Intel发布P4500、P4600 NVMe SSD：规格释疑

昨天看到新闻，Intel发布了面向数据中心的SSD DC P4500和P4600 系列PCIe/NVMe固态盘，回想上一代产品P3500、P3600、P3700的推出已经是3年前。由于Intel在企业级SSD市场和NVMe规范中的地位，我们有理由关注新产品的变化，由此应该也能看出一些行业发展的趋势。

 

上图是一块半高半长的Intel SSD DC P4500 PCIe扩展卡，而这一代产品已经可以看出侧重2.5英寸的U.2（SFF-8639连接器）外形。其实去年更新的SSD P3520已经开始采用3D NAND，但这次应该说是全面引入，因为还有P4600。关于NAND闪存我在下文中还会继续讨论。

 

顺序写寿命、NVMe-MI管理与Redfish

 

Intel SSD DC P4600技术规格

 

我的习惯是先看性能好的：）Intel P4600 NVMe SSD共有四个容量点，其中1.6TB、2TB和3.2TB和提供U.2外形，而AIC扩展卡只有2TB和4TB。最大顺序读写带宽分别为3280、2100MB/s，4K读IOPS 702,500基本已达PCIe Gen3x4的上限，随机写IOPS 257,000也是目前领先的水平。下文中我还会做与上一代产品的详细规格对比。

 

关于闪存技术，Intel标明了3D NAND, TLC，也就是来自与Micron合作的工厂（IMFT）。之前我看到DWPD（5年每天擦写次数）=1左右的3D TLC闪存SSD居多，而IntelP4600的随机写寿命则达到了DWPD=2.9，与上一代P3600的3基本持平。我们知道顺序写对闪存产生的写放大较低，所以Intel又给出了一个4 DWPD的数值，这一点在后面在列出的P4500 SSD上提高更加明显。

 

上面还有一条管理特性NVM Express Management Interface (NVMe-MI)，Intel资料里写它是一个带外（out-of-band）管理SSD的行业标准，在nvmexpress.org网站上看到与DistributedManagement Task Force (DMTF)有关。这让我想起了之前写过的《Redfish：下一代数据中心管理标准》，在网上我还搜到了一个2014年的文档《NVMe(NVM Express) Management Messages over MCTP Binding Specification》，截图如下：

 

我以前曾经说过，Redfish标准背后的组织是DMTF下面的SPMF（Scalable Platforms Management Forum）工作组，联席主席是来自Dell和 HPE。上面的文档是另一个工作组PMCI，当时的贡献者来自Intel、Dell、IBM、HP、Mellanox和Broadcom，以主导NVMe标准的和服务器厂商为主。大家知道后来IBM卖掉了x86 Server，近日传闻Power小机也要卖了…

 

我还听说Intel即将发布的下一代Skylake Xeon（Purley平台，参见《下一代Xeon E5服务器抢先看：NVMe、FPGA爆发》）将会增强NVMe设备管理方面的特性，估计P4500、P4600 SSD的NVMe-MI也与此有关。

 

Intel SSD DC P4500技术规格（注意这里的DWPD没有写几年）

 

Intel P4500本次公布的容量点为1TB、2TB和4TB，定位于读密集型企业级SSD，最高随机写IOPS 68,000自然没有P4600那样高，不过却超出了P3520，后面我会列出详细对比表格。

 

P4500也采用了3D NAND, TLC闪存，标称随机写寿命DWPD=0.7，按照4.6 PBW写入量和4 TB容量点严格计算似乎是4.5年。而4.62 DWPD的顺序写寿命，按照19.8 PBW计算大致是3年左右的水平。如果严格按照5年保修来计算，P4500SSD的顺序写DWPD应该是2.71？

 

无论如何，对比前面的数字，P4500与P4600在顺序写DWPD上的差距明显比随机写要小。这个道理也不复杂，因为顺序写时大家的写放大都不明显，P4600较大的OP（超量配置）优化不会带来那么多改善，很大程度上是看闪存的物理容量了。

 

3D NAND/新主控提高性能、延时疑问

 

