Поддръжката на интерфейса PCI Express 3.0 в дънните платки - истинско предимство или маркетингов трик?
През последните месеци в моделна гама различни производителизапочнаха да се появяват дънни платки, които декларираха поддръжка за интерфейса PCI Express 3.0. ASRock, MSI и GIGABYTE бяха първите, които обявиха подобни решения. В момента обаче на пазара няма абсолютно никакви чипсети, графични и централни процесори, които да поддържат интерфейса PCI Express 3.0.
Спомнете си, че стандартът PCI Express 3.0 беше одобрен миналата година. Той има много предимства пред своите предшественици, така че не е изненадващо, че производителите на графични карти и дънни платки искат да го внедрят в своите решения възможно най-скоро. Съществуващите в момента чипсети от Intel и AMD обаче са ограничени до поддръжка на стандарта PCI Express 2.0. Единствената надежда да се възползвате от интерфейса PCI Express 3.0 в близко бъдеще е свързана с новите процесори Intel Ivy Bridge, чийто анонс е насрочен за март-април следващата година. Тези процесори имат интегриран контролер на шина PCI Express 3.0, но само графичните чипове ще могат да го използват, тъй като други компоненти използват контролера на чипсета.
.jpg)
Имайте предвид, че въпросът не се ограничава само до подмяна на процесора. Трябва допълнително да актуализирате настройките на BIOS и фърмуера на чипсета. В допълнение, на дънни платки с няколко слота PCI Express x16 има проблем с "превключвателите" - малки микросхеми, които се намират близо до всеки слот и отговарят за оперативното преконфигуриране на броя на специалните линии. Тези "превключватели" също трябва да са съвместими с интерфейса PCI Express 3.0. Трябва да се отбележи, че мостовите чипове nForce 200 или Lucid поддържат само стандарта PCI Express 2.0 и не могат да работят със спецификацията PCI Express 3.0.
Последният аргумент е, че в момента производителите на дънни платки нямат инженерни образци на нови процесори. Intel линия Ivy Bridge или нови графични чипове, които поддържат спецификацията PCI Express 3.0 на хардуерно ниво. Следователно обявената съвместимост с този високоскоростен интерфейс е теоретична и в момента не може да бъде практически потвърдена.
По този начин поддръжката на спецификацията PCI Express 3.0 от съвременните дънни платки е чисто маркетингов ход, ползите от който потребителят ще може да получи само след няколко месеца, като замени процесора и актуализира софтуерните компоненти.
В миналото масовият потребител се интересуваше главно от два типа SSD: или високоскоростни първокласни модели като Samsung 850 PRO, или предложения с добра стойност като Crucial BX100 или SanDisk Ultra II. Това означава, че сегментирането на пазара на SSD беше изключително слабо и въпреки че конкуренцията между производителите се разгръщаше в областта на производителността и цената, разликата между решенията от горния и долния край оставаше сравнително малка. Това състояние на нещата се дължи отчасти на факта, че самата SSD технология значително подобрява потребителското изживяване при работа с компютър и следователно проблемите с внедряването избледняват на заден план за мнозина. По същата причина потребителските SSD са включени в старата инфраструктура, която първоначално се фокусира върху механични твърди дискове. Това значително улесни тяхното внедряване, но заключи SSD в доста тясна рамка, която в много отношения възпрепятства както увеличаването на пропускателната способност, така и намаляването на латентността на дисковата подсистема.
Но до определено време това състояние на нещата устройваше всички. SSD технологията беше нова и потребителите, които преминаха към SSD, бяха доволни от покупката си, въпреки че по същество получаваха продукти, които всъщност не се представяха по най-добрия начин и тяхната производителност беше задържана от изкуствени бариери. Въпреки това, към днешна дата SSD може би вече може да се счита за истински мейнстрийм. Всеки уважаващ себе си собственик на персонален компютър, ако няма поне един SSD в системата си, е много сериозен за придобиването му в най-близко бъдеще. И при тези условия производителите просто са принудени да мислят за най-накрая разгръщането на пълноценна конкуренция: унищожаване на всички бариери и преминаване към производство на по-широки продуктови линии, които фундаментално се различават по предлаганите от тях характеристики. За щастие е подготвена цялата необходима основа за това и на първо място повечето разработчици на SSD имат желание и възможност да започнат да пускат продукти, които работят не чрез наследен SATA интерфейс, а чрез много по-ефективна шина PCI Express.
