SCM存储级内存

在计算机体系结构中，内存架构是层级制的。从寄存器、高速缓存、DRAM内存再到硬盘，存储容量越来越大，但延迟也逐渐增高。

SCM存储级内存具备非易失性、极低存取延迟（DRAM-like）、低廉的单位容量成本（Disk-like）和固态无活动部件（SSD-like）特点，可利用大容量和非易失的存储特性来填补DRAM内存与TLC闪存SSD之间的空缺。

既然要用做数据缓存，那么必然会有大量写入，SCM存储级内存需要具备较高的写入耐久度。对比来看，消费级SSD通常提供0.3DWPD，企业级读取密集型1DWPD，企业级混合读写型3DWPD，企业级写入密集型10DWPD，而今天我们要测试的SCM存储级内存则具备高达100DWPD的写入耐久度，即每天写入100倍全盘容量的数据可用5年。

产品介绍

本次我们将对比测试英特尔傲腾P5800X和大普微（DapuStor）Xlenstor2 X2900P两款SCM存储级内存产品。看看在傲腾停产的背景之下，大普微X2900P能否接替前者，引领SCM这个领域。

作为SCM先驱，傲腾使用英特尔独有的3D XPoint闪存，拥有出色的低延迟和高写入耐久度特性，开辟了介于DRAM内存和普通SSD之间的全新分层空间。

傲腾使用的3D XPoint存储介质支持字节寻址，并支持覆盖写入，具备诸多NAND闪存梦寐以求的先进特性。

不过随着美光中途退出，3D XPoint闪存的应用者只有英特尔傲腾一家。发展至第二代的3D XPoint闪存仍然只有4层堆叠，成本劣势最终将傲腾推向了停产。

大普微是全球第二家推出SCM存储级内存的厂商，推出了Xlenstor系列的SCM产品。对标P5800X的X2900P基于自研DPU600主控和固件，搭配铠侠96层堆叠XL-FLASH存储介质。

XL-FLASH将闪存平面数量从普通NAND闪存的2个或4个直接提高到16个，每个页的容量也从普通闪存的16KB降低到4KB，经过一系列优化之后，XL-FLASH就成为一种比普通SLC更强大的闪存。

大普微X2900P的随机读写延迟分别低至21微秒和8微秒，耐久度指标高达100DWPD，远超普通TLC闪存企业级固态硬盘，成为英特尔傲腾的有力挑战者。

以下为大普微X2900P与英特尔傲腾P5800X拆解评测对比：

测试平台

CrystalDiskInfo信息识别：英特尔傲腾P5800X使用PCIe 4.0 x4接口，NVMe 1.3协议。大普微X2900P使用PCIe 4.0 x4接口，NVMe 1.4协议。

性能测试

01
ezFIO脚本测试

ezFIO是经NVM Express推荐的企业级SSD综合测试，它是一个可重复进行的稳定态性能测试脚本。在测试开始前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。以下成绩在是Linux系统下搭配fio 3.29测得。

在稳定态下大普微X2900P可以实现7513MB/s顺序读取速度，英特尔傲腾P5800X也获得了7407MB/s的成绩。

4K随机读取，低队列深度下傲腾优势比较明显，但队列深度达到16之后延迟开始快速上涨，最终大普微以142微秒延迟和1793K IOPS实现了反超。图中我们还加入了使用144层堆叠3D TLC闪存的Solidigm D7-P5520 7.68TB企业级SSD作为对照。

4K随机写入，低队列深度下英特尔和大普微难分高下，随着队列深度提升，傲腾笑到了最后。作为对照的D7-P5520本身并不弱，只是对手实在太强了。

4K随机混合读写，读取写入比7：3。从高到低来看，大普微X2900P、英特尔傲腾P5800X、Solidigm D7-P5520的稳定态随机混合读写IOPS分别为1612359、1586130、434530。

再来看4K随机混合读写的QoS表现，从上到下分别是英特尔傲腾P5800X 800GB、大普微X2900P 800GB和Solidigm D7-P5520 7.68TB。

大普微的写入部分延迟更好，而傲腾则在读取延迟上更具优势。

02
SNIA SSS PTS-E 2.0

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。

PTS测试在设备而非文件系统级别进行，通俗的说就是SSD在没有分区的状态下进行。PTS测试的是SS（Steady State稳定态）性能，而非FOB（Fresh-Out-of-the-Box开箱状态即出厂态）表现。

SSD PTS测试报告会展示测试平台的软硬件配置情况（包括主板、CPU、内存以及操作系统、测试软件版本等）、受测SSD的信息（包括制造商、型号、序列号、固件版本、容量、擦除方式、写入缓存开关等）、测试设定（包括数据模型、测试范围、预处理方式等等）。下图是大普微X2900P的SSS PTS测试信息：

SSS PTS测试的内容包括512字节、4K、8K、16K、32K、64K、128K和1MB块大小，在0/100、5/95、35/65、50/50、65/35、95/5和100/0混合读写比例下的稳定态IOPS，并以数据表格、2D和3D图示三种形式进行展现。

首先是傲腾P5800X 800GB的成绩：

然后是大普微X2900P 800GB的成绩：

傲腾5800X使用的3D XPoint闪存能够支持字节寻址，所以512b块的稳定态随机读写性能优势明显。大普微X2900P使用的铠侠XL-FLASH使用4KB Page并针对低延迟进行了大量优化，充分挖掘了3D NAND闪存的潜力，面对3D XPoint这样的强敌，依然能够在稳定态4K随机写入性能上取得领先。

03
VDBench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。我们参考PURE STORAGE的数据模型制作了模拟Oracle数据库、SQL数据库、VDI桌面虚拟化三种企业级应用负载的测试脚本，并将IOPS和延迟的关系制表。图中横轴为IOPS（越高越好），纵轴为对应的延迟（越低越好）。

通过对比不难看出，傲腾P5800X和大普微X2900P这两款SCM存储级内存产品的表现已经远远超过了使用3D TLC闪存的企业级SSD，在严苛重负载应用环境下能够提供更加出色的存储性能表现。

总 结

通过测试可以看到，大普微X2900P已经具备接班傲腾的能力。作为傲腾停产后的替代者，大普微X2900P使用自研的DPU600主控搭配铠侠XL-FLASH，展示出普通TLC闪存企业级SSD无法企及的强悍实力，能够为数据缓存与加速、AI训练、大数据分析等业务场景中提供坚实助力，有力提升数据中心在写入密集型应用中的整体性能水平。