我看到国内有消息灵通的朋友说“（P4500/P4600）是新主控，不再是传家宝18通道，而是新的12通道订制主控”（https://www.chiphell.com/thread-1731464-1-1.html），这一点我不做判断，但Intel资料里确实写了全新的NVMe控制器。一方面支持最大128队列更好地利用多核，另一方面支持“绑核”以便在平台上扩展更多数量的SSD。

 

之前老看到国外网站有做SSD的规格表，整理起来不算复杂，但国内似乎没什么人搞。下面表格中不包含Intel网站上的全部参数，主要是为了自己对比起来方便，

 

表格如有疏漏还望指正。这两款SSD在Intel网站Technical Specifications的数值比ProductBrief文档普遍略低一些不知为何。

 

还是先看性能高的P4600，参照物是P3600和P3700。首先，4TB的P4600 SSD只有AIC扩展卡而没有2.5英寸盘形态的。随机写IOPS性能上P4600甚至超出上一代旗舰级的P3700，而写寿命却不是如此，P3700还有继续存在的价值。

 

关于IO延时，我在《再谈3D XPoint：延时、QoS与队列深度》中曾提到Intel上一代SSD标注的20µs读延时是顺序读（有预读缓存命中），如果随机读的话P3700是115µs。

 

单从数字上来看，P4600标的79µs应该是“厚道”一些的随机读延时，比P3600和P3700改进比较多；而34µs的随机写延时比上一代P3600稍差了点，考虑到这个有写缓存的效果也不用太在意了。

 

以上应该都是QD=1时的典型（平均）读写延时，对应用体验影响可能更大的QoS延时在Intel SSD的Product Specification文档中有，现在不公开了，签NDA的客户应该可以看到。

 

 

再来看看P4500。目前公布的只有4TB容量提供AIC扩展卡，另外两个容量点只有U.2。我们看到去年发布的P3520已经开始用第一代3D NAND MLC闪存，而它与P4500都是随机写DWPD在0.7左右（P4500 2TB约为5年0.5），Intel也没把它们归类到H.E.T.闪存。

 

随机写前面讨论过了，而4TB大容量的P4500随机读接近P4600，比P3600和P3700要高了。延时方面，我看不到P3520的随机I/O水平，与前面的P4600相比，P4500的写入延时29µs要短一些。我觉得可能是Intel为了提高P4600的寿命，略微加长了一点3D NAND TLC闪存的编程时间？

另外像端到端数据保护、掉电数据保护这些特性，P4500和P4600与上一代产品都是一致的，包括我在《Intel Optane P4800X评测（序）：不用缓存和电容保护的SSD？》一文中写过的Power Loss Imminent（PLI）技术。本文开头的照片上也可隐约看到3颗大电容。

 

8TB、16TB大容量和U.2前景展望

 

按道理读密集型SSD可以做更大容量的习惯，P4500为何没有4TB以上呢？我们来看看下图：

 

 

首先声明一下不是我“泄密”，大家也不必追究这个比较早的资料来源了:）我们看到计划中还有8TB和16TB的容量，包括2.5英寸和AIC扩展卡。至于具体啥时候推出我也不确定，另外480GB小容量盘的定位被P3320取代了吧？

 

除了左边这4个，Dell PowerEdgeR930还能在右边对称位置选配4个（共支持8个）2.5英寸PCIe/NVMe SSD。

 

上图引用自《服务器设计进化：戴尔R930跨代对比之存储篇》，目前在售的服务器U.2SSD扩展位普遍还不多，而下一代2U乃至1U机型都可能超过这个水平哦。

 

我在《 M.2SSD热插拔：Facebook和微软的两种方案 》结尾处写道“本文介绍的两款 M.2 热插拔机型，由于是2/4 个SSD 一起插拔，所以在灵活性上有所不足；要是改为每个M.2 一个Carrier ，似乎又有些笨重。目前针对Facebook 和微软的特定应用场景… ”结合本文内容，未来传统企业级市场NVMe SSD 除了系统盘应该是U.2 的天下吧