Огляд та тестування індустріального U.2 PCIe 5.0 NVMe-накопичувача Kingston DC3000ME місткістю 7,68 ТБ для серверів й дата-центрів

Сьогоденний типовий користувач вже не дивиться на ресурс свого SSD. TBW, DWPD і подібні перетворюються на майже нікому не цікаві акроніми, бо навіть ресурс рівня 160 TBW може бути не використаний за 5 років експлуатації системного накопичувача. Але сьогодні стаття присвячена не типовому твердотілому накопичувачу, а висококласному індустріальному SSD для центрів обробки даних, який має ресурс майже 30000 TBW!

Ми розглянемо U.2 PCIe Gen5 x4 NVMe-накопичувач Kingston DC3000ME (SEDC3000ME/7T6), який рекомендується використовувати в ШІ, HPC, OLTP, хмарних застосунках та периферійних обчисленнях.

Накопичувач використовує eTLC. Це не новий, чи альтернативний тип флешпам’яті, це банальний префікс enterprise, що зазвичай символізує більш витривалі чипи пам’яті, для простішої фільтрації під час пошуку потрібного рішення й де-факто це той самий TLC (Triple-Level Cell).

Kingston DC3000ME PCIe NVMe U.2

«Розробка DC3000ME велася з пріоритетом забезпечення високої продуктивності та передбачуваної швидкості випадкового обміну даними, а також передбачуваних затримок у широкому діапазоні серверних робочих навантажень. Це був ключовий критерій проєктування, і на його результат можуть покластися системні інтегратори, гіпермасштабні центри обробки даних та постачальники хмарних послуг, що працюють і з PCIe Gen4, і з PCIe Gen5 серверами», — саме так презентує свій накопичувач компанія Kingston. Потенційний клієнт може обрати під свої задачі одну з трьох доступних модифікацій:

Kingston DC3000ME 7.68TB

Ми отримали SSD в стані bulk-комплектації, тобто просто сам SSD і нічого іншого. Тож ми не маємо можливості оцінити паковання, як, наприклад з попередником в обличчі DC1500M. 

SSD виконаний у формфакторі 2,5 дюйми, а весь його корпус чорного кольору виступає у ролі радіатора. Ключова інформація про накопичувач зібрана на наклейці, розташованій на лицьовій частині пристрою, яка бере на себе роль гарантійної пломби.

Габарити накопичувача складають 100,5×69,8×14,8 мм, і вони більше схожі з типовими 2,5‑дюймовими жорсткими дисками SAS, ніж зі звичними SSD. Це слід врахувати у випадку встановлення поза серверних шасі, наприклад в корпуси типу Workstation або типові десктопи.

Пристрій має додаткові отвори для наскрізної вентиляції в умовах кошика в серверному корпусі чи іншій середі. Сам корпус має чимало ребер для покращеної вентиляції. Крім цього присутній зовнішній порт для прошивки накопичувача. Нижче можна роздивитись його з інших сторін:

Після зняття чотирьох Torx T6 користувач може побачити внутрішню будову накопичувача, і вона дарує естетичну насолоду. Всі ключові елементи відводять тепло на корпус пристрою через рідкі термопрокладки.

На відміну від попередника перед нами тепер одноплатна конструкція, а не «бутерброд» на жорсткому шлейфі. Ми щойно побачили дев’ять чипів DRAM, 16 чипів 3D eTLC NAND, конденсатор PLP, контролер, PMIC, мікросхему прошивки, а також інші силові елементи.

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

Прошивка пристрою зберігається в NOR Flash MX25U6432F обсягом 64 Мбіт виробництва Macronix International.

За живлення відповідає індустріальний PMIC Renesas P8330-5M6NTGI8.

Серцем накопичувача є платформа Marvell Bravera SC5 у вигляді MV-SS1333-FB200AB. Цей контролер оперує чотирма лініями PCIe Gen5 і здатний демонструвати швидкості лінійного читання на рівні 14 ГБ/с й запису на рівні 9 ГБ/с, а також гарантує 2 000 000 IOPS випадкового читання й 1 000 000 IOPS випадкового запису. Цей контролер відповідає специфікаціям NVMe 1.4b, підтримує апаратне шифрування AES-256 та може працювати в режимі dual-port, віддаючи по дві лінії в кожен напрямок, якщо є така необхідність. Також в наявності є LDPC (low-density parity coding). Все це обслуговує десять внутрішніх ядер ARM Cortex-R8, Cortex-M7 та Cortex-M3.

