您的应用以什么样的读写混合模式运行？ 块大小是多少？ 这些简单的问题在运行 AI 训练、关系和 NoSQL 数据库、虚拟化/容器化堆栈等的数据中心中有着极其复杂的答案。数据中心 SSD 的技术规格表通常会给出在队列深度 (QD) 为 256、基于 128KB 顺序读取和写入时，4KB 100% 随机读取、写入和 70/30 混合读写的性能。但如果是 16KB 80/20，会发生什么？ 当您的应用在硬盘上没有达到 256 的队列深度时，又会发生什么？ 最重要的是，SSD 供应商如何在更符合实际情况的块大小下和考虑延迟时进行比较？
在本篇博客中，我们将探讨美光新推出的 7500 NVMe™ SSD 的性能数据。该 SSD 是我们开发的一款主流硬盘，具有出众的性能。我们会分析在块大小分别为 4KB、8KB 和 16KB 时的混合工作负载性能，并深入研究在 16KB 块大小下，80/20 工作负载中的 6x9 QoS 延迟。我们会将该 SSD 的性能数据与美光上一代主流 NVMe SSD 以及两款数据中心 NVMe SSD 竞品进行比较。
结果证明，美光 7500 的性能不仅达到了规格表中的最高 4KB 数据，在当今数据中心常用的混合工作负载类型（读/写混合和块大小）中也处于前沿水平。
全部混合
我们来看看队列深度为 32 时的 4KB 随机工作负载，其代表了在正常压力水平下运行的硬盘。读写混合比例从 50% 读/50% 写的频繁写入到 90% 读/10% 写的读取密集。
从图中可以看到，美光 7500 SSD 的性能略优于上一代，且明显优于两款竞品。
这很好，但对 7500 来说，比之前的产品并没有太大的提升；那么，如果使用 8KB 和 16KB 等更大的块大小，会发生什么呢？
当块大小为 8KB 时，7500 比上一代有了明显的领先优势，且遥遥领先于竞品。
当块大小为 16KB 时，差距进一步扩大，明确将 7500 定位为混合工作负载中的同类最佳主流 NVMe SSD。
数量和质量
对存储而言，另一个关键的性能指标是服务质量 (QoS)；您的 SSD 需要多长时间才能返回请求？ QoS 是以百分位数来衡量。例如，对于 1ms 的延迟，99% 的 QoS 表示有 1% 的 IO 用时超过 1ms。在拥有数千个硬盘、每秒处理的 IO 达到数百万的大型数据中心中，6x9 延迟变得至关重要。
在线事务处理、推荐引擎、实时分析、人工智能、内容分发和金融交易等等，这些都是受益于低延迟的工作负载示例。不仅是超大规模数据中心，运营数据库的传统企业数据中心也是如此。两者都必须按照服务水平协议 (SLA) 为客户提供服务，因此毫秒必争。
接下来我们看一下在队列深度从 1 到 32 时，以 16KB IO 运行的 80% 读/20% 写工作负载。
此图的 Y 轴为 6x9 读取延迟，X 轴为 IOPS。Y 轴数值越低，X 轴越靠右，说明性能越高。线条上的每个点表示 1 到 32 不等的队列深度。我们将图中的最大延迟设为了 4ms，以便能够更清晰地进行比较。这导致竞品 B 在 QD32 下的指标未能显示出来 (8ms)。
从图中可以看到，美光 7500 的 6x9 延迟相比上一代产品有了明显下降。我们还看到，7500 在每个队列深度下的延迟都优于之前的同类最佳硬盘。
竞品 B 的延迟在 QD8 以下时略微较低，但这是性能非常低的征兆。在 QD8 以上，竞品 B 的 QoS 延迟急剧增加。
现实世界的主流 NVMe
美光 7500 SSD 是前沿的主流 PCIe® 4.0 数据中心 SSD，也是全球率先采用 200+ 层 NAND 的 SSD，可提供优于竞品的 QoS 和性能1。
美光 7500 NVMe 数据中心 SSD
打造新的亚毫秒级延迟硬盘
美光 7500 NVMe SSD 是率先采用 200+ 层 NAND 的主流数据中心 SSD，这项领先的技术有助于在各种混合工作负载和 IO 大小上提供出色的性能和 QoS。
美光 7500 SSD 采用 232 层 NAND（目前世界上尤为先进的量产 NAND），并将其与我们的先进控制器和固件相结合，带来了令人难以置信的效果。
美光 7500 SSD 可在读取密集型 4K 工作负载上实现行业前沿的 99.9999% (6x9) 4K 亚毫秒级延迟，同时提供超过 100 万的 IOPS，满足了 QoS 需求。
美光 7500 在普通、混合、随机工作负载上的表现也非常出色，可帮助 Oracle、MySQL、RocksDB、和 Microsoft SQL Server 等流行数据库提高性能。所有数据库都是多线程的，这意味着在交付结果之前，会触发多个队列并且需要等待最慢的操作。有鉴于此，一致的延迟会对用户产生巨大的影响。
欲了解更多信息，请访问 7500 产品页面，您还可以联系销售代表，让他们帮助您完成实验，然后投产！
相关信息：
注 1：竞品是指截至 2023 年 8 月数据中心 SSD 市场份额至少为 10% 的主要供应商的同类 Gen4 U.2/U.3 SSD，参见 Forward Insights 分析师报告《第二季度/第三季度 SSD 供应商状况》。
注 2：队列深度 (QD) 是指每个线程每个目标等待完成的 I/O 请求数量。在本文中，QD 128 被用作不同竞品之间的通用可比 QD。例如，微软通常使用 QD 128 进行基准性能分析，并以更高的 IOPS 对被测系统 CPU 施加更大的压力。有关更多信息，请参阅此处：https://learn.microsoft.com/en-us/azure/virtual-machines/disks-benchmarks
注 3：所有结果均来自美光数据中心工作负载工程 (DCWE) 实验室的内部测试。