Тъй като честотната лента на SATA е ограничена до 6 Gb/s, максималната скорост на водещите SATA SSD не надвишава 500 MB/s. Съвременните флаш устройства обаче са способни на много повече: в крайна сметка, ако се замислите, те имат повече общо с системна паметотколкото с механичните твърди дискове. Що се отнася до шината PCI Express, сега тя се използва активно като транспортен слой при свързване графични картии други допълнителни контролери, които се нуждаят от високоскоростен обмен на данни, като Thunderbolt. Една PCI Express Gen 2 лента осигурява до 500 MB/s честотна лента, докато PCI Express 3.0 лента може да достигне скорости до 985 MB/s. По този начин интерфейсната карта, инсталирана в PCI слот e x4 (с четири ленти), може да прехвърля данни със скорост до 2 GB/s с PCI Express 2.0 и до почти 4 GB/s с PCI Express Gen 3. Това са отлични показатели, които са напълно подходящи за съвременните твърдотелни дискове.
От казаното естествено следва, че в допълнение към SATA SSD, високоскоростните устройства, използващи шина PCI Express, трябва постепенно да намерят разпространение на пазара. И това наистина се случва. В магазините можете да намерите няколко модела потребителски SSD от водещи производители, направени под формата на разширителни карти или M.2 карти, които използват различни варианти на PCI Express шината. Решихме да ги съберем заедно и да ги сравним по производителност и други параметри.
Участници в теста
Intel SSD 750 400 GBНа пазара на SSD Intelсе придържа към доста нестандартна стратегия и не обръща твърде много внимание на развитието на SSD за потребителския сегмент, като се концентрира върху продукти за сървъри. Предложенията му обаче не стават безинтересни, особено когато става въпрос за твърдотелно устройство за PCI Express шината. В този случай Intel реши да адаптира своята най-модерна сървърна платформа за използване във високопроизводителен клиентски SSD. Така се роди Intel SSD 750 400 GB, който получи не само впечатляващи характеристики на производителност и редица технологии на ниво сървър, които отговарят за надеждността, но и поддръжка за новомодния NVMe интерфейс, за който трябва да се кажат няколко думи отделно.
Ако говорим за конкретни подобрения на NVMe, тогава намаляването на режийните разходи заслужава да се спомене на първо място. Например, прехвърлянето на най-типичните 4-килобайтови блокове в новия протокол изисква само една команда вместо две. И целият набор от команди за управление е толкова опростен, че обработката им на ниво драйвер намалява натоварването на процесора и произтичащите от това забавяния поне наполовина. Второто важно нововъведение е поддръжката на дълбока конвейерна обработка и многозадачност, която се състои във възможността за създаване на множество опашки от заявки паралелно вместо съществуващата преди това единична опашка за 32 команди. Интерфейсният протокол NVMe може да обслужва до 65536 опашки, като всяка от тях може да съдържа до 65536 команди. Всъщност всички ограничения се елиминират изобщо и това е много важно за сървърни среди, където огромно количество едновременни I / O операции могат да бъдат присвоени на дисковата подсистема.
Но въпреки че работи през NVMe интерфейса, Intel SSD 750 все още не е сървър, а потребителско устройство. Да, почти същата хардуерна платформа като в това устройство се използва в SSD от сървърен клас Intel DC P3500, P3600 и P3700, но Intel SSD 750 използва по-евтин обикновен MLC NAND и освен това фърмуерът е модифициран. Производителят вярва, че благодарение на тези промени, полученият продукт ще се хареса на ентусиастите, тъй като съчетава висока мощност, фундаментално нов интерфейс NVMe и не твърде плашеща цена.
Intel SSD 750 е PCIe x4 карта с половин височина, която може да използва четири ленти 3.0 и да постигне скорости на последователен трансфер до 2,4 GB/s и произволни операции до 440K IOPS. Вярно е, че най-обемната модификация от 1,2 TB е най-производителната, докато версията от 400 GB, която получихме за тестове, е малко по-бавна.
Задвижващата платка е изцяло покрита с броня. От предната страна това е алуминиев радиатор, а от обратната страна има декоративна метална плоча, която всъщност не влиза в контакт с микросхемите. Трябва да се отбележи, че използването на радиатор тук е необходимост. Основният контролер на Intel SSD генерира много топлина и при високо натоварване дори диск, оборудван с такова охлаждане, може да се загрее до температури от порядъка на 50-55 градуса. Но благодарение на предварително инсталираното охлаждане, няма намек за дроселиране - производителността остава постоянна дори при продължителна и интензивна употреба.
Intel SSD 750 е базиран на сървърен контролер Intel CH29AE41AB0, който работи на честота 400 MHz и има осемнадесет (!) канала за свързване на флаш памет. Като се има предвид, че повечето потребителски SSD контролери имат осем или четири канала, става ясно, че Intel SSD 750 всъщност може да изпомпва значително повече данни по шината, отколкото конвенционалните SSD модели.
Що се отнася до използваната флаш памет, Intel SSD 750 не прави иновации в тази област. Той се основава на обичайния произведен от Intel MLC NAND, пуснат в съответствие с 20-nm технологичен процес и имащ 64 и 128 Gb ядра. Трябва да се отбележи, че повечето други производители на SSD отдавна се отказаха от такава памет, преминавайки към чипове, направени по по-тънки стандарти. И самият Intel започна да прехвърля не само своите потребителски, но и сървърни устройства към 16-nm памет. Но въпреки всичко това, Intel SSD 750 използва по-стара памет, която уж има по-висок ресурс.
