으며, 쓰기 비율이 상대적으로 낮기 때문에 충분한 PBW(PetaBytes Written)를 지원하는 드라이브가 필요합니다. CDN, 데이터 파이프라인, VoD 서비스, 대용량 순차 데이터베이스와 같은 읽기 집약적인 워크로드는 읽기 비율이 쓰기 비율보다 훨씬 높게(예: 90/10) 클러스터링되며, 메인스트림 워크로드와 마찬가지로 높은 처리량이 중요합니다. TLC급의 읽기 성능과 대용량 PBW를 제공하는 D5-P5430은 성능 저하 없이 높은 집적도, 효율성 및 서비스를 제공하며, 메인스트림 워크로드와 읽기 집약적 워크로드를 모두 지원합니다. 일반적으로 사용되는 PCIe TLC SSD와 비교했을 때, D5-P5430은 동일한 공간에 최대 4배 더 많은 용량을 지원하면서도1 동등한 읽기 성능과 최대 14% 더 긴 쓰기 수명을 제공합니다. [2]
표 1: 솔리다임 D5-P5430과 마이크론 및 삼성 SSD의 스펙 비교
에너지 효율성 개선과 TCO 절감 및 스토리지 집적도 향상 집적도 향상
메인스트림 워크로드 및 읽기 집약적 워크로드에 적합한 집적도와 성능을 갖춘 D5-P5430은 all-TCL SSD, 하이브리드 및 all-HDD 어레이와 같은 다양한 구성에서 TCO를 절감할 수 있는 기회를 제공합니다.
표 2: 레거시 구성과 D5-P5430의 TCO 절감 효과 비교
TCO 절감으로 지속가능성이 개선되면 수익에 도움이 될 뿐만 아니라 환경에 대한 소비자, 규제 기관 및 커뮤니티의 우려를 해소하는 데도 도움이 됩니다. 데이터 센터는 2030년까지 전 세계 전력의 3-13%를 소비할 것으로 예상되고 데이터 센터 스토리지의 85-90%가 여전히 HDD에 의존하고 있는 상황에서 고밀도 NAND SSD는 새로운 지속가능성 기회를 제공합니다. [10,11] 더 큰 용량과 효율적인 성능이 결합한 D5-P5430은 하이브리드 어레이에 비해 스토리지 집적도가 최대 5배 높고, 5년간 에너지 소비량이 4배 낮으며, 수명 종료 시 폐기해야 하는 드라이브 수가 3.8배 적습니다. [12]
결론적으로, D5-P5430은 저밀도, 저성능 스토리지에 비해 더욱 지속가능한 스토리지를 제공합니다.
다양한 구성으로 안정적 구축
솔리다임의 D5 시리즈 SSD 제품군을 기반으로 한 D5-P5430은 동급 최고의 다양한 폼 팩터(U.2, E3. S, E1.S)를 지원하고 다양한 용량(3.84 TB - 30.72 TB)을 제공하여 폭넓은 구성이 가능합니다. [13] 기존 섀시 인프라를 유지하면서 집적도를 높이고자 하는 경우, D5-P5430을 U.2 폼 팩터로 사용할 수 있습니다. 그러나 일부 고객은 D5-P5430의 이점을 극대화하고 EDSFF SSD로 전환해 기존 폼 팩터의 제약에서 벗어나고 싶어 할 수도 있습니다. 외부 데이터 센터에서 진화한 SSD 폼 팩터를 적용하는 데는 한계가 있습니다. 예를 들어, U.2는 HDD에서 비롯되었으며 M.2는 데이터 센터용으로 적용되기 전 노트북 PC에서부터 시작되었습니다. EDSFF는 처음부터 NAND용으로 설계된 최초의 스토리지 폼 팩터로서 서비스, 냉각, 공간 효율성, 신호 무결성 및 확장성 등 데이터 센터 스토리지의 주요 문제와 요구 사항을 해결하도록 최적화되었습니다. 2026년까지 연간 데이터센터로 출하되는 전체 페타바이트의 거의 절반이 EDSFF가 될 것으로 예상되는 등 기존 폼 팩터에서 EDSFF로의 전환이 순조롭게 진행되고 있습니다. [14] D5-P5430은 E3.S 및 E1.S 폼 팩터로 제공됩니다. E3.S 폼 팩터는 2U 집적도 최적화 서버에서 U.2 드라이브를 대체하여 더 높은 전력과 성능은 물론 더욱 유연한 디바이스 조합을 지원하기 위해 개발되었습니다. E1.S는 동일한 공간에서 더 많은 IOPS(Input/ Output Operations Per Second)를 지원하고 열 효율이 높아 더 빠른 프로세서를 실행하거나 냉각 비용을 절감할 수 있어 1U 성능 최적화 서버에서 U.2나 M.2에 비해 유리합니다. 또한, D5-P5430은 보안 부팅, Opal(저장 데이터 보안), FIPS 130-2 레벨 2, 업계 최고의 데이터 신뢰성, 600만 년 이상의 시뮬레이션 운영 기간 동안 SDC 오류 미감지 등 최신 데이터 센터 구축에 필수적인 새로운 기능 세트를 제공합니다. [15,16] 즉, D5-P5430은 업계 표준 및 관행을 뛰어넘는 검증과 테스트를 거쳤으며, 데이터 무결성이 기본으로 제공되므로 안심하고 시스템을 구축할 수 있습니다. [17]
표 3: D5-P5430 성능 및 기능
