Samsung PM9A3: всё, включая NVMe с поддержкой PCI Express Gen4

На завершающемся сегодня гло­баль­ном вир­ту­аль­ном сам­ми­те Open Com­pute Pro­ject (OCP) ком­па­ния Sam­sung объя­ви­ла о се­рий­ном про­из­вод­с­т­ве на­ко­пи­те­лей PM9A3. Твер­до­тель­ные уст­рой­с­т­ва с ин­тер­фей­сом NVMe до­ступ­ны в трех са­мых вос­тре­бо­ван­ных кон­с­т­рук­ти­вах: U.2, M.2 и E1.S.

Из U.2, M.2 и E1.S два первых форм-фактора дав­но и хо­ро­шо зна­ко­мы, а спе­ци­фи­ка­ция E­1.S — это новый кон­с­т­рук­тив SSD, раз­ра­бо­тан­ный Intel и не получивший пока широкого распространения. Его офи­ци­аль­ное наз­ва­ние — EDSFF, вме­с­то которого обыч­но используется термин «Ruler» (ли­ней­ка).

Семейство накопителей PM9A3 ос­на­ще­но кон­т­рол­ле­ром с технологией TurboWrite, ведущим обмен с про­цес­со­ром по четырем линиям ин­тер­фе­йса PCIe Gen 4. Он управляет за­по­ми­на­ю­щей матрицей, собранной из 128-слойных эле­мен­тов V-NAND ше­сто­го по­ко­ле­ния про­из­во­д­с­т­ва того же Samsung. V-NAND эле­мен­ты хранят данные в TLC-ячейках. Ем­кость на­ко­пи­те­лей варьи­ру­ет­ся от 960 ГБ до 7,68 ТБ.

С точки зрения про­из­во­ди­тель­но­с­ти, скорость об­ме­на данными у Samsung PM9A3 в конструктиве U.2 и E1.S со­став­ля­ет 900K IOPS или до 6500 MBPS по чтению и 3500 MBPS по записи. Характеристики M.2 не­сколь­ко ху­же  — ско­рость чте­ния 3500 MBPS, записи — 1750 MBPS, что соответствует уровню про­из­во­ди­тель­но­с­ти PCIe 3.0 x4.

Все три представителя PM9A3 обеспечивают ин­тен­сив­ность об­ме­на на уров­не 1.3 DWPD, что гарантируется 2 млн ча­сов без­от­каз­ной ра­бо­ты. Базовые тех­но­ло­гии уп­рав­ле­ния без­о­пас­но­стью — 256-битное шиф­ро­ва­ние AES-XTS, TCG Opal 2.0 и и Se­cu­re Boot.

Война стандартов?

В на­сто­я­щее вре­мя накопители Samsung в кон­с­т­рук­ти­ве U.2, M.2 и E1.S — наи­бо­лее пол­ный порт­фель сер­вер­ных SSD с под­держ­кой PCI Ex­press Gen4, пред­став­лен­ный на рын­ке. Впрочем, равноправие форм-факторов в рамках дан­но­го се­мей­с­т­ва кажущееся. Очевиден акцент на EDSFF, причем, на самом коротком его формате — E1.S. Про­дви­гая на­ко­пи­те­ли PM9A3, Sam­sung од­но­вре­мен­но предлагает ре­фе­ренс-дизайн этой конструкции. Это сиг­нал раз­ра­бот­чи­кам сер­вер­ных плат­форм внедрять и раз­вер­ты­вать сис­те­мы хранения на основе «коротких линеек».

Конечно, многие производители SSD по-преж­не­му на­це­ле­ны ис­поль­зо­вать 2,5-дюймовый форм-фактор для со­вмес­ти­мо­с­ти с существующими съем­ными кар­ма­нами («бок­сами») под го­ря­чую за­ме­ну. В корпоративном сег­мен­те для этого есть интерфейс U.2 для под­клю­че­ния твер­до­тель­но­го на­ко­пи­те­ля к четырем линиям PCI Ex­press 3.0. U.2 со­в­мес­тим с уна­сле­до­ван­ным разъ­е­мом SAS и удобен го­ря­чей за­ме­ной не­по­сред­ст­вен­но с ли­це­вой панели. Однако форм-фактор, который он пред­с­тав­ля­ет, не яв­ля­ет­ся оп­ти­маль­ным для ком­по­нов­ки NAND-флеш.

Дело осложняется внутренними про­ти­во­ре­чи­я­ми, су­щес­т­ву­ю­щи­ми внутри стан­дар­та U.2 — если в течение го­да его мес­то за­й­мет U.3, заявка Samsung на ли­дер­с­т­во в этой позиции провалится. Чего не скажешь о EDSFF, который кон­цеп­ту­а­ли­зи­ро­ван объемами флеш-памяти: форм-фактор оп­ре­де­ля­ет­ся в двух раз­но­раз­мер­ных кон­с­т­рук­ти­вах — E1.L (длин­ный) E1.S (короткий). Похоже, Samsung с опаской смо­т­рит пока только на первый из них. Его пугает по­те­ря ог­ром­но­го мас­си­ва дан­ных при сбое одного кон­к­рет­но­го уст­рой­с­т­ва.

E1.S больше похож на твер­до­тель­ные на­ко­пи­те­ли M.2, используемые во многих современных деск­то­пах и но­ут­бу­ках. Его не­ос­по­ри­мое преимущество — горячая за­ме­на, что продиктовано серверным кон­тек­с­том при­ме­не­ния. Одного это­го мало, когда речь идет о соревновании с U.2. Здесь на кону ар­хи­важ­ная ха­рак­те­рис­ти­ка для всех твер­до­тель­ных уст­ройств — их эф­фек­тив­ное ох­лаж­де­ние, особенно в сверх­плот­ной ком­по­нов­ке 1U-серверов.

Сравнение температурного режима на­ко­пи­те­лей E1.L и U.2, выполненное в лаборатории Supermicro, сви­де­тель­с­т­ву­ет бо­лее, чем о двукратном снижении воздушного потока, обес­пе­чи­ва­ю­щего рав­но­цен­ное ох­лаж­де­ния SSD в сис­те­мах хра­не­ния Super­Storage — с 2,5 CFM до 1,2 CFM при температуре 35℃ (измерение рас­хо­да воздуха при­во­дит­ся в ку­би­че­ских футах в минуту, Cubic Feet per Minute).

Исходя из сказанного, есть все ос­но­ва­ния ду­мать, что вслед за EDSFF-на­ко­пи­те­ля­ми Sam­sung PM9A3 до кон­ца го­да мы уви­дим сим­мет­рич­ный ответ компании Wes­tern Di­gi­tal.