Сървърният произход на Intel SSD 750 може да се проследи и във факта, че общият капацитет на флаш паметта на този SSD е 480 GiB, от които само около 78 процента са достъпни за потребителя. Останалата част се разпределя за заместващ фонд, сметосъбиране и технологии за защита на данните. Intel SSD 750 реализира традиционната водеща схема, подобна на RAID 5, на ниво MLC NAND чипове, което ви позволява успешно да възстановите данни, дори ако един от чиповете напълно се повреди. В допълнение, Intel SSD осигурява пълна защита на данните от прекъсване на захранването. Intel SSD 750 има два електролитни кондензатора, като капацитетът им е достатъчен за редовно изключване на устройството в офлайн режим.
Kingston HyperX Predator 480 GB
Kingston HyperX Predator е много по-традиционно решение в сравнение с Intel SSD 750. Първо, той работи чрез протокола AHCI, а не NVMe, и второ, този SSD изисква по-разпространената шина PCI Express 2.0 за свързване към системата. Всичко това прави версията на Kingston малко по-бавна - пиковите скорости за последователни операции не надвишават 1400 MB / s, а произволните - 160 хиляди IOPS. Но HyperX Predator не налага никакви специални изисквания към системата - тя е съвместима с всякакви, включително стари платформи.
Заедно с това, устройството има не съвсем проста двукомпонентна конструкция. Самият SSD е M.2 форм-фактор платка, която е допълнена с PCI Express адаптер, който ви позволява да свързвате M.2 устройства през обикновени пълноразмерни PCIe слотове. Адаптерът е направен под формата на PCIe x4 карта с половин височина, която използва и четирите PCI Express ленти. Благодарение на този дизайн Kingston продава своя HyperX Predator в две версии: като PCIe SSD за настолни компютри и като M.2 устройство за мобилни системи (в този случай адаптерът не е включен в доставката).
Kingston HyperX Predator е базиран на контролера Marvell Altaplus (88SS9293), който, от една страна, поддържа четири PCI Express 2.0 ленти, а от друга има осем канала за свързване на флаш памет. Това е най-бързият масово произвеждан PCI Express SSD контролер на Marvell до момента. Въпреки това, Marvell скоро ще има по-бързи последователи с поддръжка на NVMe и PCI Express 3.0, които чипът Altaplus няма.
Тъй като самият Kingston не произвежда контролери или памет, сглобявайки своите SSD от елементна база, закупена от други производители, няма нищо странно във факта, че HyperX Predator PCIe SSD е базиран не само на контролер на трета страна, но и на 128 -гигабитови 19- nm MLC NAND чипове от Toshiba. Такава памет има ниска покупна цена и сега се инсталира в много продукти на Kingston (и други компании) и предимно в потребителски модели.
Използването на такава памет обаче създаде парадокс: въпреки факта, че според официалното си позициониране Kingston HyperX Predator PCIe SSD е първокласен продукт, той има само тригодишна гаранция и посоченото средно време между отказите е много по-малко от това на водещите SATA SSD дискове на други производители.
В Kingston HyperX Predator също не са предоставени специални технологии за защита на данните. Но устройството има сравнително голяма площ, скрита от очите на потребителя, чийто размер е 13 процента от общия капацитет на устройството. Резервната флаш памет, включена в него, се използва за събиране на боклук и изравняване на износването, но се изразходва предимно за подмяна на повредени клетки на паметта.
Остава само да добавим, че дизайнът на HyperX Predator не предвижда специални средства за отстраняване на топлината от контролера. За разлика от повечето други високопроизводителни решения, това устройство няма радиатор. Този SSD обаче изобщо не е склонен към прегряване - максималното му разсейване на топлина е само малко по-високо от 8 вата.
OCZ Revodrive 350 480 GB
OCZ Revodrive 350 с право е един от най-старите потребителски PCI Express SSD дискове. В дните, когато никой друг производител дори не си е помислял да пусне клиентски PCIe SSD, OCZ имаше RevoDrive 3 (X2) в своята гама, прототипът на модерния Revodrive 350. Продължителните корени на OCZ PCIe устройството обаче го правят малко странно предложение , на фона на настоящите конкуренти. Докато повечето производители на високопроизводителни компютърни устройства използват модерни контролери с естествена поддръжка за PCI Express шината, Revodrive 350 има много сложна и очевидно неоптимална архитектура. Базиран е на два или четири (в зависимост от обема) контролери SandForce SF-2200, които са събрани в RAID масив от нулево ниво.