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[1] 최대 2U 섀시당 48개의 E3.S 드라이브 및 24개의 U.2 드라이브. U.2와 U.2 기반 비교 - 15.36TB Micron 7450 Pro는 15.36 TB x 24 = 368.64 TB를 산출한 반면 30.72 TB D5-P5430는 30.72 TB x 24 = 737.28 TB를 산출해 D5-P5430가 2U당 2배 더 많은 용량을 지원한다는 결론이 도출되었습니다. E3.S와 S와 U.2 기반 비교 - 15.36TB U.2 Micron 7450 Pro는 15.36T B x 24 = 368.64TB를 산출한 반면 30.72TB D5-P5430는 30.72TB x 48 = 1474.56TB를 산출해 D5-P5430가 2U당 4배 더 높은 용량을 지원한다는 결론이 도출되었습니다.
[2] 최대 용량 30.72 TB 솔리다임 D5-P5430(7000MB/s SR 대역폭, 934,500 RR IOPS, 31.92PBW)과 최대 용량 15.36 TB 마이크론 7450 Pro(6800MB/s SR 대역폭, 1,000,000 RR IOPS, 28PBW(추정))의 비교.
[3] 출처 - Micron. 최대 용량 드라이브의 성능 및 PBW. https://media-www.micron.com/-/media/client/global/documents/products/product-flyer/7450_nvme_ssd_product_brief.pdf
[4] 출처 – 삼성. 최대 용량 드라이브의 성능 및 PBW. https://image.semiconductor.samsung.com/resources/data-sheet/Samsung_SSD_PM9A3_Data_Sheet_Rev1.0.pdf
[5] 출처 – 솔리다임. D5-P5430 예비 제품 사양 및 현행 5분기 로드맵.
[6] 출처 - 솔리다임. D5-P5336의 경우 100% 16K RW, D5-P5430의 경우 100% 4K RW 사용. 다른 제품의 경우 각주 3 및 4 참조.
[7] 30.72TB Solidigm™ D5-P5430(7000MBs 처리량, 25W 평균 동작 전력, 5W 대기 전력)과 15.36TB(출시된 최대 용량) 마이크론 7450(6800MB/s 처리량, 20W 평균 동작 쓰기 전력, 5W 대기 전력))의 총소유비용(TCO)을 비교한 결과입니다. 42U 랙 용량, 스토리지 가용 공간 34U, 서버당 24개 U.3 TLC 및 24개 U.2 P5430 드라이브 기준 2U 서버를 사용하는 것으로 가정합니다. TB당 동등한 처리량을 제공하기 위해 계산된 듀티 사이클: TLC 어레이의 경우 20%, P5430 솔루션의 경우 38.9%. 모두 RAID1 미러링 및 5년 교체 적용. 주요 공통 비용 가정: 전력 비용 = $0.15/KWHr, PUE 계수 = 1.60, 빈 랙 구매 비용 = $1,200, 시스템 비용 = $10,000, 배포 기간 동안의 랙 비용 = $171,200. 내부의 Solidigm TCO 계산기를 사용하여 2023년 3월 기준 Solidigm TCO 추정치에 기반하여 계산한 결과.
[8] 30.72TB Solidigm™ D5-P5430(7000MBs 처리량, 25W 평균 동작 전력, 5W 대기 전력)과 하이브리드 시스템의 총소유비용(TCO)을 비교한 결과입니다. 하이브리드 시스템 : CAPACITY - 씨게이트 EXOS X20 18TB HDD ST18000NM003D(계산된 처리량 500MB/s, 9.4W 평균 동작 전력, 5.4W 대기 전력)(데이터 시트). CACHE - 15.36TB 마이크론 7450(6800MB/s 처리량, 20W 평균 동작 쓰기 전력, 5W 대기 전력)(데이터 시트). 42U 랙 용량, 34U 스토리지 가용 공간, 2U 서버로 가정하였을 때 2.5” HDD (capacity) 22개와 U.2 SSD (cache) 2개를 혼합해서 사용한 경우와 E3.S P5430 SSD (capacity) 36개를 각 서버에 사용한 경우를 비교하였습니다 하이브리드 솔루션은 고객 서비스 수준 협약(Service Level Agreements)을 충족하기 위해 70%의 용량 활용률로 오버프로비저닝 되었습니다. 하이브리드 교체 주기 4년. TB당 동등한 처리량을 제공하기 위해 계산된 듀티 사이클: 하이브리드 어레이의 경우 14%, P5430 솔루션의 경우 3.5%. P5430에 RAID 1 미러링, Hadoop 3중화를 위한 하이브리드 구성. 주요 공통 비용 가정: 전력 비용 $0.15/KWHr, PUE 계수 1.60, 빈 랙 구매 비용 $1,200, 시스템 비용 $10,000, 배포 기간 동안의 랙 비용 $171,200. 내부의 Solidigm TCO 예측기를 사용하여 2023년 3월 기준 Solidigm TCO 추정치 기준으로 계산.
