1、簡介

PBlaze7 7A40 系 列 基 于 憶 恒 創 源 自 主 統 一 架 構 平 臺 MUFP（Memblaze Unified Framework Platform）開發，使用全新技術的國產主控平頭哥鎮岳510芯片，以及國產長江存儲的晶棧 Xtacking 3D TLC NAND，全面提升了產品性能和能效比。在提升系統性能和響應速度的同時，大幅提高了數據處理和應用程序運行的速率，支持多樣化的工作負載和應用場景，可為AI、數據庫、云計算、虛擬化等應用帶來強勁的加速能力。本次測評的為7.68TB容量版本，適用于數據中心和企業級服務器應用。

2、外觀和架構

在外觀上，PBlaze7 7A40采用了憶恒創源的家族化設計語言，外觀與PBlaze7 7940幾乎相同，如果不直接對比，很難發現其中的差異。產品使用單PCB的設計，因此在15mm的U.2殼體上可以進行更多的散熱設計，如大量的散熱鰭片、兩端開孔，以加大SSD與空氣的接觸面積，并降低多盤部署下對服務器進風的影響。

在產品架構上，具有兩大亮點：

自主統一的架構平臺：PBlaze7 7A40基于憶恒創源統一架構平臺MUFP開發，這一平臺使得產品能夠充分發揮硬件優勢，帶來高達3,300K IOPS的4K隨機讀性能和1,000K IOPS的4K隨機寫性能，并保障產品的可靠性。

主控和NAND組合：PBlaze7 7A40采用了平頭哥鎮岳510主控，并搭配長江存儲Xtacking 3D TLC NAND閃存，這兩項強強組合使得該產品在性能和能效比上都有顯著提升。

3、產品規格

在產品規格上，劃分為PBlaze7 7A40和PBlaze7 7A46兩種規格，PBlaze7 7A40是DWPD為1的標準容量，適用于讀寫均衡的業務場景；而PBlaze7 7A46提供了更大的OP空間，DWPD達到了3，可以支持寫入為主的業務場景。

4、測試平臺信息

5、測試工具—eBird

eBird是由鸞起科技研發的專業SSD測試設備，它提供了從NVMe協議級到系統應用級的完整測試方案。eBird平臺能夠滿足SSD在研發、量產到企業驗收各個階段的測試需求，不僅提供了規測試內容，還能將產品經驗和容易觸發的問題整合成測試用例提供給客戶，且用例庫不斷更新迭代。

eBird測試設備支持多端口測試，可以同時對多臺機器并行測試，且各測試端口間相互獨立，互不干擾。它通過網絡連接測試設備和測試機，支持Windows、Linux和國產OS系統，能夠構建與實際應用場景一致的測試環境，使測試結果更真實可信。

在整機掉電測試方面，eBird能夠模擬正常和異常的掉電情況，以及不同盤狀態（如主盤從盤）的組合測試。還支持填盤和數據校驗等操作，以確保測試的全面性。

eBird提供豐富的測試框架和接口，包括NVMe協議級別、應用級別、SSD整機掉電以及PCIe Link級別和開發級別等測試內容。用戶可以自主增加測試用例。

eBird還提供了豐富的測試套件，包括協議級的NVMe協議覆蓋測試、PCIe Link層的測試套件、NVMe應用級測試等。它還提供了功耗測量套件和Trace打印功能，幫助用戶更清晰地了解命令發送和處理流程，定位問題。

6、性能測試

6.1 空盤性能測試

空盤性能測試目的：

空盤性能測試旨在評估SSD在沒有任何前期數據寫入影響下的性能，這可以提供一個基準性能指標，反映出SSD在最佳狀態下的表現。

測試工具與方法：

常用的測試工具包括FIO（Flexible I/O Tester），這是一個開源的I/O性能測試工具，可以對存儲設備進行隨機讀寫、順序讀寫等負載測試。

測試時，通常建議使用裸盤測試以獲得真實的云盤性能，這意味著在沒有文件系統和分區的情況下進行測試。如果是已經使用過的盤，在測試前需進行SE（security erase）操作。