Ако говорим за модела 480 GB OCZ Revodrive 350, който участва в този тест, тогава той всъщност се основава на четири SATA SSD с капацитет от 120 GB всеки, всеки от които е базиран на собствен чип SF-2282 (аналогов на широко разпространения SF-2281) . След това тези елементи се комбинират в един четирикомпонентен RAID 0 масив. За тази цел обаче се използва не съвсем познат RAID контролер, а собствен процесор за виртуализация (VCA 2.0) OCZ ICT-0262. Въпреки това е много вероятно това име да крие обърнат чип Marvell 88SE9548, който е четирипортов SAS / SATA 6 Gb / s RAID контролер с интерфейс PCI Express 2.0 x8. Но въпреки това инженерите на OCZ написаха свой собствен фърмуер и драйвер за този контролер.
Уникалността на софтуерния компонент на RevoDrive 350 се състои в това, че той не реализира съвсем класически RAID 0, а някакъв негов вид с интерактивно балансиране на натоварването. Вместо да разделя потока от данни на блокове с фиксиран размер и последователното им прехвърляне към различни контролери SF-2282, технологията VCA 2.0 включва анализ и гъвкаво преразпределение на I / O операции в зависимост от текущата заетост на контролерите на флаш паметта. Следователно RevoDrive 350 изглежда като SSD устройство за потребителя. Не можете да влезете в неговия BIOS и е невъзможно да разберете, че в недрата на този SSD е скрит RAID масив, без подробно запознаване с хардуерния пълнеж. Нещо повече, за разлика от конвенционалните RAID масиви, RevoDrive 350 поддържа всички типични SSD функции: SMART мониторинг, TRIM и Secure Erase.
RevoDrive 350 се предлага като платки с интерфейс PCI Express 2.0 x8. Въпреки факта, че всичките осем реда на интерфейса реално се използват, декларираните показатели за производителност са значително по-ниски от общата им теоретична производителност. максимална скоростпоследователните операции са ограничени до 1800 MB / s, а изпълнението на произволни операции не надвишава 140 хиляди IOPS.
Струва си да се отбележи, че OCZ RevoDrive 350 е PCI Express x8 платка с пълна височина, което означава, че е физически по-голяма от всички други SSD, които тествахме, и следователно не може да се инсталира в системи с нисък профил. Предната повърхност на платката RevoDrive 350 е покрита с декоративен метален корпус, който също играе ролята на радиатор за основния чип на RAID контролера. Контролерите SF-2282 са разположени на обратната страна на платката и са лишени от охлаждане.
За да формира масива с флаш памет, OCZ използва чипове от своята компания майка Toshiba. Използваните чипове са произведени по 19-nm технологичен процес и имат капацитет от 64 Gbps. Общият обем на флаш паметта в RevoDrive 350 480 GB е 512 GB, но 13% са запазени за вътрешни нужди - нивелиране на износването и събиране на отпадъци.
Заслужава да се отбележи, че архитектурата на RevoDrive 350 не е уникална. На пазара има още няколко модела подобни SSD дискове, които работят на принципа на “RAID масив от SATA SSD дискове, базирани на контролери SandForce”. Въпреки това, всички подобни решения, като разглежданото устройство OCZ PCIe, имат неприятен недостатък - тяхната производителност при запис се влошава с времето. Това се дължи на особеностите на вътрешните алгоритми на контролерите SandForce, чиято операция TRIM не връща скоростта на запис до първоначалното ниво.
Безспорният факт, че RevoDrive 350 е едно стъпало под следващото поколение PCI Express дискове, се подчертава и от факта, че този диск има само три години гаранция, а гарантираният му ресурс за запис е само 54 TB - в пъти по-малко от неговия състезатели. Освен това, въпреки факта, че RevoDrive 350 е базиран на същия дизайн като сървъра Z-Drive 4500, той няма защита срещу пренапрежение. Всичко това обаче не пречи на OCZ с присъщата си дързост да позиционира RevoDrive 350 като първокласно решение на нивото на Intel SSD 750.
Plextor M6e Black Edition 256 GB
Веднага трябва да се отбележи, че устройството Plextor M6e Black Edition е пряк наследник на добре познатия модел M6e. Приликата на новостта с нейния предшественик може да се проследи в почти всичко, ако говорим за техническия, а не за естетическия компонент. Новият SSD също има дизайн от две части, включително действителното устройство във формат M.2 2280 и адаптер, който ви позволява да го инсталирате във всеки обикновен PCIe x4 слот (или по-бърз). Освен това е базиран на осемканален контролер Marvell 88SS9183, който комуникира с външния свят чрез две PCI Express 2.0 линии. Точно както в предишната модификация, M6e Black Edition използва MLC флаш памет на Toshiba.
И това означава, че въпреки факта, че сглобеният M6e Black Edition изглежда като PCI Express x4 карта с половин височина, всъщност този SSD използва само две PCI Express 2.0 ленти. Оттук и не толкова впечатляващите скорости, които са само малко по-бързи от традиционните SATA SSD. Паспортната производителност при последователни операции е ограничена до 770 MB / s, а при произволни - 105 хиляди IOPS. Заслужава да се отбележи, че Plextor M6e Black Edition работи по наследствения протокол AHCI и това гарантира широката му съвместимост с различни системи.