[9] 30.72TB Solidigm™ D5-P5430(7000MBs 처리량, 25W 평균 동작 전력, 5W 대기 전력)과 씨게이트 EXOS X20 18TB HDD ST18000NM003D(계산된 처리량 500MB/s, 9.4W 평균 동작 전력, 5.4W 대기 전력)(데이터 시트) 의 TCO를 비교한 결과입니다. 42U 랙 용량, 34U 스토리지 가용 공간, 2U 서버에 2.5” HDD 24개와 E3.S P5430 SSD 36개를 각 서버에 사용한 경우를 가정하였습니다. 모든 HDD 솔루션은 고객 서비스 수준 협약(Service Level Agreements)을 충족하기 위해 70%의 용량 활용률로 오버프로비저닝 되었습니다. HDD 교체 주기 4년. TB당 동등한 처리량을 제공하기 위해 계산된 듀티 사이클: HDD 어레이의 경우 14%, P5430 솔루션의 경우 3.5%. P5430에 RAID 1 미러링, Hadoop 3중화를 위한 하이브리드 구성. 주요 공통 비용 가정: 전력 비용 $0.15/KWHr, PUE 계수 1.60, 빈 랙 구매 비용 $1,200, 시스템 비용 $10,000, 배포 기간 동안의 랙 비용 $171,200. 내부의 Solidigm TCO 예측기를 사용하여 2023년 3월 기준 Solidigm TCO 추정치 기준으로 계산.
[10] OCP Global Summit 2022의 Meta 기조연설에서 발표됨. https://www.youtube.com/watch?v=11M1Dvsg29I&list=PLAG-eekRQBSieDnzJb-dFJ6uXMYcPHQEv&index=4
[11] 출처 – 솔리다임 내부 분석 및 일반적인 업계 애널리스트 추정치
[12] 30.72TB Solidigm™ D5-P5430(7000MBs 처리량, 25W 평균 동작 전력, 5W 대기 전력)과 하이브리드 시스템의 총소유비용(TCO)을 비교한 결과입니다. 하이브리드 시스템 : CAPACITY - 씨게이트 EXOS X20 18TB HDD ST18000NM003D(계산된 처리량 500MB/s, 9.4W 평균 동작 전력, 5.4W 대기 전력)(데이터 시트). CACHE - 15.36TB 마이크론 7450(6800MB/s 처리량, 20W 평균 동작 쓰기 전력, 5W 대기 전력)(데이터 시트). 42U 랙 용량, 34U 스토리지 가용 공간, 2U 서버로 가정하였을 때 2.5” HDD (capacity) 22개와 U.2 SSD (cache) 2개를 혼합해서 사용한 경우와 P5430 (capacity) 36개를 각 서버에 사용한 경우를 비교하였습니다. 랙 설치공간: 하이브리드의 경우 랙 5개 전체, P5430의 경우 1개 전체. 5년간 에너지 비용: 하이브리드의 경우 $91,178, P5430의 경우 $22,986. 서버당 드라이브 수: 하이브리드의 경우 1819개, P5430의 경우 480개. 하이브리드 솔루션은 고객 서비스 수준 협약(Service Level Agreements)을 충족하기 위해 70%의 용량 활용률로 오버프로비저닝 되었습니다. 하이브리드 교체 주기 4년. TB당 동등한 처리량을 제공하기 위해 계산된 듀티 사이클: 하이브리드 어레이의 경우 14%, P5430 솔루션의 경우 3.5%. P5430에 RAID 1 미러링, Hadoop 3중화를 위한 하이브리드 구성. 주요 공통 비용 가정: 전력 비용 $0.15/KWHr, PUE 계수 1.60, 빈 랙 구매 비용 $1,200, 시스템 비용 $10,000, 배포 기간 동안의 랙 비용 $171,200. 내부의 Solidigm TCO 예측기를 사용하여 2023년 3월 기준 Solidigm TCO 추정치 기준으로 계산.
