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先进存力基石长江存储PE511 12.8TB企业级SSD评测

前言和拆解

AI的爆发式增长不仅重塑了算力架构，同时还深刻改变了数据存储的安全范式。在大模型训练与推理、政务云、金融、通信等一系列应用中，SSD不再是单一的数据容器，而是成为基础设施中保障数据完整性、可用性和完整性的关键一环。

PCEVA今天评测的PE511是长江存储为下一代算力基础设施打造的PCIe 5.0 TLC企业级固态硬盘，使用长江存储晶栈Xtacking 4.0技术企业级3D TLC闪存。

长江存储X4-9070闪存单die容量1Tb，编号中的M代表了每个闪存颗粒中封装了16个这样的闪存die（总容量2TB，8颗闪存颗粒一共16TB，扣除OP预留空间后实际可用12.8TB），F代表企业级。NAND闪存在原厂晶圆切割之前就进行了分bin，只有等级最高的闪存die才能够用于企业级存储产品。

长江存储PE511提供读取密集型（1 DWPD）和读写混合型（3 DWPD）两种选项，这次评测的样品是读写混合型中的顶配12.8TB容量版本。PE511支持盘级和主控级双重加密技术，能够兼顾旗舰级性能与旗舰级安全，融合静态数据加密(AES-256 XTS)、增强掉电保护及安全擦除功能，构建端到端的完整信任链。PE511还支持SR-IOV硬件虚拟化技术，能够让虚拟机直接使用物理硬件，大幅提升存储性能并降低CPU负载，特别适合多用户场景，如远程桌面办公等。

测试平台和产品信息展示

测试平台：

CPU：AMD Ryzen Threadripper 9980X
主板：华硕Pro WS TRX50-SAGE WIFI
内存：芝奇DDR5-6400 32GBx4
散热：银欣XE360-TR5水冷
电源：安钛克NE1200
SSD：Plextor M6Pro 128GB（系统盘）
长江存储PE511 12.8TB

通过smartmontools可以查看SSD所支持的部分功能特性。长江存储PE511 12.8TB支持128个namespace命名空间，当前已配置1个（LBA格式512B）。SSD提供4个固件插槽，支持在线固件升级。

PE511提供了6种电源状态，可以通过nvme-cli进行设置调整，电源状态信息种的RL、RT、WL、WT分别代表读取延迟、读取带宽、写入延迟、写入带宽，数字0对应最佳性能，数值越大则该电源状态下相应项目受到的限制越多。与之类似的是LBA格式信息中的Rel_Perf，同样是数值越大对性能影响越高。Metadt是额外存储的元数据，如端到端数据保护信息（PI），可用于防止静默错误发生。

理论性能测试

1. ezfio测试

ezFIO是一个可重复进行企业级SSD稳定态性能测试的脚本。在测试开始前会有两次全盘容量写入的预处理阶段，帮助模拟企业级SSD的长期性能。ezFIO同时支持Windows和Linux平台，测试完成后可自动生成测试报告。

我们在原始ezFIO脚本基础上进行了一些修改，将QD深度从256扩展到1024，并修改测试中QD与Thread的测试组合，以充分挖掘SSD的潜力。实测长江存储PE511 12.8TB稳定态4K随机读取3355K IOPS，高于标称值的3200K IOPS。

稳定态4K随机写入1009K IOPS，高于标称值的900K IOPS。

在QD=1的情况下，4K随机读取/写入平均延迟分别为52/8 μs，优于标称值的55/8 μs。

不同Block Size下稳定态顺序/随机读写测试，顺序和随机读取速度都能达到14.6 GB/s以上。

长江存储PE511 12.8TB稳定态4K混合随机读写百位分延迟表现：

2.SNIA SSS PTS-E 2.0测试

SSS PTS的全称为Solid State Storage Performance Test Specification，即固态存储性能测试规范，它由SNIA存储网络行业协会制定，包括针对企业级SSD的PTS-E规范以及针对消费级SSD的PTS-C规范。

通常，基于NAND闪存的SSD在FOB（Fresh-Out-of-the-Box）阶段以及格式化之后，由于NAND中并没有有效的用户数据填充，因此在写入时并不需要执行垃圾回收动作，致使SSD性能偏高。随着SSD的继续使用，NAND会逐渐被有效的用户数据和无效数据填满，致使在新的写入操作发生时，需先执行GC，导致SSD写性能下降并最终达到一个稳定状态。

PTS是针对SSD稳态性能的测试，为了方便不同SSD的稳态性能具有可比性，要求测试在没有文件系统干扰的情况下进行，通俗的说就是SSD在没有建立FAT、NTFS、EXT等分区的情况下进行。

为了使SSD达到稳定态，PTS测试需要先执行预处理，也就是我们常说的“填盘”，随后执行最多25轮的一系列随机混合读写操作，包括512字节、4K、8K、16K、32K、64K、128K和1024K块大小，每个块大小又分别对应0/100、5/95、35/65、50/50、65/35、95/5和100/0七种不同的读写比例，共56个测试项目，每个测试项目执行1分钟，每一轮测试耗时56分钟。