Въпреки факта, че Plextor M6e Black Edition, подобно на Kingston HyperX Predator, е комбинация от PCI Express адаптер и "ядро" във формат M.2 на платката, невъзможно е да се определи това от предната страна. Целият диск е скрит под фигурен черен алуминиев корпус, в центъра на който е вграден червен радиатор, който трябва да отвежда топлината от контролера и чиповете памет. Изчислението на дизайнерите е ясно: подобна цветова схема се използва широко в различни хардуери за игри, така че Plextor M6e Black Edition ще изглежда хармонично до много игрални дънни платки и видеокарти от повечето водещи производители.
Масивът с флаш памет в Plextor M6e Black Edition се захранва от второ поколение 19nm MLC NAND чипове на Toshiba с капацитет от 64Gbps. Резервът, използван за резервния фонд и работата на вътрешните алгоритми за изравняване на износването и събиране на отпадъци, се разпределя 7 процента от общата сума. Всичко останало е достъпно за потребителя.
Поради използването на доста слаб контролер Marvell 88SS9183 с външна шина PCI Express 2.0 x2, устройството Plextor M6e Black Edition трябва да се счита за доста бавен PCIe SSD. Това обаче не пречи на производителя да отнесе този продукт към горната ценова категория. От една страна, той все още е по-бърз от SATA SSD, а от друга страна има добри характеристики на надеждност: има дълго време между отказите и се покрива от петгодишна гаранция. В него обаче не са внедрени специални технологии, които могат да защитят M6e Black Edition от пренапрежения на захранването или да увеличат неговия ресурс.
Samsung SM951 256 GB
Samsung SM951 е най-неуловимият диск в днешното тестване. Факт е, че първоначално това е продукт за компютърни асемблери, така че е доста избледнял в продажбите на дребно. Въпреки това, ако желаете, все още е възможно да го закупите, така че не отказахме да разгледаме SM951. Освен това, съдейки по характеристиките, това е много високоскоростен модел. Той е проектиран да работи на шина PCI Express 3.0 x4, използва протокола AHCI и обещава впечатляващи скорости: до 2150 MB / s при последователни операции и до 90 000 IOPS при произволни операции. Но най-важното е, че въпреки всичко това, Samsung SM951 е по-евтин от много други PCIe SSD, така че търсенето му в продажба може да има много специфичен бизнес случай.
Друга характеристика на Samsung SM951 е, че се предлага във формат M.2. Първоначално това решение е насочено към мобилни системи, така че към устройството не са включени адаптери за пълноразмерни PCIe слотове. Това обаче едва ли може да се счита за сериозен недостатък - повечето флагмански дънни платки също имат M.2 интерфейсни слотове на борда. В допълнение, необходимите адаптерни платки са широко достъпни на пазара. Самият Samsung SM951 е платка с форм-фактор M.2 2280, чийто конектор има ключ тип M, което показва необходимостта от SSD в четири PCI Express ленти.
Samsung SM951 е базиран на изключително мощния Samsung UBX контролер, разработен от производителя специално за PCI Express SSD. Базиран е на три ядра с ARM архитектура и на теория може да работи както с AHCI, така и с NVMe команди. Във въпросното SSD в контролера е включен само режим AHCI. Но NVMe версията този контролерскоро ще се види в нов потребителски SSD, който Samsung трябва да пусне тази есен.
Поради фокуса върху OEM, не се съобщава гаранционен период или прогнозирана издръжливост за въпросното устройство. Тези параметри трябва да бъдат декларирани от асемблерите на системите, в които ще бъде инсталиран SM951, или от продавачите. Все пак трябва да се отбележи, че 3D V-NAND, който сега се рекламира активно от Samsung в потребителските SSD като по-бърз и по-надежден тип флаш памет, не се използва в SM951. Вместо това той използва обичайния планарен Toggle Mode 2.0 MLC NAND, произведен вероятно с помощта на 16nm технология (някои източници предполагат 19nm технология). Това означава, че не трябва да се очаква SM951 да има същата висока издръжливост като водещото устройство 850 PRO SATA. В този параметър SM951 е по-близо до обичайните модели от среден клас, освен това само 7 процента от масива на флаш паметта е разпределен за резервиране в този SSD. Samsung SM951 няма никакви специални технологии на сървърно ниво за защита на данните от прекъсване на захранването. С други думи, акцентът в този модел е поставен единствено върху скоростта на работа, а всичко останало е отрязано, за да се намалят разходите.
