Обзор и тестирование индустриального U.2 PCIe 5.0 NVMe-накопителя Kingston DC3000ME емкостью 7,68 ТБ для серверов и дата-центров

Сегодняшний обычный пользователь уже не смотрит на ресурс своего SSD. TBW, DWPD и подобные параметры превращаются в почти никому не интересные акронимы, так как даже ресурс уровня 160 TBW может не быть использован за 5 лет эксплуатации системного накопителя. Но сегодня статья посвящена не типичному твердотельному накопителю, а высококлассному индустриальному SSD для центров обработки данных, который имеет ресурс почти 30000 TBW!

Мы рассмотрим U.2 PCIe Gen5 x4 NVMe-накопитель Kingston DC3000ME (SEDC3000ME/7T6), который рекомендуется использовать для ИИ, HPC, OLTP, облачных приложений и периферийных вычислений.

Накопитель использует eTLC. Это не новый, или альтернативный тип флеш-памяти — это банальный префикс enterprise, обычно символизирующий более выносливые чипы памяти, для более простой фильтрации при поиске нужного решения, а де-факто это тот же TLC (Triple-Level Cell).

Kingston DC3000ME PCIe NVMe U.2

«Разработка DC3000ME велась с приоритетом обеспечения высокой производительности и предсказуемой скорости случайного обмена данными, а также предсказуемых задержек в широком диапазоне серверных рабочих нагрузок. Это был ключевой критерий проектирования, и на его результат могут положиться системные интеграторы, гипермасштабные центры обработки данных и поставщики облачных услуг, работающие и с PCIe Gen4, и с PCIe Gen5 серверами», — именно так презентует свой накопитель компания Kingston. Потенциальный клиент может выбрать под свои задачи одну из трех доступных модификаций:

Kingston DC3000ME 7.68TB

Мы получили SSD в состоянии bulk-комплектации, то есть просто сам SSD и ничего более. Поэтому у нас нет возможности оценить упаковку, как, например с предшественником в лице DC1500M.

SSD выполнен в форм-факторе 2,5 дюйма, а весь его корпус черного цвета выступает в роли радиатора. Ключевая информация о накопителе собрана на наклейке, расположенной на лицевой части устройства, которая также берет на себя роль гарантийной пломбы.

Габариты накопителя составляют 100,5×69,8×14,8 мм, и они больше схожи с типичными 2,5‑дюймовыми жесткими дисками SAS, чем с привычными SSD. Это следует учесть в случае установки вне серверных шасси, например в корпуса типа Workstation или типичные десктопы.

Устройство имеет дополнительные отверстия для сквозной вентиляции в условиях корзины в серверном корпусе или другой среде. Сам корпус имеет немало ребер для улучшенной вентиляции. Кроме этого присутствует внешний порт для прошивки накопителя. Ниже можно рассмотреть его фото с других ракурсов:

После снятия четырех Torx T6 пользователь может увидеть внутреннее строение накопителя, и оно дарит эстетическое наслаждение. Все ключевые элементы отводят тепло на корпус устройства через жидкие термопрокладки.

В отличие от предшественника перед нами теперь одноплатная конструкция, а не «бутерброд» на жестком шлейфе. Мы видим девять чипов DRAM, 16 чипов 3D eTLC NAND, конденсатор PLP, контроллер, PMIC, микросхему прошивки, а также другие силовые элементы.

Power Loss Protection обеспечивается одним конденсатором Nichicon 1800 мкФ на 35 В.

Прошивка устройства хранится в NOR Flash MX25U6432F объемом 64 Мбит производства Macronix International.

За питание отвечает индустриальный PMIC Renesas P8330-5M6NTGI8.

Сердцем накопителя является платформа Marvell Bravera SC5 в виде MV-SS1333-FB200AB. Этот контроллер оперирует четырьмя линиями PCIe Gen5 и способен демонстрировать скорости линейного чтения на уровне 14 ГБ/с и записи на уровне 9 ГБ/с, а также гарантирует 2 000 000 IOPS случайного чтения и 1 000 000 IOPS случайной записи. Этот контроллер соответствует спецификациям NVMe 1.4b, поддерживает аппаратное шифрование AES-256 и может работать в режиме dual-port, отдавая по две линии в каждое направление, если есть такая необходимость. Также в наличии LDPC (low-density parity coding). Все это обслуживает десять внутренних ядер ARM Cortex-R8, Cortex-M7 и Cortex-M3.

Контроллер использует все 16 доступных каналов оперирования NAND-чипами, столько же чипов флэш-памяти и установлено. На плате распаяны микросхемы Micron NY196 (MT29F4T08EMLCHD4‑T:C), каждая из которых имеет объем 512 ГБ (4 Тбит), так что в сумме у нас на самом деле 8 ТБ общей емкости, а это дает нам 7% заводского over-provision на случай эксцессов.