[13] U.2 960GB - 15.36TB를 제공하는 키오시아 CD6-R, U.2 960GB - 15.36TB 및 E1.S 960GB - 7.68TB를 제공하는 마이크론 7450 Pro. U.2 960GB - 7.68TB를 제공하는 삼성 PM9A3, 그리고 U.2 7.68 - 30.72TB, E1.S 3.84TB - 15.36TB, E3.S 3.84 - 30.72TB를 제공하거나 곧 제공할 예정인 솔리다임 D5-P5430을 비교한 결과입니다. 솔리다임 D5-P5430은 U.2 및 E1.S에 대해 더 높은 최대 용량을 제공하며 동급 중 유일하게 E3.S 폼 팩터를 지원합니다. S 폼 팩터.
[14] 출처 – https://www.storagereview.com/news/the-future-of-ssd-form-factors
[15] 향상된 PLI(Power Loss Imminent) – 전원 복구 시 데이터가 정확하게 저장되었는지 확인하기 위한 펌웨어 검사 기능이 내장되어 있습니다. 타사 제품도 이 추가 펌웨어 검사를 제공하는지 여부는 불분명합니다. 견고한 종단간(End-to-End) 데이터 보호 - ECC와 CRC를 동시에 활성화할 수 있는 이중화 기능이 내장되어 있습니다. 컨트롤러 내의 모든 중요 스토리지 어레이(인스트럭션 캐시, 데이터 캐시, 인디렉션 버퍼 및 phy 버퍼)를 보호합니다. 어레이 99% 이상에 대한 SRAM의 ECC 커버리지는 업계 최고 수준입니다.[16] 솔리다임 드라이브는 로스 앨러모스 국립연구소(Los Alamos National Labs)의 중성자원(neutron source)에서 1E-23에 대한 SDC(Silent Data Corruption) 취약성을 측정하고 1E-25로 모델링한 테스트를 거쳤습니다. 테스트는 먼저 특정 데이터 패턴으로 드라이브를 채웁니다. 다음으로, 중성자 빔이 드라이브 컨트롤러의 중앙에 집중되는 동안 IO 명령을 지속적으로 실행하면서 정확성을 확인합니다. 드라이브에 장애가 발생하여 멈추거나 브릭(brick) 상태가 되면 테스트 스크립트가 드라이브와 중성자 빔의 전원을 끕니다. 이후 드라이브를 재부팅하고 데이터 무결성을 검사하여 장애 원인을 분석합니다. SDC는 런타임 동안 전원 차단 명령을 유발하거나 재부팅 후 사용 중인 데이터 손상으로 중성자 빔이 제어 로직과 충돌해 드라이브가 멈춘 경우에도 관찰될 수 있습니다. 드라이브는 데이터 무결성을 보장할 수 없을 때 논리적 비활성화(브릭) 상태가 되기 때문에 브릭 AFR은 오류 처리 효율성의 척도로 사용됩니다. 솔리다임 드라이브는 4세대에 걸쳐 이 테스트 절차를 사용해 왔습니다. 여러 세대에 걸친 누적 테스트 시간은 6백만 년이 넘는 운영 수명에 상당하며, 이 동안 SDC 오류는 한 번도 감지되지 않았습니다. 최근에 실시한 테스트에서는 솔리다임 D5-P5430 드라이브와 동일한 컨트롤러와 유사한 펌웨어를 사용하는 솔리다임 D5-P5520 드라이브를 사용했습니다. 테스트에 사용된 경쟁사 드라이브: 삼성 983 ZET, 삼성 PM9A3, 삼성 PM1733, Micron 7400, Micron 7450, Kioxia XD6, Toshiba XD5 and, WD SN840.
[17] 수정 불능 비트 오류율(UBER) - JEDEC 사양보다 10배 높은 수준으로 테스트되었습니다. 솔리다임 드라이브는 드라이브 수명 기간 동안 전체 범위의 조건 및 사이클 수에서 1E-17 테스트를 거쳤으며, 이는 JEDEC - 솔리드 스테이트 드라이브 요구 사항 및 내구성 테스트 방법(JESD218)에 명시된 1E-16 테스트보다 10배 높은 수준입니다. https://www.jedec.org/standards-documents/focus/flash/solid-state-drives. SDC (Silent Data Corruption) - 1E-25로 모델링했습니다. 일반적인 신뢰성 데모 테스트에서는 1E-18까지의 모델 레벨에 대해 1,000 시간 동안 1,000개의 드라이브를 테스트합니다. 솔리다임 드라이브는 로스 알라모스 국립 연구소의 중성자 소스에서 1E-23에 대한 SDC 민감성을 측정했으며 1E-25로 모델링한 테스트를 거쳤습니다.
[18] 대부분의 OCP 2.0 요구 사항과 기능이 D5-P5430에서 지원됩니다. 예외 및 수정 사항은 D5-P5430 데이터시트를 참조하세요.