Струва си да се отбележи още нещо. При високо натоварване Samsung SM951 проявява доста сериозно загряване, което в крайна сметка може да доведе дори до включване на throttling. Следователно, в високопроизводителни системи за SM951 е желателно да се организира поне въздушен поток или по-добре да се затвори с радиатор.
Сравнителни характеристики на тествани SSD
Проблеми със съвместимостта
Като всеки нова технология, PCI Express SSD все още не могат да се похвалят със 100% безпроблемна работа с която и да е платформа, особено с по-старите. Следователно трябва да изберете правилния SSD не само въз основа на потребителските характеристики, но и с оглед на съвместимостта. Тук е важно да имате предвид две точки.На първо място, различните SSD могат да използват различен брой PCI Express ленти и различни поколениятази гума - 2.0 или 3.0. Ето защо, преди да закупите PCIe устройство, трябва да се уверите, че системата, в която планирате да го инсталирате, има свободен слот с необходимата честотна лента. Разбира се, по-бързите PCIe SSD са обратно съвместими с по-бавните слотове, но в този случай закупуването на високоскоростен SSD няма особен смисъл – то просто не може да разгърне пълния си потенциал.
Plextor M6e Black Edition има най-широката съвместимост в този смисъл - изисква само две PCI Express 2.0 ленти и такъв свободен слот със сигурност ще бъде намерен на почти всеки дънна платка. Kingston HyperX Predator вече се нуждае от четири PCI Express 2.0 ленти: много дънни платки също имат такива PCIe слотове, но някои евтини платформи може да нямат допълнителни слотове с четири или повече PCI Express ленти. Това е особено вярно за дънни платки, изградени на чипсети от ниско ниво, общ бройлинии, които могат да бъдат съкратени до шест. Ето защо, преди да закупите Kingston HyperX Predator, не забравяйте да проверите дали системата има свободен слот с четири или повече PCI Express ленти.
OCZ Revodrive 350 прави нещата една крачка напред - той вече изисква осем PCI Express линии. Такива слотове обикновено се изпълняват не от чипсета, а от процесора. Следователно, най-доброто място за използване на такова устройство са платформите LGA 2011/2011-3, където PCI Express процесорният контролер има прекомерен брой ленти, което позволява обслужване на повече от една видеокарта. В системи с LGA 1155/1150/1151 процесори, OCZ Revodrive 350 ще бъде подходящ само ако се използва интегрираната в CPU графика. В противен случай, в полза на SSD диск, ще трябва да премахнете половината линии от GPU, като го превключите в режим PCI Express x8.
Intel SSD 750 и Samsung SM951 са донякъде подобни на OCZ Revodrive 350: те също са за предпочитане да се използват в PCI Express слотове, захранвани от процесора. Причината тук обаче не е броят на линиите - те изискват само четири PCI Express линии, а генерирането на този интерфейс: и двете устройства могат да използват увеличената честотна лента PCI възможностЕкспрес 3.0. Има обаче изключение: най-новите чипсети на Intel от 100-та серия, предназначени за процесори Skylake, получиха поддръжка за PCI Express 3.0, така че в най-новите платки LGA 1151 те могат да бъдат инсталирани без угризения на съвестта в PCIe слотовете на чипсета, които са свързани с поне четири линии.
Проблемът със съвместимостта има и втора част. Към всички ограничения, свързани с честотната лента на различни варианти на PCI Express слотове, има и ограничения, свързани с използваните протоколи. Най-безпроблемни в този смисъл са SSD, които работят през AHCI. Поради факта, че емулират поведението на конвенционален SATA контролер, те могат да работят с всякакви, дори стари, платформи: те се виждат в BIOS на всякакви дънни платки, те могат да бъдат зареждащи дискове, като за работата им в операционната система не са необходими допълнителни драйвери. С други думи, Kingston HyperX Predator и Plextor M6e Black Edition са два от най-безпроблемните PCIe SSD дискове.
Какво ще кажете за другата двойка AHCI устройства? При тях ситуацията е малко по-сложна. OCZ Revodrive 350 работи в операционната система чрез собствен драйвер, но дори и така няма проблеми да направите това устройство стартиращо. При Samsung SM951 положението е по-лошо. Въпреки че този SSD комуникира със системата, използвайки наследения протокол AHCI, той няма собствен BIOS и следователно трябва да се инициализира от BIOS на дънната платка. За съжаление, поддръжката за този SSD не е налична във всички дънни платки, особено в по-старите. Следователно, с пълна увереност можем да говорим само за неговата съвместимост с платки, базирани на най-новите чипсети на Intel от деветдесетата и стотната серия. В други случаи може просто да не се вижда от дънната платка. Разбира се, това не пречи да използвате Samsung SM951 в операционна система, където лесно се инициализира от драйвера AHCI, но в този случай ще трябва да забравите за възможността за зареждане от високоскоростен SSD.