稳定态的判定方式为：检查测试窗口中的4K随机写入、64K R65:W35混合随机读写和1024K随机读三项成绩，允许波动范围+-10%，如连续5轮均符合要求，则判定SSD已经进入稳定态。

SSS PTS测试结果以数据表格、2D或3D图示三种形式进行展现。

长江存储PC511 12.8TB的稳定态4K随机读取性能高达3355K IOPS，处于行业领先水平，相比PCIe 4.0接口的上代企业级SSD更是接近翻倍。

模拟实际应用测试

VDBench是甲骨文推出的存储性能评估工具，能够支持去重和压缩等特性。我们将使用它来测试4KB混合读写（读70%写30%），并模拟Oracle数据库、VDI、VSI四种企业级应用负载。

下图中横轴为IOPS，越长越好，纵轴为对应的延迟，单位微秒，越低越好。iorate的原理是VDBench先以预先设定好的最大QD测试一次IOPS，而后以其作为100%基准，按照curve参数中给出的压力百分比，去测试不同QD下的IOPS和延迟。4KB混合随机读写测试，长江存储PE511 12.8TB获得1702204 IOPS的成绩。

Oracle、VDI、VSI三个模拟企业级应用的测试模型相对复杂，对SSD性能要求也比较高。其中，Oracle测试数据模型中读写占比分别为83.14%和16.86%，在读和写操作中，不同BS块大小又各自对应不同的占比。测试时使用Dedupratio=3，Compratio=3参数，长江存储PE511 12.8TB在Oracle测试环节表现出了250275 IOPS的性能。

Virtual Desktop Infrastructure测试数据模型中，读写混合比例为59.48:40.52。4K、16K、32K和64K读取分别占比39.35%、16.47%、10.37%和12.86%，随机存取占比80%。4K和8K写入分别占比61.11%和13.05%，随机存取占比80%。Dedupratio=7，Compratio=8。此环节长江存储PE511 12.8TB的峰值IOPS达到206013。

Virtual Storage Infrastructure测试数据模型中，读写混合比例为57.4：42.6。4K、8K、60K读取占比分别为25.68%、26.31%和10.52%，随机存取占比80%。4K和8K随机写入占比分别为59.62%和14.81%，随机存取占比80%。Dedupratio=4，Compratio=4。此环节长江存储PE511 12.8TB的峰值IOPS达到149128。

DeepSeek V4模型加载

DeepSeek V4正式版在上月正式发布，能力相比之前的预览版更强。由于测试平台内存容量限制（128GB），这次我们测试的依旧是量化版本的DeepSeek V4 Flash模型加载。

测试的模型容量97.05GiB，加载用时40.38秒完成。需要说明的是只有前半段的加载是有SSD活动的（基本跑满14GB/s接口带宽）。

温度和功耗测试

为了方便测量，这部分测试也放在Windows环境下进行。温度测试在26度室温下进行，为SSD提供了主动散热措施以模拟服务器内使用情况。在连续满载写入半小时后，长江存储PE511 12.8TB多个温度传感器中的最高读数是56度，测试过程中没有发生过热限速的情况。

企业级SSD不同于家用SSD，普遍不提供节能特性而是追求性能和稳定性。待机状态下，长江存储PE511 12.8TB的功耗为5.79瓦左右。

顺序读取状态下长江存储PE511 12.8TB的功耗约为19瓦，读取能效比大约742 MB/s/W：

顺序写入状态下长江存储PE511 12.8TB的功耗约为26瓦，写入能效比大约386MB/s/W：

异常断电测试

长江存储PE511 12.8TB内置断电保护，能够在意外断电时保护数据安全。这个测试在写入状态下进行，随机时间后切断SSD供电，从而检验其健壮性表现。

异常断电测试共进行了3000次，长江存储PE511 12.8TB顺利通过该项测试。

总结

根据PCEVA实测，长江存储PE511 12.8TB具备14600/10000 MB/s顺序读写能力，相比PCIe 4.0 SSD翻倍。4K随机读写3355K/1009K IOPS，QD=1情况下4K随机读取/写入平均延迟分别为52/8 μs。这次测试的长江存储PE511 12.8TB容量属于读写混合型方案，具备3 DWPD写入耐久度，即每天可写入3倍全盘容量的数据，并提供了比读取密集型更高的稳定态4K混合随机读写性能，同时支持单根I/O虚拟化（SR-IOV）能够进一步提高虚拟化场景下的性能，能够满足在线交易、数据库及虚拟化集群等场景对高并发负载下性能和稳定性的需求。

AI工作负载具有高频写入和并发存取特性，比如训练过程中的检查点保存、推理过程中的KV Cache更新，这些都对SSD的写入寿命提出了较高的要求。PE511使用12000次擦写寿命的长江存储高品质晶栈Xtacking 4.0企业级3D TLC闪存，搭配增强掉电保护功能，保障异常断电情况下关键事务一致性。针对政务云、金融和电信等领域的应用，PE511支持盘级和主控级双重加密，融合静态数据加密(AES-256 XTS)、增强断电保护和安全擦除功能，构建端到端的完整信任链，让数据更加安全的同时，继续提供旗舰级的性能表现。