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数据中心与云端存储新战力 – PCIe 5.0 SSD 随着人工智能(Artificial Intelligence, AI)和机器学习(Machine Learning, ML)爆炸性的应用如雨后春笋般的出现，代表着数据中心与储存服务器需要更高效能、更低延迟的高速传输需求，以应付海量数据运算存取，对储存容量、储存性能的需求空前高涨。 在市场上，我们也可以观察到PCIe 5.0接口逐渐在系统以及服务器上实际搭载应用，就接口规范数据来看，可以发现到PCIe 5.0的传输速率是前代PCIe 4.0的两倍，基于以上优点，市场上已经开始有厂商发表基于PCIe 5.0协议SSD，作为终端应用的厂商或服务器制造商怎么挑选可靠稳定高性能的SSD成为重大课题。 资料来源： https://pcisig.com/blog/evolution-pci-express-specification-its-sixth-generation-third-decade-and-still-going-strong PCIe 5.0 SSD应用风险与解决方案介绍 验证高速PCIe 5.0 SSD对各家厂商是一个重大挑战。若未经过验证便应用在系统甚至服务器上运作，对追求稳定效率的服务器来说便是一颗不定时炸弹，轻则传输效能低落不符合规格预期，让用户感觉响应延迟；严重地更会发生耐久度不佳、发生当机的风险。 如何确保挑选的SSD可靠稳定高效能？ 百佳泰有丰富的SSD验证经验，我们先发与SANBlaze合作，重金引进针对PCIe 5.0 SSD验证平台- SANBlaze RM5。该平台是一款支持热插入和PCIe 5.0 的16个插槽的企业级NVMe测试设备。 该系统具有独特的模块设计，可对应U.2/U.3、M.2以及时下服务器新架构开始导入的EDSFF链接接口的SSD。从下图可以看出， 不论是何种接口、PCIe 3.0~5.0，皆能在SANBlaze RM5平台上进行验证测试服务 。 透过专业的设备提供多样化的验证测试服务，协助SSD厂商完整解决其验证产品，从下列表格可以了解到除了基本的 I/ O command、Performance测试以外，更可以执行UNH/IOL 相关NVMe以及MI验证。当然近期服务器规范新宠儿，OCP验证 1.0以及2.0版皆能提供相关服务。 随着未来版本演进，未来OCP 2.5验证部分一旦发布也能及时提供验证服务。

固态硬盘 已渐渐成为现今市场主流，一般用户在选用内置储存装置时，并不会优先考虑传统机械式硬盘，但难道机械式硬盘就真的要被淘汰了吗? 其实不然，它并未因此而退场，至今仍占有一定市场。除了储存空间相较固态硬盘相比来的大，价格也相对较低廉，对于服务器等需要大量储存空间的设备来说，更是冷数据储存的首选！ 机械式硬盘架构介绍 在进入本篇主题前，先简单介绍机械式硬盘架构，主要组成由： 磁盘片、磁头、磁头控制器、马达、磁盘片上转轴及控制电路版、SATA/SAS连接接口 等几个部份组成。磁头可以沿着磁盘片的半径方向水平移动。由于磁盘片每分钟数千转的高速旋转，在盘片上的磁头就可以定位在指定位置上进行数据的写入/读取。 从上面简介可以清楚了解到，机械式硬盘主要是靠旋转盘片以及上面几乎贴在盘片上旋转的磁头做数据读写动作，所以此类硬盘在运作中若有外部震动、移动或者落下等非预期干扰，会对硬盘产生不可预期的问题产生，严重的话会让磁头/盘片损坏，进而导致该硬盘损毁。虽然机械式硬盘在服务器的环境中，遇到移动/落下的机率较小。 然而服务器由于高发热考虑，一般都会搭配高效率散热的风扇来协助排热。高效率风扇伴随而来的高转速导致机壳震动便是一个不可避免的因素。高阶企业级机械式硬盘大多应用在服务器上，标榜高可靠度的硬盘，是否真的能符合其宣称的能耐， 在服务器运转过程中，高频震动的环境下，仍然可以提供正常的传输效能呢？ 主流厂牌硬盘盲测评比 百佳泰身为专业服务器相关零组件测试实验室，对于相关问题之验证，自然已准备相对应的验证手法。透过实际的应用环境下，验证硬盘的是否能通过考验。 下图为准备执行验证的服务器示意图，在实际执行测试时： → 会将服务器内的硬盘槽全部设置好硬盘，搭配客制化软件，进行风扇转速调控。设定风扇转速在不同百分比情况下，同时对硬盘执行效能测试且纪录测试结果。 → 另外在执行测试前，会将测试硬盘放在稳定的平台，避免其他设备震动干扰，执行的效能测试并搜集结果做为基准值。 → 效能测试的方式为执行写入测试并搭配4K/256K block size。为了比对不同厂牌硬盘的差异，我们挑选了三颗主流厂牌企业级硬盘执行测试。 风扇转速设定由转速最高的一半，50%转速开始，以10%的级距慢慢开始提升，最后达到风扇全速，在不同转速区间下来比对效能是否与基准值差异过大。先从 256KB 循序写入的情况来比对这 三颗HDD效能 与原始数据比较。从下面图表可以看出，在 256KB 循序写入的情况， 三颗HDD在风扇不同转速下效能差异不大 ，都在0~1%之间，可以发现到 大档写入的情况比较不会受到高频振动影响 。 接下来看看 64KB 随机写入的部分，从下图可以发现 HDD B 跟 HDD C 分别在风扇转速 70% 跟 90% 有稍微高一些的效能差异，不过差距在 2% 左右，整体来说效能差异并不算大，在可接受范围内。 最后我们来看看小档案， 4KB 随机写入的部分，从下图可以发现 HDD B 在风扇转速 70~90% 效能差异到了 4% ，对比其他两颗硬盘来看的话，可以看出 明显差异 。虽然 5% 内还算是可接受的范围，不过在长时间使用的环境，随着设备老化，对于硬盘效能的影响不可轻忽。 从上面三颗硬盘的结果来看， 效能差异值都能在5%内 ，除了 HDD B 在小档案效能表现部份稍微跳动不稳以外，这 三颗硬盘都能在服务器内高频震动干扰下仍然能维持一定的效能稳定 。可见硬盘技术成熟的现在，在高频震动的抗干扰部份都有一定的水平。 另外，最后在跟各位分享一个测试过程中遇到的案例，这个是一个 双磁头设计的硬盘 ，能够提供相较 传统磁头 设计硬盘更高的效能表现。使用相同的测试手法验证结果来看，可以发现到在风扇全速运转的情况下， 4KB与64KB 随机写入的效能差异已超过 5% ，以业界标准来看 效能差异差过5%的硬盘 ，势必会影响到整体系统效能。不可不谨慎面对这效能变异的问题。