Контролер використовує всі 16 доступних каналів оперування NAND-чипами, стільки ж чипів флешпам’яті й встановлено. На платі розпаяні мікросхеми Micron NY196 (MT29F4T08EMLCHD4‑T:C), кожна з яких має обсяг 512 ГБ (4 Тбіт), тож в сумі в нас насправді 8 ТБ загальної місткості, а це дає нам 7% заводського over-provision на випадок ексцесів.

Як буфер використовується доволі цікава комбінація, а саме 9 ГБ DDR4-3200 (9×1 ГБ) на базі чипів sk hynix H5AG38EXND.

Переходимо до початку експлуатації. Після форматування користувачу буде доступно 6,98 ТБ вільного простору, або 13,9 ТБ в режимі RAID0. Така різниця в місткості від початкового значення зумовлена різними одиницями вимірювання, бо виробники роблять розрахунки у десятковій системі обчислення, а Windows — у двійковій. На жаль, правильні одиниці вимірювання в операційній системі та й в цілому, а в нашому випадку це ТіБ, досі не прижилися.

Тестовий стенд

Тестування відбувалось на платформі LGA 1700:

• процесор: Intel Core i9-14900KF;
• система охолодження: контур СВО із чилером;
• термоінтерфейс: Arctic MX‑4;
• материнська плата: ASUS ROG MAXIMUS Z790 HERO (UEFI 2801);
• пам’ять: Kingston Fury Renegade KF580C36RLAK2-48 (DDR5-8000, 2×24 ГБ, CL36-48–48–128 2T, 1,45 В); 
• відеокарта: GeForce GT 1030 (GIGABYTE GV-N1030D5-2GL);
• дует накопичувачів U.2: Kingston DC3000ME 7.68TB (SEDC3000ME/7T6);
• системний накопичувач під час тестування одного диску: Kingston DC3000ME 7.68TB (SEDC3000ME/7T6);
• системний накопичувач під час тестування RAID: Kingston KC3000 1024GB (SKC3000S/1024G);
• системний накопичувач під час тестування CentOS: Kingston OM3PDP3-AD KDI 256GB;
• блок живлення: Rosewill Hercules 1600S (1600 Вт);
• додатково: Thermalright LGA1700-BCF замість заводського механізму притиску;
• ОС #1: Microsoft Windows 11 Pro 24H2 x64 (26100.3624);
• ОС #2: CentOS Stream 9 (20250414.0).

Методика тестування накопичувача

Накопичувачі було під’єднано до інтерфейсу PCIe 5.0 за допомогою перехідника PCIe > U.2 (JEYI U2-PC5.0) та працювали на лініях процесора.

ASPM не був залученим. Файл довантаження та режим глибокого сну на час тестів були вимкнені. На SSD штатними засобами Windows 10 було створено логічний розділ із файловою системою NTFS зі стандартними налаштуваннями кластера, що займає весь доступний дисковий простір. У CentOS форматування проводилося в Ext4. Масив RAID 0 створювався програмними засобами ОС. Окремий накопичувач тестувався у двох режимах: чистий (0% обсягу зайнято) та заповнений (95% обсягу зайнято). Тести RAID 0 робилися лише на чистому масиві (0% обсягу зайнято). Всі ОС отримали актуальні оновлення на квітень 2025 року. Для забезпечення наскрізного продуву як в серверному шасі використовувався додатковий 92-мм вентилятор, що було встановлено між двома SSD в процесі тестування. Для тесту температур та копіювання інформації використовувався ZIP-архів з резервними копіями віртуальних машин обсягом 868 ГБ. Бенчмарки проходились тричі, виключення — PCMark 8, а також 3DMark (один результат і так є середнім арифметичним трьох ітерацій).

Послідовність скриншотів: 

• порожній накопичувач;
• заповнений на 95% накопичувач;
• RAID 0.

Для вимірювання швидкодії використовувалися такі програми:

• 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.

Результати тестування

Почнемо з температурного режиму, спочатку з умов, де не буде наскрізного продуву. Слід зауважити, що без ASPM накопичувач доволі гарячий в режимі простою, теплова камера зафіксувала температуру корпусу в 64 градуси за Цельсієм, а сам накопичувач рапортував про 67 градусів. HWINFO не зміг розпізнати чіткі назви/відношення датчиків і представляв лише «Drive Temperature #», тож не зрозуміло, який і до чого відносився, тож брався найбільший.

З такої температури простою при появі навантаження накопичувач увімкнув режим тротлінгу вже після 40 секунд роботи, і знизив швидкості запису до 1,9 ГБ/с, а в момент закінчення копіювання було зафіксовано пікову температуру в 97 градусів. Тобто не дивлячись на заявлену критичну температуру у 85 градусів накопичувач продовжував запис без посилення ефекту тротлінгу. Схоже Kingston DC3000ME має неформальний пріоритет швидкодії навіть в неадекватних умовах експлуатації.