В качестве буфера используется довольно интересная комбинация, а именно 9 ГБ DDR4-3200 (9×1 ГБ) на базе чипов sk hynix H5AG38EXND.

Переходим к началу эксплуатации. После форматирования пользователю будет доступно 6,98 ТБ свободного пространства, или 13,9 ТБ в режиме RAID0. Такая разница в емкости от начального значения обусловлена разными единицами измерения, так как производители производят расчеты в десятичной системе исчисления, а Windows — в двоичной. К сожалению, правильные единицы измерения в операционной системе да и в целом, а в нашем случае это ТиБ, до сих пор не прижились.

Тестовый стенд

Тестирование производилось на платформе LGA 1700:

• процессор: Intel Core i9-14900KF;
• система охлаждения: контур СВО с чиллером;
• термоинтерфейс: Arctic MX‑4;
• материнская плата: ASUS ROG MAXIMUS Z790 HERO (UEFI 2801);
• память: Kingston Fury Renegade KF580C36RLAK2-48 (DDR5-8000, 2×24 ГБ, CL36-48–48–128 2T, 1,45 В);
• видеокарта: GeForce GT 1030 (GIGABYTE GV-N1030D5-2GL);
• пара накопителей U.2: Kingston DC3000ME 7.68TB (SEDC3000ME/7T6);
• системный накопитель во время тестирования одного диска: Kingston DC3000ME 7.68TB (SEDC3000ME/7T6);
• системный накопитель во время тестирования RAID: Kingston KC3000 1024GB (SKC3000S/1024G);
• системный накопитель во время тестирования CentOS: Kingston OM3PDP3-AD KDI 256GB;
• блок питания: Rosewill Hercules 1600S (1600 Вт);
• дополнительно: Thermalright LGA1700-BCF вместо заводского механизма прижима;
• ОС #1: Microsoft Windows 11 Pro 24H2 x64 (26100.3624);
• ОС #2: CentOS Stream 9 (20250414.0).

Методика тестирования накопителя

Накопители были подключены к интерфейсу PCIe 5.0 с помощью переходника PCIe > U.2 (JEYI U2-PC5.0) и работали на линиях процессора.

ASPM не был задействован. Файл подгрузки и режим глубокого сна на время тестов были отключены. На SSD штатными средствами Windows 10 был создан логический раздел с файловой системой NTFS со стандартными настройками кластера, занимающий все доступное дисковое пространство. В CentOS форматирование производилось в Ext4. Массив RAID 0 создавался программными средствами ОС. Отдельный накопитель тестировался в двух режимах: чистый (0% объема занято) и заполненный (95% объема занято). Тесты RAID 0 делались лишь на чистом массиве (0% объема занято). Все ОС получили актуальные обновления на апрель 2025 года. Для обеспечения сквозного продува как в серверном шасси использовался дополнительный 92-мм вентилятор, который был установлен между двумя SSD в процессе тестирования. Для теста температур и копирования информации использовался ZIP-архив с резервными копиями виртуальных машин объемом 868 ГБ. Бенчмарки проходились трижды, исключение — PCMark 8, а также 3DMark (один результат и так является средним арифметическим трех итераций).

Последовательность скриншотов:

• пустой накопитель;
• заполненный на 95% накопитель;
• RAID 0.

Для измерения быстродействия использовались следующие программы:

• AIDA64 Engineer 7.65.7400;
• Anvil’s Storage Utilities 1.1.0.337;
• AS SSD Benchmark 1.7.4739.38088;
• ATTO Disk Benchmark v4.1.0.0;
• CrystalDiskMark 8.0.4 x64;
• HWINFO 8.24−5700;
• PCMark 8 (2.10.901);
• SysBench 1.0.20.

Результаты тестирования

Начнем с температурного режима, сначала с условий, где не будет сквозного продува. Следует заметить, что без ASPM накопитель довольно горячий в режиме простоя, тепловая камера зафиксировала температуру корпуса в 64 градуса по Цельсию, а сам накопитель рапортовал о 67 градусах. HWINFO не смог распознать четкие названия/соответствие датчиков и представлял лишь «Drive Temperature #», поэтому не понятно, какой и к чему относился, а брался наибольший.

С такой температуры простоя при появлении нагрузки накопитель включил режим троттлинга уже после 40 секунд работы, и снизил скорости записи до 1,9 ГБ/с, а в момент окончания копирования была зафиксирована пиковая температура в 97 градусов. То есть несмотря на заявленную критическую температуру в 85 градусов накопитель продолжал запись без усиления эффекта троттлинга. Похоже Kingston DC3000ME имеет неформальный приоритет быстродействия даже в неадекватных условиях эксплуатации.

Если же условия эксплуатации адекватные, как ожидалось производителем, т.е. накопитель обеспечен сквозным продувом, близким к типичному серверному шасси, то температуры более чем удовлетворительные. Тепловая камера зафиксировала максимальную температуру корпуса в 40 градусов, а программный мониторинг показывал пиковую температуру в 67 градусов. Копирование происходило на скорости уровня 3,6−3,75 ГБ/с без заметных просадок.

