Um die volle maxCache-Funktionalität des Microchip Adaptec Smartraid Ultra 3254-16e/e zu testen, benötige ich natürlich auch ein bis zwei SSDs. Mit der externen Version des Controllers kommen nur SATA- oder SAS-SSDs in Frage, da zum Zeitpunkt des Artikels noch keine DAS-Gehäuse mit NVMe verfügbar sind. Eine Anfrage bei Kioxia ergab zwei SSDs vom Typ Kioxia PM7-V mit der enormen Kapazität von 3,2 TB pro Stück. Hierbei handelt es sich um Datacenter SSDs mit 112-Layer-„BiCS FLASH“-3D-Speicher, welche mit 3DWPD (Day writes per Day) zu den ausdauernden Laufwerken zählen. Bei den SSDs handelt es sich um SAS-4-SSDs, welche im Idealfall mit Dual-Channel-SAS-4 über 3,6 GB/s maximale sequenzielle Transferrate erreichen können. Die größeren Modelle mit 6,4 TB und 12,8 TB haben laut Datenblatt sogar mehr als 4 GB/s maximale Transferrate. Da ich in diesem Artikel aber nur ein Single-Channel-SAS-3-JBOD verwenden kann, weil gegenwärtig noch kein SAS-4-JBOD verfügbar ist, werden die SSDs auf ca. 1 GB/s gedrosselt sein. Sobald ich ein SAS-4-JBOD oder wenigstens einen zweiten Controller für das AIC 2012J für den Dual-Channel Betrieb zur Verfügung habe, werde ich natürlich entsprechende Ergebnisse nachliefern.
Neben der von mir getesteten Version mit 3,2 TB Seicherplatz ist die PM7-V auch mit 1,6 TB, 6,4 TB und sogar 12,8 TB auf dem Markt. Jede dieser Kapazitäten ist als normale , SIE-, SED- oder FIPS-SED-Variante erhältlich; somit gibt es von der PM7-V insgesamt 16 verschiedene Variationen. Benötigt man anstelle der 3 DWPDs nur 1 DWPD gehen die PM7-Modelle sogar bis 30 TB Kapazität.
Dass es sich hierbei um reine Server-SSDs handelt, welche mit 3DWPD schon ein hochspezialisiertes Laufwerk darstellen, sollte klar sein. Insbesondere bei der elektrischen Leistungsaufnahme erwarte ich keine Sparfunktionen, sondern gehe eher von hoher Leistungsbereitschaft aus. Auch eine ggfs. vorhandene Pflicht zur Kühlung der SSD könnte ich mir bei einer solchen SSD vorstellen. Wie genau die Ergebnisse ausfallen, wird der Test zeigen.
Durchführung – Teil 1
Lieferumfang und technische Daten
| Hersteller | Kioxia | |
| Serie | PM7 | |
| Typ | PM7-V 3DWPD | |
| Kapazität | 3200 GB | |
| sustained IOPS 4kB QD32(R / W) | 720.000 / 340.000 | |
| Interne Temperatur im Betrieb | 0°C bis 70°C | |
| NAND-Flash-Speicher | BiCS FLASH™ TLC | |
| Controller | Marvell 88SS1074 | |
| Gesamtschreibleistung | 3 DWPD | |
| nicht korrigierbare Lesefehler pro gelesenen Bits | keine Angabe | |
| Übertragungsgeschwindigkeit Lesen | 4200 MB/s | |
| Übertragungsgeschwindigkeit Schreiben | 3650 MB/s | |
| Übertragungsstandard | SAS-24G | |
| Energieverbrauch Betrieb/Leerlauf/Sleep | 5 Watt | |
| Power Loss Protection | ja | |
| MTBF | 2,500,000 h | |
| Garantie | 5 Jahre | |
| Modell | KPM71VUG3T20 |
Detaillierte Bilder
Die Oberseite der PM7-V besitzt zu den Seiten hin ein leicht abfallendes Gehäuse. Beide Etiketten überdecken weitere Aufkleber auf der Oberseite.
Die Unterseite ist komplett glatt und weist keine Kühlrippen oder Ähnliches auf, wie ich sie bereits von der Intel DC P4510, 7,68 TB her kannte. Dies hat jedoch seine Richtigkeit, was auch die nächsten Bilder zeigen werden.
In dieser Ansicht ist nicht nur die Bauhöhe von 15 mm gut erkennbar, auch das Kühlkonzept wird hier sichtbar. Die SSD besitzt an Vorder- und Rückseite Löcher, die den kühlenden Luftstrom durch die SSD leiten.
Da die Käfige der AIC-JBOD keine 2,5-Zoll-Adapter enthalten, kann der Luftstrom auch an den SSDs im Betrieb vorbei ziehen; daher habe ich gerade die ersten Läufe und Tests genau beobachtet.
Durchführung – Teil 2
Energieverbrauchsmessung
Die Energieverbrauchsmessung führe ich wie für Festplatten üblich durch. Den genauen Ablauf der drei Tests habe ich auf einer separaten Seite beschrieben. Hier gehts zu den Messmethoden.
