2个月前，我们收到了长江存储PE501 61.44TB——截至目前评测过的容量最大的企业级SSD。可以说，这款产品与市面上大多数企业级固态硬盘有所不同：它采用了QLC闪存，也是长江存储自有品牌企业级产品线中首款搭载QLC闪存的SSD。
PE501基于长江存储晶栈Xtacking 4.0技术开发的X4-6080三维闪存芯片，原生接口速率达到3600MT/s，单Die容量为2Tb（256GB）。借助高密度堆叠HDP封装技术，单封装即可实现4TB容量，因此在2.5英寸盘体内达成61.44TB甚至122.88TB的存储空间并不困难。传统QLC闪存的P/E循环次数通常仅有150~300次，而X4-6080直接将这一数值提升至5000次，再配合超大容量，使用寿命问题基本无需担忧。
我们在实测中，这款PE501 61.44TB的顺序读取速度达到14.2GB/s，顺序写入为4000MB/s，4K随机读取性能为3350K IOPS，4K随机写入性能为50K IOPS。与消费级场景不同，AI超算对存储的读取需求远高于写入。从各大互联网巨头在顶级会议上披露的数据来看，AI超算集群中本地存储的读写流量比例通常在7:3到9:1之间。例如万亿参数的大模型训练，长期平均读写带宽比约为7:1~9:1；推理场景下此比例更高，达到19:1；KV Cache交换场景下读写比例是7:3。仅在数据预处理（ETL）阶段，读写比例才会短暂接近1:1。
大模型参数量在两年内暴涨240倍，从GPT-1一路演进到GPT-5，而英伟达H100/H200/B200的HBM显存容量却增长缓慢，两者之间的存储鸿沟日益拉大。大模型在长上下文推理时，会持续产生海量KV缓存，显存彻底不够用，此时就需要超大容量高速SSD来接手。与主流数据中心常用的15.36TB规格SSD相比，PE501单盘做到122.88TB，容量直接提升8倍。一台标准的2U 24盘位服务器就能部署3PB存储，机架占用减少85%，数据中心的基础建设与空间成本大幅降低。同时盘位减少后，整机功耗、发热、冷却负载同步下降，整体电力成本能降低60%以上。
长江存储PE501 61.44TB SSD，凭借3350K IOPS的随机读取性能、14GB/s的顺序读取能力、百微秒级的低延迟，加上超大容量可承接海量KV交换，可以说是专为AI超算量身定制的大容量企业级SSD。
长江存储PE501系列SSD参数如下：
二、外观图赏
背面采用密集的沟槽与凸起设计，配合SSD两端的开孔，进一步强化散热效率。
U.2接口（又称SFF-8639）由SATA、SAS演变而来，在企业级市场中十分常见，消费级主板支持相对较少，但可通过转接方式连接传统PCIe接口或M.2接口。
三、FIO基准测试与AI模拟测试
为了充分释放SSD的全部性能，我们采用企业级SSD厂商相同的基准性能测试方法，基于Linux测试环境，使用FIO进行测试，以验证这款PE501 61.44TB的性能是否达标。FIO是企业级SSD最常用的基准性能测试工具，通过配置不同的任务数量、队列深度、测试数据大小、读写方式等，可模拟多种多样的测试场景。本次测试包含128K顺序读写、4K随机读写、4K随机混合读写。每个项目分别进行QD1、QD8、QD64、QD512的测试。每一项测试开始前会进行两遍顺序全盘填充，随机测试开始前还需要进行相应的随机全盘填充，总计51个测试项目，每个项目测试时长1000秒，测试前预热10分钟。
1、4K随机读取
4K随机读测试使用QD64、任务数量8，模拟大压力下的并发访问，测试时长1000秒，预热10分钟。结果显示，PE501 61.44TB最高4K随机读性能达到3004K IOPS，最低为2914K IOPS，平均为2971K IOPS。
继续加大测试压力，将队列深度提升到128，线程数32，总QD 4096，PE501 61.44TB性能进一步提升，最终突破3300K IOPS。
2、4K随机写入
在4K随机写入测试环节，PE501 61.44TB在稳态下最高随机写入速度为51K IOPS。
3、4K随机70:30混合读写测试
4K随机混合测试，选择队列深度64，任务数量8。可以看到4K随机读取性能达到123K IOPS，4K随机写入也有53K IOPS，综合IOPS为176K。
4、128K顺序读取
128K顺序读取测试，选择队列深度512，任务数量1。PE501 61.44TB的最高顺序读取速度为13581MiB/s，最低顺序读取速度为13556MiB/s，平均顺序读取速度为13569MiB/s。
5、128K顺序写入