性能指標：

空盤測試中，主要關注的性能指標包括在不同IO大小、隊列深度、線程個數、順序或者隨機條件下的性能表現，重點關注IOPS（每秒輸入/輸出操作次數）、吞吐量（Throughput）和延遲（Latency）3類指標。測試結果如下：

從測試結果來看，在非滿盤的狀態下，P7A40表現還是非常優秀的，順序讀性能達到了14.3GB/s; 順序寫性能是非常優秀的，在業界是處于大幅領先的地位，達到11.2GB/s. 隨機讀寫性能也是表現出來超高水準，隨機讀性能高達3300KIOPS，隨機寫的性能我們在后面SNIA測試中進行實測。

6.2 滿盤性能測試

滿盤性能測試目的：

滿盤性能測試用于評估SSD在存儲空間接近或達到滿載時的性能，這對于了解SSD在實際應用中的性能衰減和耐久性至關重要。

測試工具與方法：

與空盤測試類似，滿盤測試可以使用FIO進行。在進行滿盤測試前，需要對SSD進行預處理（SE后再預填充數據），使其達到或接近滿盤狀態。

預處理可能包括使用特定的數據模式填充SSD，比如順序填充、隨機填充、真實業務數據填充等，以模擬不同業務場景下滿盤條件。

性能指標：

滿盤測試同樣關注IOPS、吞吐量和延遲這3個指標，體現的是SSD在高負載或接近飽和狀態下的性能表現。測試結果如下：

在高負載，滿盤的狀態下，P7A40表現依然是非常優秀，順序/隨機讀的性能幾乎沒啥影響，順序讀14.2GB/s，隨機讀3269KIOPS；滿盤狀態下，由于SSD 后臺任務的觸發，從而引起SSD寫性能稍微下降也是非常合理正常的。

P7A40 無論是滿盤還是非滿盤狀態下表現出的性能都是令人印象深刻的，維持了其GEN5系列一直以來的高性能表現。

7、SNIA測試

SNIA是一個非營利組織，負責制定國際標準和規范。SNIA推廣與數據存儲、傳輸、基礎設施優化、加速、格式化和保護相關的技術。下圖是SNIA對數據格式、傳輸、保護等定義以及后續發展方向的研究。

SNIA為SSD提供了標準的性能測試方法。ebird提供了涵蓋SNIA所述標準的測試套件。使用該套件，對PBlaze7 P7A40做了如下測試：

7.1 IOPS測試（SNIA IOPS）

IOPS測試用于評估SSD的隨機讀寫性能，覆蓋了多種讀/寫混合比例（RW Mix）和塊大小（Block Size, BS）的組合。IOPS測試總體信息如下：

測試需要在SNIA PTS（Performance Test Specification）規定的穩態（Steady State）條件下進行。達到穩態的方法是對整盤進行128K順序寫，填滿盤2遍，然后再使用給定的Data Pattern進行IOPS測試。填充的數據不能是全0或者全1，而應該用隨機數據（Data Pattern為RAND）填充，避免一些SSD具備全0/1檢測功能導致的結果失真。注意這里的隨機數據不是指隨機寫，隨機寫是指LBA的隨機，隨機數據是指每個LBA內數據內容的隨機。

IOPS測試通常包括7種讀寫混合比例（從100%讀到100%寫）和8種塊大小（從0.5KB到1024KB）。

先對4K、64K、1024K進行了測試，為了確認測試結果的一致性，測試一共測試了6次，見下圖Round1 ~ Round6。可以看到，P7A40都能順利進入穩態，并表現出了極佳的IOPS性能，穩態下的隨機寫性能也達到了官方給出的500K IOPS值。測試結果如下：

用表格的形式列出IOPS測試結果，如下：

除了上述4k、64K、1024K進行了測試，還對0.5K、8K、16K、32K、128K進行了測試，所有的測試都進行了6輪，以確定結果的一致性和穩定性，測試結果如下：