Таким образом, обращаем особое внимание на то, что эксплуатировать этот накопитель без прямого или сквозного продува иррационально, ведь показатели падают почти вдвое. Этот вопрос даже не будет подниматься в условиях серверного шасси, однако владельцам workstation или десктопных корпусов, которые захотят приобрести DC3000ME, следует об этом помнить.

AIDA64

Накопитель проявил себя отлично, на нашем ресурсе это самый высокий показатель среди всех SSD (на момент написания этого обзора), даже народный любимец PCIe 5.0 в лице Crucial T705 и близко не может повторить такую непрерывную запись. Средняя скорость составила 9496,7 МБ/с — это замечательный результат. В худшем случае происходили кратковременные просадки до 9287,7 МБ/с. Kingston DC3000ME заметно не «сдулся» ни на цикл.

Anvil’s Storage Utilities

Напоминаем, что все последующие бенчмарки подаются в виде трех блоков результатов: первый на пустом накопителе, второй на заполненном на 95% емкости накопителе, а третий — в режиме RAID 0. В CentOS будут результаты одного накопителя и RAID 0.

AS SSD Benchmark

ATTO Disk Benchmark

CrystalDiskMark

PCMark 8

3DMark Storage Benchmark

CentOS

Этот раздел уже не является типичным и требует детального объяснения каждого отдельного аспекта. Далее происходит тестирование в Sysbench. Этот алгоритм использовался на нашем ресурсе уже неоднократно. Тест проводится в режиме случайного чтения (rndrd), случайной записи (rndwr) и гибридной нагрузки чтения и записи одновременно (rndwr). Это происходит в 192 потоках, чтобы эмулировать работу накопителя не только со множеством данных, но и с одновременно активными фоновыми процессами. Для RAID 0 объем создаваемых файлов был удвоен (8 ТБ вместо 4 ТБ). Всего на накопителе будет 64 файла идентичного объема записанных блоками 4K. Скрипт бенчмарка:

for size in 4000G; do
   for mode in rndrd; do
   for blksize in 4096; do
      sysbench --test=fileio --file-num=64 --file-total-size=$size prepare
      for threads in 192; do
         echo "====== testing $blksize in $threads threads"
         echo PARAMS $size $mode $threads $blksize > sysbench-size-$size-mode-$mode-threads-$threads-blksz-$blksize
         sysbench --test=fileio --file-total-size=$size --file-test-mode=$mode
            --time=120 --events=100000000 --threads=$threads 
            --file-num=64 --file-extra-flags=direct --file-fsync-freq=0 --file-block-size=$blksize run 
            | tee -a sysbench-size-$size-mode-$mode-threads-$threads-blksz-$blksize 2>&1
      done
   done
   done
done

Sysbench — RNDRD

В результате случайного чтения накопитель выдал 6992 МиБ/с (не забывайте, что телеметрия этого теста измеряется в Мебибайтах, а не Мегабайтах), а также 1790000 IOPS.

RAID увеличил показатели до 8139 МиБ/с и 2083617 IOPS.

Sysbench — RNDWR

Для случайной записи было достигнуто 3600 МиБ/с, а также 921843 IOPS.

RAID увеличил эти показатели значительнее, чем при чтении, а именно до 6534 МиБ/с и 1673015 IOPS.

Sysbench — RNDRW

Гибридный режим продемонстрировал 2809 МиБ/с при чтении, а также 1873 МиБ/с для записи. IOPS составили 719133 и 479423 соответственно.

RAID увеличил показатели до 4218 МиБ/с при чтении, а также 2812 МиБ/с при записи. IOPS равнялись 1079810 и 719871 соответственно.

Бонусный раздел

Ради спортивного интереса и проверки полученных результатов была также задействована платформа на базе AMD Socket AM5. Уверены, результаты будут полезны всем, поэтому не будем держать их за кадром. Телеметрия находится ниже в виде галереи (забеги по одному результату):

Выводы

Откровенных минусов во время тестирования выявлено не было. Спецификой может стать разве что высокий нагрев, но в серверном шасси такой вопрос не актуален. Перед нами качественный SSD, который сохраняет скорость записи на длинной дистанции без падения производительности на очень близком от заявленного производителем уровне. Он также не теряет производительности даже при заполнении на 95%. Внутренняя платформа Marvell Bravera SC5 обеспечивает пиковые скорости очень близкие к заявленным 14/10 Гбайт/с, а также стабильные задержки. Потенциально Kingston DC3000ME обещает большой ресурс эксплуатации, хоть мы и не сможем это выяснить собственноручно.

Резюмируем: SEDC3000ME/7T6 не боится непрерывных нагрузок дата-центров, ведет себя предсказуемо, а также имеет дополнительные аппаратные системы защиты, а именно это и требуется от качественного накопителя для ЦОД.