Но най-голямо неудобство може да причини Intel SSD 750, който работи чрез новия NVMe интерфейс. Драйверите, които са необходими за поддържане на SSD, използващи този протокол, присъстват само в най-новите операционни системи. И така, в Linux поддръжката на NVMe се появи във версия на ядрото 3.1; „Собственият“ NVMe драйвер е наличен в системите на Microsoft, започващи с Windows 8.1 и Windows Server 2012 R2; и в OS X, съвместимостта с NVMe устройства беше добавена във версия 10.10.3. В допълнение, NVMe SSD не се поддържа от всички дънни платки. За да могат такива устройства да се използват като стартиращи устройства, BIOS на дънната платка също трябва да има съответния драйвер. Производителите обаче са вградили необходимата функционалност само в най-новите версии на фърмуера, пуснати за най-новите модели дънни платки. Следователно поддръжката за зареждане на операционната система от NVMe устройства е достъпна само на най-модерните дънни платки за ентусиасти, базирани на чипсетите Intel Z97, Z170 и X99. В по-стари и по-евтини платформи потребителите ще могат да използват NVMe SSD само като втори диск в ограничен набор от операционни системи.
Въпреки факта, че се опитахме да опишем всички възможни комбинации от платформи и PCI Express устройства, основният извод от казаното е, че съвместимостта на PCIe SSD с дънни платки далеч не е толкова очевидна, колкото в случая на SATA SSD. Ето защо, преди да закупите високоскоростен SSD диск, който работи чрез PCI Express, не забравяйте да проверите неговата съвместимост с конкретна дънна платка на уебсайта на производителя.
Тестова конфигурация, инструменти и методология за тестване
Тестването се извършва в операционната система Microsoft Windows 8.1 Professional x64 с актуализация, която правилно разпознава и обработва съвременните SSD дискове. Това означава, че в процеса на преминаване на тестовете, както обикновено ежедневна употреба SSD, командата TRIM се поддържа и активно активирана. Измерването на производителността се извършва с устройства в състояние "използвано", което се постига чрез предварителното им попълване с данни. Преди всеки тест дисковете се почистват и поддържат с помощта на командата TRIM. Между отделните тестове се поддържа 15-минутна пауза, предназначена за правилното развитие на технологията за събиране на боклук. Всички тестове, освен ако не е отбелязано друго, използват произволни, некомпресируеми данни.Използвани приложения и тестове:
Йометър 1.1.0
Измерване на скоростта на последователно четене и запис на данни в блокове от 256 KB (най-типичният размер на блока за последователни операции в десктоп задачи). Оценките на скоростите се извършват в рамките на минута, след което се изчислява средна стойност.
Измерване на произволна скорост на четене и запис в блокове от 4 KB (този размер на блока се използва в по-голямата част от реалните операции). Тестът се изпълнява два пъти - без опашка за заявки и с опашка за заявки с дълбочина 4 команди (типично за настолни приложения, които активно работят с разклонена файлова система). Блоковете с данни са подравнени със страниците на флаш паметта на устройствата. Скоростите се оценяват за три минути, след което се изчислява средна стойност.
Установяване на зависимостта на произволните скорости на четене и запис, когато устройството работи с 4-килобайтови блокове от дълбочината на опашката на заявките (в диапазона от една до 32 команди). Блоковете с данни са подравнени със страниците на флаш паметта на устройствата. Скоростите се оценяват за три минути, след което се изчислява средна стойност.
Установяване на зависимостта на произволните скорости на четене и запис, когато устройството работи с блокове с различни размери. Използват се блокове от 512 байта до 256 KB. Дълбочината на опашката на заявките по време на теста е 4 команди. Блоковете с данни са подравнени със страниците на флаш паметта на устройствата. Скоростите се оценяват за три минути, след което се изчислява средна стойност.
Измерване на производителността при смесено многопоточно натоварване и установяване на зависимостта й от съотношението между операциите за четене и запис. Тестът се провежда два пъти: за последователни четения и записи в блокове от 128 KB, изпълнявани в две независими нишки, и за произволни операции с блокове от 4 KB, които се изпълняват в четири нишки. И в двата случая съотношението между четения и записи варира на стъпки от 20 процента. Скоростите се оценяват за три минути, след което се изчислява средна стойност.
Изследване на влошаване на производителността на SSD при обработка на непрекъснат поток от произволни операции за запис. Използват се блокове от 4 KB и дълбочина на опашката от 32 команди. Блоковете с данни са подравнени със страниците на флаш паметта на устройствата. Продължителността на теста е два часа, като всяка секунда се правят моментни измервания на скоростта. В края на теста способността на устройството да възстанови своята производителност до първоначалните стойности се проверява допълнително поради работата на технологията за събиране на боклук и след обработка на командата TRIM.