用表格的形勢列出結果：

在不同的塊大小和不同的讀寫比例的隨機混合讀寫測試模式下，IOPS結果統計如下表。橫向看，在相同讀寫比例下，隨著塊大小的增加，IOPS的下降趨勢非常平穩。縱向看，在相同的塊大小下，不同讀寫比例下的總IOPS性能的比例關系也符合理論結果。可見P7A40在混合隨機讀寫性能調試方面是下足了功夫的。

ebird自帶的數據分析軟件，能夠將不同讀寫比例及塊大小下的IOPS結果進行3D展示，更能展現性能過度的平穩性。

7.2 吞吐量測試（SNIA Throughput, SNIA TP）

吞吐量測試是在穩態條件下進行的，使用100%讀取和100%寫入方式，對1024K和128K的塊大小（Block Size）進行順序I/O量測。

吞吐量測試總體信息如下：

在測試前，同樣需要預先對被測盤用128K順序寫的方式填滿盤兩遍，測試盤進入穩態，然后再開始進行吞吐量測試。

128K和1024K塊大小的吞吐量測試結果見下圖：

為了確保結果的一致性和穩定性，一般會測試5輪。

下圖是128K順序讀寫的吞吐量測試結果，連續測試5次，測量結果穩定。

下圖是1024K順序讀寫的吞吐量測試結果，連續測試5次，測量結果穩定。

用表格的形勢將吞吐量測試結果統計如下：

128K 順序讀：13698MiB/s =14.36GB/s; 順序寫：10691 MiB/s =11.20 GB/s

7.3 時延測試（SNIA Latency, SNIA LAT）

時延測試在穩態條件下進行，關注隨機I/O的量測，使用指定的塊大小和讀寫混合比例，捕獲平均和最大延遲時間。測試結果同樣通過SNIA報告中的數據表格和2D圖表展示，包括平均延遲和最大延遲時間。

時延測試的基本信息如下：

下面兩張圖是在不同的塊大小下，吞吐量測試中體現的平均IO時延以及最大IO時延，經過多次測量，平均寫時延再5.5us以內，而最大寫時延也在2ms以內。

以表格的形式展現測試結果，見下表。

表中術語：

ART: Average Response Time

MRT: Maximum Response Time

對不同塊大小和隨機讀寫比例的測試結果，按照IOPS、ART、MRT、99.999%時延四個角度，用3D Plot方式展現如下。

7.4 飽和寫測試（Write Saturation Test, SNIA WSAT）

飽和寫測試對SSD進行長時間的隨機4K寫操作，評估SSD在經過長期寫入后的性能表現。這個測試有助于了解SSD在持續寫入壓力下的性能衰減情況，對于評估SSD的長期可靠性和性能維持能力至關重要。

寫飽和測試開始時，需要對被測盤進行SE操作，使其恢復到接近FOB的狀態。

測試基本信息如下：

經過長時間的4K隨機寫入后，得到了寫飽和測試的結果，如下面兩張圖所示。

在橫軸方向上，有兩種展現形勢，一個是時間，另一個是寫入數據量，可以分別代表在不同的時間和寫入量情況下的IOPS表現。可以看到，P7A40在寫飽和達到穩態后，4K隨機IOPS性能也有500k以上(2GB/s)。

寫飽和測試結果用表格表示如下：

寫飽和測試最后達到了穩態狀態，見下圖。

8、結語

本文從性能的角度評測了PBlaze7 P7A40。

在空盤狀態下，PBlaze7 P7A40以其卓越的性能表現脫穎而出。特別值得一提的是，在4K隨機讀測試中，該SSD的讀速度高達3316K IOPS，這一成績甚至超越了官方的產品規格。

即便在滿盤狀態下，PBlaze7 P7A40的性能依舊強勁不減。在4K隨機寫測試中，該SSD的寫入速度達到了2483K IOPS，顯示出其在高負載條件下依然能夠保持出色的性能。

無論是在空盤還是滿盤狀態，PBlaze7 P7A40均展現出了卓越的性能，特別是在4K隨機讀寫性能方面，其表現在TLC企業級SSD中堪稱頂尖。通過SNIA標準的測試，進一步證實了PBlaze7 P7A40的高性能和穩定性，這使得它成為了企業級應用的理想之選。通過這些嚴格的測試，我們有信心斷言，PBlaze7 P7A40完全能夠滿足企業級存儲的嚴苛要求。