企業選SSD
時，容量之外還要看業務怎麼運行。在線交易、實時推理對響應時間比較敏感，資料庫和虛擬化集群則經常有大量請求同時到來，這時就需要把IOPS、延遲和QoS放在一起看。平均延遲低，不代表每個請求都能很快完成。少量請求如果等得太久，也會影響業務響應，這就要看QoS了。雲計算、大數據分析中的讀寫任務往往是混在一起的，運行時間也長。除了速度，耐久、可靠性還有掉電保護這些也得看，企業盤畢竟不是只跑個測速就完事了。
PE511使用的是長江儲存晶棧®Xtacking®4.0技術打造的X4-9070三維TLC快閃記憶體晶片。產品分為讀取密集型和讀寫混合型，耐久規格分別為1DWPD、3DWPD，我們收到的12.8TB版本屬於後者，更適合資料庫、在線交易、虛擬化這類寫入任務較多的用途。
也許有人會問，QLC密度更高、單TB成本更低，企業盤為什麽還要用TLC？選擇TLC，與這些用途有關。QLC可以在同樣的空間裡提供更大容量，單位容量成本也更有優勢，對於以讀取為主的部署，有利於控制每TB功耗和總體擁有成本。PE511要應對的，正是持續寫入、讀寫頻繁交替的業務。放在這類負載里，TLC在耐久和延遲上的優勢就比較實在了。官方給出的快閃記憶體耐久為12000次擦寫。整盤有1DWPD和3DWPD兩個版本，一個偏讀取密集型，一個面向讀寫混合負載。這款TLC快閃記憶體標稱支持12000次擦寫。PE511的讀寫混合型則給到了3DWPD，是讀取密集型版本的3倍。每天持續寫入，耐久餘量自然要留足。隨機I/O和延遲當然要看，數據保護也不能忽略。企業盤一裝進伺服器，往往就是長時間連續運行。
我們收到的12.8TB版本，標稱順序讀寫分別為14000MB/s、10000MB/s。4K隨機讀取達到320萬IOPS，寫入為90萬IOPS，後面的實測就以這組參數作為參考。PCIe 5.0提供的頻寬空間，能否在不同訪問方式下充分用起來，是後面實測的一個重點。另外，官方給出的4K隨機讀取延遲低至55μs，寫入低至8μs，也專門標出了99.99%分位的QoS表現。延遲這部分，我們會在實測中展開，平均值和較慢請求的分布都看一看。
PE511的MTBF標稱為250萬小時，盤級和主控級均通過了安全認證。它還支持AES-256 XTS靜態數據加密、增強掉電保護和安全擦除。日常儲存、意外斷電，直到退役前清理數據，都有相應的保護功能。
性能實測
說了這麼多企業對SSD性能需求以及長江儲存PE511特性，也該上硬貨了——性能實測。
測試基於PC平台進行測試，使用Intel Core i9-13900K處理器以及ASUS ROG Maximµs Z790 Hero，PCIe 5.0 M.2接口是通過轉接卡從PCIe X16插槽中轉出來的，再通過轉接卡連接到PE511的U.2接口上。考慮到這次有不少長時間讀寫項目，這次長時間讀寫項目不少，所以PE511測試時一直放在機殼風扇附近，直接用風扇送風。Ubuntu 26.04下的高並發隨機I/O測試，最初出現了周期性波動。後來排查下來，問題出在這套平台默認的NVMe中斷聚合設置上。正式測試前，我們先關閉了相應的中斷聚合。處理方式是通過NVMe Set Features，把Interrupt Vector Configuration里各I/O隊列中斷向量的Coalescing Disable設為1，儘量不讓中斷聚合干擾持續性能。
CrystalDiskMark
第一個測試SSD跑分標配的CrystalDiskMark，用於測試SSD最大讀寫速度。實測PE511順序讀取速度為13877.22MB/s，順序寫入速度為10088.39MB/s，前者很接近官方標稱值，後者則是高於官方標稱值。CrystalDiskMark的4K隨機讀寫成績分別為2263620IOPS和1297735IOPS。
