M.2 NVME SSD 6台で記憶域プールを構成してみる【シンプル、双方向ミラー、パリティ性能比較】

2022AmazonブラックフライデーでM.2 NVME SSDを購入したので健忘録
SKhynix Gold P31 2TBとCrucial P3 2TBを3枚ずつ

半導体シェア世界2位、TLC NAND、DRAM、Controllerが自前

SK hynix Gold P31 2TB 内蔵SSD PCIe NVMe Gen3 M.2 2280 読み込み最大3,500MB メーカー保証5年 【国内正規保証品】 SHGP31-2000GM-2

米国最大手、Micron(IntelとのOPTANEは・・・)、QLC NAND、DRAM非搭載、Phisonコントローラー

Crucial(クルーシャル) P3 2TB 3D NAND NVMe PCIe3.0 M.2 SSD 最大3500MB/秒 CT2000P3SSD8JP 5年保証 国内正規代理店品

いずれもPCIE3.0x4の理論値に迫るシーケンシャル性能を発揮するSSDになります。

■PC構成

CPU Intel Core i9-10980XE@4.6GHz(cache 3.2GHz)
Cooler Corsair H150i ELITE
M/B ASRock X299 Steel Legend
RAM DDR4 3200MHz CL16 16GBx8 128GB
GPU ASUS TUF GAMING RTX3080Ti
PSU Corsair HX1200
BootDrive KIOXA EXCERIA PRO 2TB (M2_2 マザーボード直付け)

ASRock X299 Steel Legend自体には2箇所しかM.2スロット(PCIE3.0 x4 CPU直結)が搭載されていないため、それ以上の枚数のSSDを搭載する際はPCIE拡張カードの出番になります。10980XEではPCIE3.0を48レーン扱うことができるためGPUをx16で動作させたまま、UEFIでのPCIE分割により複数のM.2 NVME SSDをCPU直結のPCIE3.0 x4で動作させることが可能です。(プラットフォームとマザーボードによりPCIE分割の可否と可能スロットは異なります。)

スロット レーン数(CPU直結) 分割設定 搭載物
PCIE1 x16 x16 ASUS RTX3080Ti
PCIE2
PCIE3 x4
PCIE4 x16 x4x4x4x4 ASRock Hyper Quad M.2 Card
PCIE5 x1
PCIE6 x8 x4x4 GLOTRENDS Dual M.2 Card


まずは単体ベンチマークからCrystalDiskmarkとATTODiskBenchmarkの結果です。

■SKhynix Gold P31


■Crucial P3

シーケンシャルに関してはどちらともPCIE3.0x4の上限性能まで出ているので良好です。

■記憶域

それではSKhynix P31とCrucial P3を3枚ずつ合計6台で記憶域プールを構成していきます。
記憶域を作成して列数を変更しながら速度を観ていきます。

new-virtualdisk -storagepoolfriendlyname NVMEPool -friendlyname 記憶域 -provisioningtype thin -numberofcolumns <列数> -resiliencysettingname <simple,mirror,parity>-size 8.0TB

回復性 台数と列数の関係 最小列数 最大列数 容量
シンプル 1:1 1 6 台数分
双方向ミラー 1:2 1 3 半分
パリティ 1:1 3 6 (列数-1)/列数

■シンプル 列数 1


■シンプル 列数 2


■シンプル 列数 3


■シンプル 列数 4


■シンプル 列数 5


■シンプル 列数 6

■双方向ミラー 列数 1


■双方向ミラー 列数 2


■双方向ミラー 列数 3

■パリティ 列数 3


■パリティ 列数 4


■パリティ 列数 5


■パリティ 列数 6

□シンプル
シーケンシャルは読み書き性能ともに段々と高速になっていく。ランダムに関してはそこまで変わらず。

□双方向ミラー
最終的にシーケンシャル読み込み性能はシンプル列数6を上回るという結果に。
ただ、書き込み性能は伸びない。

□パリティ
シーケンシャル読み込み性能はシンプルに劣らぬ性能。
ただ、パリティ計算して書き込み仕様上、書き込み性能は伸びず。

■まとめ
まだまだ、NVME SSDは容量単価が高いので
双方向ミラーだと実容量が1/2になってしまうのがネックだが、
(列数-1)/列数の容量を確保できるパリティでも1GB/s超で書き込めるので、
作業場所兼倉庫として実用できる性能になりました。

HDD 8TBx2(双方向ミラー)にしている記憶域をNVME SSD 2TBx6(パリティ)に置き換えようと思います。

2022年 12月 5日 | Posted in 自作PC
  1. くまモン PCIE5.0
    2023年 7月 17日 15:44 | #1

     良いレポートありがとうございます!😃🙏
    まさに今NVMEの普及でパリティが実用的になっているのでは?という想定で検索しまして、ベストなベンチマークを拝見させていただきました。
    Write 1500Mb/s出ているのであれば、HDDの代替としてじゅうぶんですね!場所も取りませんし空調も良くなったり、振動に強いメリットもあります👍

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