Якщо ж умови експлуатації адекватні, як очікувалось виробником, тобто накопичувач забезпечено наскрізним продувом, близьким до типового серверного шасі, то температури більш ніж задовільні. Теплова камера зафіксувала максимальну температуру корпусу в 40 градусів, а програмний моніторинг показував пікову температуру в 67 градуси. Копіювання відбувалось на швидкості рівня 3,6–3,75 ГБ/с без помітних просідань.

Тож звертаємо особливу увагу на те, що експлуатувати цей накопичувач без прямого, або наскрізного продуву ірраціонально, адже показники падають майже вдвічі. Це питання навіть не буде підійматись в умовах серверного шасі, однак власникам workstation або десктопних корпусів, що захочуть придбати DC3000ME, слід пам’ятати про це.

AIDA64

Накопичувач проявив себе відмінно, на нашому ресурсі це найвищий показник (на момент написання цього огляду), навіть народний улюбленець PCIe 5.0 в обличчі Crucial T705 і близько не може повторити такий неперервний запис. Середня швидкість становила 9496,7 МБ/с, це чудовий результат. У найгіршому випадку відбувалися короткочасні просідання до 9287,7 МБ/с. Kingston DC3000ME помітно не «здувся» ні на цикл.

Anvil’s Storage Utilities

Нагадуємо, що всі наступні бенчмарки подаються у вигляді трьох блоків результатів: перший на порожньому накопичувачі, другий на заповненому на 95% місткості накопичувачі, а третій — в режимі RAID 0. В CentOS будуть результати одного накопичувача та RAID 0.

AS SSD Benchmark

ATTO Disk Benchmark

CrystalDiskMark

PCMark 8

3DMark Storage Benchmark

CentOS

Цей розділ вже не є типовим і потребує детального пояснення кожного окремого аспекту. Далі відбувається тестування в Sysbench. Цей алгоритм використовувався на нашому ресурсі вже не один раз. Тест проводиться в режимі випадкового читання (rndrd), випадкового запису (rndwr) та гібридного навантаження читання та запису одночасно (rndwr). Це відбувається в 192 потоках, щоби емулювати роботу накопичувача не тільки з безліччю даних, але й одночасно активними фоновими процесами. Для RAID 0 обсяг створюваних файлів був подвоєний (8 ТБ замість 4 ТБ). Усього на накопичувачі буде 64 файли ідентичного обсягу записаних блоками 4K. Скрипт бенчмарку:

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 результаті випадкового читання накопичувач видав 6992 МіБ/с (не забувайте, що телеметрія цього тесту вимірюється в Мебібайтах, а не Мегабайтах), а також 1790000 IOPS.

RAID збільшив показники до 8139 МіБ/с й 2083617 IOPS.

Sysbench – RNDWR

Для випадкового запису будо досягнуто 3600 МіБ/с, а також 921843 IOPS.

RAID збільшив ці показники значно краще, ніж при читанні, а саме до 6534 МіБ/с та 1673015 IOPS.

Sysbench – RNDRW

Гібридний режим продемонстрував 2809 МіБ/с в читанні, а також 1873 МіБ/с в записі. IOPS дорівнювали 719133 та 479423 відповідно.

RAID збільшив показники до 4218 МіБ/с в читанні, а також 2812 МіБ/с в записі. IOPS дорівнювали 1079810 та 719871 відповідно.

Бонусний розділ

Заради спортивного інтересу та перевірки отриманих результатів була також залучена платформа на базі AMD Socket AM5. Ми впевнені, що результати будуть корисні всім, тож не будемо тримати їх за кадром. Телеметрія знаходиться нижче у вигляді галереї (забіги по одному результату):

Висновки

Відвертих мінусів під час тестування не було виявлено. Специфікою може стати хіба що високий нагрів, але в серверному шасі таке питання не актуальне. Перед нами якісний SSD, який зберігає швидкість запису на довгій дистанції без падіння продуктивності на дуже близькому рівні від заявленого виробником. Він також не втрачає продуктивності навіть при заповненні на 95%. Його внутрішня платформа Marvell Bravera SC5 забезпечує пікові швидкості дуже близькі до заявлених 14/10 Гбайт/с, а також стабільні затримки. Потенційно Kingston DC3000ME обіцяє великий ресурс експлуатації, хоч ми й не зможемо це з’ясувати власними руками.

Тож резюмуємо: SEDC3000ME/7T6 не боїться безперервних навантажень дата-центру, поводиться передбачувано, а також має додаткові апаратні системи захисту, а саме це вимагається від якісного накопичувача для ЦОД.