Legende zu den Messungen:
Kanal 1 (gelb) stellt die Spannungsmessung 12 V bei einer Darstellung von 10 V je Kästchen dar. Kanal 2 (türkis) stellt die Spannungsmessung 5 V bei einer Darstellung von 5 V je Kästchen dar. Kanal 3 (rosa) stellt den Stromverlauf auf der 12 V Schiene dar, bei einem Verhältnis von 2 A je Kästchen. Kanal 4 (blau) stellt den Stromverlauf der 5 V Schiene bei einem Verhältnis von 1 A je Kästchen dar. Der mit MATH gekennzeichnete Kanal stellt das Produkt einer Multiplikation von Kanal eins und drei dar, also die Leistung auf der 12 V Schiene. Für 5 V müssen wir diese Berechnung von Hand durchführen. Da das Oszilloskop uns eine .csv Datei mit allen Messwerten erstellt hat, ist das kein Problem.
U ist die Bezeichnung für Spannung und wird in Volt (V) angegeben. I ist die Bezeichnung für Strom und wird in Ampere (A) angegeben. P ist die Bezeichnung für die elektrische Leistung und wird in Watt (W) angegeben.
Messung 1 Anlauf
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:
| Kanal | Max | AMP1 |
| U 12V | 12,0 V | 11,90 V |
| U 5V | 5,20 V | 5,28 V |
| I 12V | 0,56 A | nicht messbar |
| I 5V | 0,80 A | 0,831 A |
| P 12V | 6,4 W | nicht messbar |
| P 5V | 4,16 W | 4,39 W |
1Spannungswert zwischen dem Mittelwert der oberen Signalformdachschräge und dem Mittelwert der unteren Signalformdachschräge. Dieser gibt uns eine bessere Interpretation der Ergebnisse im hohen Wertebereich, da so die höchsten Spitzen mathematisch geglättet werden.
Die Kioxia PM7-V benötigt tatsächlich auch elektrische Leistung auf der 12-V-Schiene. Ein solches Messergebnis erhielt ich zuletzt bei der Intel DC P 4510 8 TB.
Messung 2 Idle
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:
| Kanal | Durchschnitt | |
| U 12V | 11,9 V | |
| U 5V | 5,00 V | |
| I 12V | 0,206 A | |
| I 5V | 0,0 A | |
| P 12V | 2,12 W | |
| P 5V | 0,0 W |
Im Leerlauf gönnt sich die PM7-V mehr als 2 Watt. Hierbei sollte man jedoch berücksichtigen, dass es sich um ein Enterprise-Produkt handelt und dort ein Leerlauf eher die Ausnahme ist, Gerade als Cache-Laufwerk ist dieser Wert auch weniger relevant.
Messung 3 Kopieren
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:
| Kanal | Max | Durchschnitt |
| U 12V | 12,80 V | 11,9 V |
| U 5V | 5,20 V | 5,00 V |
| I 12V | 1,04 A | 0,638 A |
| I 5V | 0,080 A | 0,0 A |
| P 12V | 12,0 W | 7,4 W |
| P 5V | 0,42 W | 0,0 W |
Beim Kopieren erreiche ich 7,4 Watt – auch ausschließlich auf der 12-V-Schiene. Dieser Wert passt üblicherweise eher zu einer Festplatte als zu einer SSD.
Messung 4 ATTO 1 MB bis 64 MB
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:
| Kanal | Max | Durchschnitt |
| U 12V | 12,8 V | 12,0 V |
| U 5V | 5,20 V | 5,00 V |
| I 12V | 1,04 A | 0,571 A |
| I 5V | 0,08 A | 0,0 A |
| P 12V | 12,8 W | 6,56 W |
| P 5V | 0,42 W | 0,0 W |
Im vierten Test ist die elektrische Leistungsaufnahme sogar geringer als beim kontinuierlichen Kopieren.
Benchmarks
Die SSD wurde im leeren Zustand getestet.
| Technische Daten | |
|---|---|
| Prozesssor | Intel Core i9-12900KS |
| Mainboard | MSI MAG Z690 Tomahawk Wifi DDR5 |
| Arbeitsspeicher | Patriot Viper 16 GB DDR4-3000Mhz |
| Netzteil | BeQuiet StraightPower 11 1000W |
| Speicher | 4x Seagate BarraCuda Q5, 1TB, ZP1000CV30001 im RAID 0 |
| Controller | MICROCHIP Adaptec SmartRAID Ultra 3254-16e /e |
| Storage-Gehäuse | AIC J2012 SAS3 mit 12 Einschüben |
Die SSD wurde im Storage-Gehäuse verbunden mit dem Controller getestet. Im Anschluss folgen Benchmarks mit direkter Anbindung an den Controller.