PE501 61.44TB的最高顺序写入速度为3852MiB/s，最低顺序写入速度为3828MiB/s，平均顺序写入速度为3852MiB/s。SSD达到稳态后，写入速度始终保持在非常平稳的水平。
测试数据汇总如下：
四、AI工作负载模拟测试
通过调整FIO特定参数，我们还原了三个AI存储使用场景，来测试PE501 61.44TB的真实表现。每次测试前，都进行2次全盘顺序写入，让SSD进入稳态。
1、模拟AI训练的“数据喂料”
多路GPU异步从SSD读取训练集，属于高并发、高队列深度的纯随机读或混合读。我们将FIO参数设置为64队列深度、8线程、128KiB块大小，纯随机读，测试时长1小时，测前预热半小时。
实测在128KiB相对较大的块大小下，PE501 61.44TB依然跑出了10.8万的随机读IOPS。这表明固态硬盘内部的闪存通道并发管理和主控性能极为强劲，完全能够支撑多路GPU并行训练时的数据索取。数据稳定性方面，SSD进入稳态后，标准差仅为302.53 MiB/s，相对于13471 MiB/s的均值，波动率只有2.2%。对于AI训练，除了吞吐量，延迟控制同样至关重要。观察clat百分位数，99.00%的请求延迟都在8.98ms以内，而代表极端卡顿的99.99%的请求延迟也仅有11.08ms。最大延迟（12.63ms）与平均延迟（4.75ms）相差不到3倍，没有出现企业级测试中常见的“秒级”掉速或长尾延迟卡顿现象。
2、模拟大模型“断点续训”
在LLM训练中，Checkpointing表现为大块、高并发、纯顺序写入。当训练运行到特定Step时，系统需要将数百亿甚至数万亿参数的权重与优化器状态以最快速度从GPU显存刷写到SSD中，以防节点故障导致训练中断。
实测稳态下，平均写入速度3853MiB/s，标准差为363.71MiB/s（波动率约9.4%）。需要说明的是，测试时已经进行了2次全盘写入，并预热30分钟，确保SSD在进入稳态后才开始时长1小时的测试。在这种极端环境下，PE501 61.44TB平均写入速度依然稳定在3853MiB/s。本次测试在稳态下共计写入了13.2TB数据，平均延迟33.19ms。99.99%的写入请求都在79.17ms以内完成，最大延迟卡死在96.56ms，完全没有突破100毫秒。在分布式训练中，最忌讳某个节点因为磁盘卡死导致整个集群停下来等待。PE501将最大延迟控制在0.1秒以内，能完美保证大模型集群训练的整体步调一致。
3、模拟大模型推理的KV Cache交换
在LLM推理或训练中，GPU显存往往装不下所有历史对话的KV缓存。此时系统需要将暂时用不到的KV缓存交换到SSD中，需要时再读回。这类场景的典型特点是：小数据块（通常为4KiB）、高并发、读写混合（以读为主）。我们使用4KiB块大小、70%读/30%写，8线程、每线程128队列深度的极端高并发随机读写配置来模拟KV Cache。测试前依旧全盘写入2次并预热30分钟，测试时长则为1小时。
实测读取带宽1707MB/s、IOPS=437K，写入带宽767MB/s、IOPS=187K，总IOPS=624K。这意味着每秒钟有超过62万个KV缓存切片在SSD和主机之间高频交换，这个吞吐量可以同时支撑数千个并发用户的Token生成，极大缓解了显存溢出（OOM）问题。读取稳定性：stdev=10.45MiB/s，相对于均值1707MiB/s，波动率仅为0.6%。写入稳定性：stdev=4623KiB/s，相对于均值749MiB/s，波动率仅为0.6%。在总队列深度1024的极高压榨下，读取平均延迟仅1.93ms，写入平均延迟仅0.95ms。读请求的99.99%延迟在11.21ms以内，最大延迟23.30ms；写请求的99.99%延迟在8.85ms以内，最大延迟17.82ms。在分布式推理或长文本训练中，最怕“长尾效应”。PE501将高并发下的最坏情况（99.99%）牢牢控制在11ms以内，这在企业级SSD混合随机读写中属于顶尖梯队。
五、Windows平台性能测试
为了给大家更直观的感受，我们也在Windows环境下进行了性能测试。
1、CrystalDiskMark
CrystalDiskMark测试环节，PE501 61.44TB的顺序读取速度达到14.2GB/s，顺序写入速度则为4046MB/s。得益于预读功能，1M QD1顺序读性能达到6441.8MB/s，QD1顺序写性能同样也是4070MB/s。另外，64GB的测试对于这种级别的SSD来说毫无压力，大部分数据甚至优于1GB测试。高并发多任务场景中，Q32T16 4K随机读取达到240万IOPS，能够满足海量小文件并发加载以及实时特效缓存的需求。