TxBENCH
TxBENCH的順序讀取跑到了13063.79MB/s，寫入為9391.87MB/s，使用128K Q32T1設置。4K Q32T1下，隨機讀取測得509021IOPS，寫入462380IOPS。
SPECworkstation 4 WPCstorage
不同專業軟體訪問硬碟的方式並不一樣，這次也加入了SPECworkstation4.0的Storage測試，裡面有內容創作、工程設計、科學計算等負載。圖里主要看SPEC Ratio，簡單來說就是實測成績和參考系統成績的比值，數字越高，這一項的表現越好。
PE511在mcad、7zip和3dsmax三個子項中分別取得2.53、2.38和2.05，機械CAD、壓縮工具、三維內容創作相關的儲存負載表現比較突出。MayaVenice、namd和ccx也分別達到1.89、1.87和1.76，較好的成績並不集中在單一類型的應用中。這裡比較的是儲存子測試，可用於工作站選盤參考，不能直接理解為整個應用獲得了相同比例的加速。
ezFIO
ezFIO是基於fio自動執行測試的腳本工具，本次使用fio 3.41，測試範圍基本覆蓋整盤，約11921GiB。塊大小、並發數量和讀寫比例都會跟著項目變化。4K隨機讀寫這裡有一點容易看混，每個線程實際上都是QD1，線程數往上加以後，總QD才跟著增加，圖裡的QD標的是總隊列深度。
持續穩定性這項使用4K隨機訪問，70%讀、30%寫，256線程，每線程QD1。大多數時間都在170萬IOPS上下，全程都非常穩定。平均1694327IOPS，變異係數1.30%。收尾時的成績和剛開始差不多，穩態狀態表現非常優秀。
同樣是4K、70%讀取和30%寫入，總QD64時已經達到1000995IOPS，讀寫平均延遲分別為83.55μs和17.18μs。這個檔位既有百萬級處理量，響應也比較快。加到QD256，混合讀寫升至1698448IOPS，還有明顯增長。對應的平均延遲也上去了，讀取171.25μs，寫入101.67μs。
純4K隨機讀從單線程開始就是53.19μs，和官方55μs的標稱值已經很接近。加到64線程，IOPS超過100萬，平均延遲還沒到60μs。256線程時成績來到2918006IOPS，延遲87.32μs。一路把並發往上推，IOPS還在漲，延遲則一直壓在100μs以內。
前面這組線程配置還沒碰到官方標稱的隨機讀取性能，所以又補了幾組，把線程數和每線程QD一起調整，每組大約跑120秒。幾組結果都在344.3萬到345.8萬IOPS之間，最高出現在64線程、每線程QD32，也就是總QD2048。這個成績比12.8TB版本標稱的320萬IOPS高了約8.1%。
隨機寫入更早進入性能平台期，總QD32附近就已經達到百萬IOPS，此後繼續增加並發，成績變化不大，最高為1008970IOPS，超過官方90萬IOPS約12.1%。QD1寫入響應也很快，實測平均延遲8.44μs，和官方8μs基本貼著。寫入曲線在總QD32附近已經趨於平坦，再增加並發，成績也沒有多少變化。到這個檔位，延遲還不算高，吞吐已經基本摸到這一項的上限了。
數據塊增大後，隨機讀取頻寬上升很快，8KiB就達到13639.05MiB/s。32KiB至128KiB之間變化不大，基本都在13800MiB/s左右。隨機讀取這裡用的是16線程、每線程QD16，總QD256。順序讀取則是單線程QD256，128KiB下跑到13806.26MiB/s。換成廠商常用的MB/s以後，大約是14477MB/s，基本到了標稱水平。兩種訪問方式在較大數據塊下，都取得了接近的高頻寬成績。