Betriebssystem Windows 11 Professional
Erkennung im Controller
Die SSD wird vom Adaptec-Controller korrekt erkannt. Die maximal gemessene Temperatur beträgt 37°C, was bedeutet, dass die Kühlung im AIC-JBOD mehr als ausreichend ist. Besonders gut in dieser Ansicht erkennbar ist die Kompatibilität für den SAS-Dual-Channel Betrieb. Beide Links Phy 0 und Phy 1 werden korrekt mit bis zu 2 x 22,5 Gbit/s erkannt. Da – wie beschrieben – aber nur ein Link im Gehäuse zum Adaptec-Controller verbaut ist, kann auch nur Phy 0 angesprochen und genutzt werden.
Benchmarks im Festplattengehäuse
Wie bereits absolut absehbar war, ist die SSD aufgrund der SAS-3-Single-Channel-Anbindung stark gedrosselt. Dies wirkt sich nicht nur auf die maximale sequenzielle Transferrate aus, sondern auch auf die IOPS. Gerade bei diesen lässt sich die Drosselung besonders gut visualisieren, da bei 4K-Tests die SSD etwa doppelt so schnell Lesen können sollte – im Vergleich zu den Schreibwerten gemäß Datenblatt. Die Werte liegen mit 175k und 168k bei CDM nahezu gleichauf.
Benchmarks RAID 0
Weil ich zwei Muster dieser SSD erhalten habe, lässt sich natürlich auch ein RAID-0-Test durchführen. Auch hier liegt natürlich die erreichbare Leistungsfähigkeit deutlich unter dem, was die SSD eigentlich im Stande ist abzuliefern.
Konfiguration im Controller.
Auch beim RAID 0 bietet sich ein Blick in die Einstellungen des Controllers an. Das RAID 0 läuft mit einer Stripe-Size von 256 kb und der interne Controller Cache wird im reinen SSD Betrieb umgangen, um auf diesem Wege eine bessere IO-Leistungsfähigkeit zu erreichen.
Beide SSDs ergeben im RAID 0 ein Volume von 5,9-TB-Netto-Kapazität.
Benchmarks
Hier fallen die Ergebnisse ebenfalls – wie zu erwarten war – gedrosselt aus.
Benchmarks direkt am Controller
Um die Energieverbrauchsmessung durchzuführen, musste ich die SSDs mit einem SATA-Strom-Anschluss betreiben, welchen ich natürlich nicht im AIC-Festplattengehäuse verbauen kann. Hierzu verwende ich einen Adapter von SFF8644 auf SFF8482 und kann somit die SSD direkt am Controller betreiben. Ein weiterer Vorteil ist, dass die SSD so mit SAS 4 erkannt wird und damit theoretisch bis zu 2000 MB/s schreibend und lesend transferieren kann.
Hier wird nun gut sichtbar, dass die SSD unter SAS4 deutlich schneller lesen kann. Die Schreibwerte fallen nicht so hoch wie angegeben aus. Während der Benchmarks hat sich die SSD auf maximal 51°C erhitzt und liegt trotz fehlender Kühlung (die SSD lag einfach extern auf dem Schreibtisch) cirka 20°C unter ihrer Abregeltemperatur. Sowohl die Transferleistung als auch die elektrische Leistungsaufnahme legen den Schluss nahe, dass die SSD eventuell über eine Leistungsdrosselung verfügt. Dies ist bei SAS-Festplatten gängig, um eine standardisierte Abgabe von Wärme zu erzielen. Wichtig ist jedoch, dass die bisher gezeigten Ergebnisse dem Auslieferungszustand entsprechen!
Anfrage bei KIOXIA
Um diesen Umstand zu klären, habe ich bei KIOXIA angefragt. Leider konnten diese mir weder die Unterlagen zu dieser Funktion noch die notwendige Software zur Verfügung stellen.
Fazit
Bei der PM7-V von Kioxia handelt es sich um eine hervorragende Enterprise-SSD, welche so auch ohne Probleme in großen Servern zum Einsatz kommen kann. Auch wenn sie als SAS-4-Laufwerk nicht ihre volle Leistungsfähigkeit ausschöpfen kann, im Hardwareluxx-Test-PC beschleunigt sie das System als Zwischenspeicher trotzdem hervorragend. Wie zu erwarten war, ist die elektrische Leistungsaufnahme deutlich höher als bei einer Konsumenten-SSD. Mit 7 Watt war zumindestens im offenen Aufbau keine Kühlung notwendig. Mit einem anderen Festplattengehäuse freue ich mich, die RAID-Ergebnisse auch mit SAS4 nachreichen zu können.
Preislich lässt sich auf dem Konsumentenmarkt keine sehr große Auswahl der PM7-V-Modelle jeglicher Kapazität finden. Zum Zeitpunkt des Artikels konnte ich drei Angebote feststellen, startend bei 630 Euro für die 3,2-TB-Variante. Vergleicht man dieses Preisniveau mit anderen Technologien, finden sich Konsumenten SSDs bei ca. der Hälfte und Enterprise-NVMe-SSDs gleicher Größe und Schreibleistung etwas darüber bei 800 – 1000 Euro.
Von nun an wird die KIOXIA PM7-V mit 3,2 TB Speicherplatz in doppelter Ausführung in jedem Artikel auf Hardwareluxx und dem Fireblsblog.de mit von der Partie sein und als leistungsfähiger Speicher dienen.