2、AS SSD Benchmark
左侧为1GB容量测试，AS SSD Benchmark总分为6994，最高顺序读取、写入速度分别为9319MB/s、4857MB/s，4K随机读写速度分别为47MB/s、369MB/s。右侧为10GB容量测试，总分为6537，最高顺序读取、写入速度分别为9516MB/s、3925MB/s，4K随机读写速度分别为42MB/s、376MB/s。
3、ATTO Disk Benchmark
本环节分别测试了队列深度4、16和256的数据。队列深度为4时，写入可以稳定在3.7GB/s，但读取不太稳定。随着队列深度增加，到256队列深度时，在64KB文件测试下，读取就能稳定到12GB/s，写入则为3.77GB/s。
4、AIDA64 Disk Benchmark Linear Write
AIDA64 Disk Benchmark Linear Write用于测量在没有文件系统干扰下，SSD的持续写入速度与稳定性。目前市面上的消费级SSD用这个软件都能暴露出真实的缓外速度。
在AIDA64 Disk Benchmark Linear Write满压力写入中，PE501 61.44TB的最高写入速度为4017MB/s，最低3115MB/s，平均写入速度为3886MB/s。整个测试耗时13小时，总写入量超过180TB，PE501 61.44TB全程稳定如一条直线，只有极少数情况下会短暂掉到3600MB/s，然后立刻恢复至3800MB/s。
六、总结与结论
拿到PE501 61.44TB时，SSD通电时间、读取及写入数据均为0。等到我们完成全部测试，SSD累计读取量已达396TB，写入量更是超过1PB。如此巨量的写入之后，SSD的健康度依旧是100%，也就是说写入寿命连1%都没用到！
几乎所有采用TLC、QLC NAND的消费级SSD，其最高写入性能都需要依赖SLC缓存，在短时间内提供很高的写入速度，并极大加速部分Benchmark的读测试，从而带来非常漂亮的分数。而作为企业级SSD，长江存储PE501 61.44TB在数据读写时并不使用SLC缓存，而是采用QLC直读直写的方式。可能会有部分用户担心QLC的写入性能，但大量的测试表明，这种担忧是多余的。
首先是FIO测试，测试前我们全盘写入2次，然后再进行51个测试项目，每个项目测试前再让SSD预热10分钟，确保SSD进入稳态，不会用到SLC缓存。结果从QD1到QD512的测试中，PE501 61.44TB在所有测试项目里都稳定保持3800MB/s的写入速度，最低速度也有3695MB/s。在Windows平台使用AIDA64 Linear Write继续验证，该测试耗时13小时，总计写入180TB数据，PE501 61.44TB全程保持3800MB/s的写入速度，最低速度3615MB/s。结论很简单：完全无需担忧QLC的写入性能与使用寿命。
最后，回到最初的问题：PE501 61.44TB作为AI存储设备，到底合不合格？与传统计算设备不同，AI存储对于读取的需求确实远高于写入，而从测试结果来看，PE501 61.44TB是一块无可挑剔的AI企业级存储产品。在训练启动与数据喂料阶段，它跑出了14.1GB/s的惊人读取带宽和108k IOPS（128KiB块），最大延迟（12.63ms）与平均延迟（4.75ms）相差不到3倍，且没有出现企业级测试中常见的“秒级”掉速或长尾延迟卡顿，能保证昂贵的GPU集群算力利用率始终处于饱和状态。在训练中途的断点续训阶段，PE501 61.44TB在极端测试环境下，平均写入速度依然稳定在3853MiB/s，标准差为363.71MiB/s（波动率约9.4%），且最大长尾延迟被死死卡在96.56ms以内，避免了分布式训练中由于“单点磁盘卡死”拖慢整个计算集群的木桶效应。在最后的推理与长文本训练的KV Cache阶段，PE501 61.44TB在总深度高达1024的极限压榨下，轰出了62.4万的总混合IOPS，更惊人的是其带宽波动率（标准差）小于0.6%，平均读写延迟分别为1.93ms和0.95ms。这样的数据足以保证用户在大模型多轮对话、调用历史记忆时，Token的生成速度非常平滑，不会出现断断续续的卡顿。
对于想要构建大模型训练服务器（如8×GPU节点）、长文本推理服务器，或者自动驾驶/多媒体AI训练集群的企业或用户，PE501 61.44TB在性能和容量方面足以胜任。
以下是本次测试的主要数据汇总，供大家参考。