隨機寫入仍使用16線程、每線程QD16，4KiB頻寬為3876.18MiB/s，增加到128KiB後為4278.57MiB/s，增長已經比較有限。單線程QD1順序寫入關注的是低並發下的表現：4KiB平均延遲8.41μs，128KiB頻寬3563.91MiB/s，平均延遲34.92μs。此時QD只有1，單次請求寫入的數據更多，頻寬也就隨之提高。
平均值之外，再看70%讀取、30%寫入時的延遲分布。QD1時看延遲分布，大約99%的讀取請求都能落在61μs以內。到QD32以後，約99%的讀取請求落在245μs以內，整條曲線也比QD1往右挪了一截。這時的混合讀寫成績為604039IOPS，處理的請求也多了不少。並發上去以後，等待時間會變長，這很正常。不過大多數讀取請求還是能比較快地返回。寫入這邊的曲線明顯要靠左一些，QD1下大約99%的請求在11.5μs以內就能完成。到了QD32，也只需要32.1μs。越往尾部看，幾條曲線的差距越明顯。多數寫入請求的耗時仍然很短，沒有因為同時進行讀取就普遍變慢。
VDBench
Vdbench的測試方法比較自由，塊大小、讀寫比例、隨機還是順序訪問，包括線程數，都可以自己設。也可以直接限制目標I/O速率，一檔一檔往上加壓力，看吞吐和延遲會怎麼變化。本次使用Curve方式，先測出各項目的最大IOPS，再按10%、25%、50%、70%、80%、90%、95%和100%設置請求強度，觀察延遲怎樣變化。這裡的百分比是相對於該項目最大I/O速率而言，並非SSD利用率或隊列深度。比如某個項目最高跑到329萬IOPS，50%負載就是把目標速率設為約164.5萬IOPS，90%則設為約296萬IOPS。
4K隨機讀取的曲線比較平緩，從50%負載時的69.4μs，逐步增加到滿負載時的154.6μs，沒有明顯突增。寫入直到95%負載，平均延遲也只有53.0μs，80%時更低，為31.5μs。前面幾個檔位變化都不算大，直到最後的100%負載，延遲才明顯跳到516.6μs。寫入接近飽和後的排隊影響在這裡比較直觀，而在95%及以下檔位，響應仍然很快。
70:30混合讀寫下，4K在80%負載時是91.3μs，95%時130.1μs。8K會再高一點，分別是111.9μs和162.9μs。拉到100%以後，兩組平均延遲仍沒超過300μs，分別為277.4μs和249.8μs。放在混合讀寫負載里看，這樣的響應表現還不錯。
資料庫混合v1項目從50%負載時的88.1μs，增加到90%時的149.7μs，95%仍不到200μs。最後一個滿負載檔位升至363.0μs，整個測試範圍內都處於亞毫秒水平。
VDI混合v1跑滿以後是550.0μs，前面幾個負載檔位則是一點點往上走。把六種負載橫著看，90%和95%時平均延遲都還在200μs以內。已經比較接近各自的最大處理能力了，響應並沒有突然惡化。
結語
晶棧®Xtacking®4.0到了企業級產品上，最後還是要看它能不能經得住這些實際負載。PE511在這次測試里沒有出現明顯的持續性能衰減，隨機讀取最高跑到約345.8萬IOPS，長時間混合讀寫也維持得比較穩定。12.8TB容量、較高的並發性能，再加上3DWPD這樣的耐久規格，放到資料庫以及虛擬化儲存里，都能找到直接的對應場景。
對長江儲存來說，晶棧®Xtacking®4.0進入企業級SSD，也說明這套技術已經開始面對真正高強度的業務負載。高並發、長時間運行、大容量和高寫入量，這些要求比消費級產品苛刻得多，PE511這次的實測表現也給出了比較有說服力的結果。隨著數據中心繼續擴張，儲存的重要性只會越來越高，而PE511至少證明了一件事：在企業級SSD這個更看重長期穩定和綜合能力的市場裡，長江儲存已經拿出了足夠強大的產品。