CrystalDiskMark 5.0.2
Синтетичен бенчмарк, който връща типична производителност на SSD, измерена върху 1 GB дискова област „отгоре“ на файловата система. От целия набор от параметри, които могат да бъдат оценени с помощта на тази помощна програма, ние обръщаме внимание на скоростта на последователно четене и запис, както и производителността на случайни четения и записи в 4-килобайтови блокове без опашка за заявки и с опашка от 32 инструкции дълбоко.
PC Mark 8 2.0
Тест, базиран на емулиране на реално натоварване на диска, което е характерно за различни популярни приложения. На тестваното устройство се създава единичен дял във файловата система NTFS за целия наличен обем и тестът за вторично съхранение се извършва в PCMark 8. Като резултати от тестове се вземат предвид както крайната производителност, така и скоростта на изпълнение на отделните тестови следи, генерирани от различни приложения.
Тестове за копиране на файлове
Този тест измерва скоростта на копиране на директории с файлове различен тип, както и скоростта на архивиране и разархивиране на файлове в устройството. Използва се за копиране стандартно средство за защита Windows - Помощна програма Robocopy, при архивиране и разархивиране - 7-zip архиватор версия 9.22 бета. В тестовете участват три набора от файлове: ISO - набор, който включва няколко дискови изображения със софтуерни дистрибуции; Програма - комплект, който представлява предварително инсталиран софтуерен пакет; Work е набор от работни файлове, който включва офис документи, снимки и илюстрации, pdf файлове и мултимедийно съдържание. Всеки от комплектите е с общ размер на файла 8 GB.
Като тестова платформа се използва компютър с дънна платка. Платка ASUS Z97 Pro, Основен процесор i5-4690K с интегрирана графика Intel ядро HD Graphics 4600 и 16 GB DDR3-2133 SDRAM. Устройствата със SATA интерфейс са свързани към SATA 6 Gb / s контролер, вграден в чипсета на дънната платка и работят в режим AHCI. PCI Express устройствата са инсталирани в първия пълноскоростен PCI Express 3.0 x16 слот. използвани драйвери на intel Rapid Storage Technology (RST) 13.5.2.1000 и Intel Windows NVMe драйвер 1.2.0.1002.
Обемът и скоростта на пренос на данни в бенчмарковете са посочени в двоични единици (1 KB = 1024 байта).
В допълнение към петте основни героя на този тест - клиентски SSD с PCI Express интерфейс, към тях добавихме и най-бързия SATA SSD - Samsung 850 PRO.
В резултат на това списъкът с тествани модели придоби следната форма:
Intel SSD 750 400 GB (SSDPEDMW400G4, фърмуер 8EV10135);
Kingston HyperX Predator PCIe 480GB (SHPM2280P2H/480G, фърмуер OC34L5TA);
OCZ RevoDrive 350 480 GB (RVD350-FHPX28-480G, фърмуер 2.50);
Plextor M6e Black Edition 256 GB (PX-256M6e-BK, фърмуер 1.05);
Samsung 850 Pro 256 GB (MZ-7KE256, фърмуер EXM01B6Q);
Samsung SM951 256 GB (MZHPV256HDGL-00000, фърмуер BXW2500Q).
производителност
Последователни операции за четене и запис
Първо трябва да се открои новото поколение SSD дискове, прехвърлени към шината PCI Express високи скоростипоследователно четене и запис. И точно това виждаме на графиката. Всички PCIe SSD превъзхождат най-добрия SATA SSD, Samsung 850 PRO. Въпреки това, дори и такива просто натоварванекак последователното четене и запис показва огромни разлики между SSD различни производители. Освен това вариантът на използваната PCI Express шина не е от решаващо значение. Най-добра производителност тук може да даде устройството Samsung SM951 PCI Express 3.0 x4, а на второ място е Kingston HyperX Predator, който работи чрез PCI Express 2.0 x4. Прогресивният NVMe диск Intel SSD 750 беше едва на трето място.
Случайни четения
Ако говорим за произволно четене, както можете да видите от диаграмите, PCIe SSD не се различават особено по скорост от традиционните SATA SSD. Освен това, това се отнася не само за AHCI дискове, но и за продукта, който работи с NVMe канала. Всъщност по-добър от Samsung 850 PRO изпълнениес произволни операции за четене на малки опашки от заявки, само трима участници в този тест могат да демонстрират: Samsung SM951, Intel SSD 750 и Kingston HyperX Predator.
Въпреки че дълбоките операции на опашката за заявки за персонални компютрине са типични, тепърва ще видим как производителността на въпросното SSD зависи от дълбочината на опашката на заявките при четене на 4-килобайтови блокове.
Графиката ясно показва как решенията, които работят чрез PCI Express 3.0 x4, могат да надминат всички други SSD. Кривите, съответстващи на Samsung SM951 и Intel SSD 750, са значително по-високи от кривите на други устройства. От горната диаграма може да се направи още един извод: OCZ RevoDrive 350 е срамно бавен SSD диск. При произволни операции за четене той изостава наполовина от SATA SSD, което се дължи на неговата RAID архитектура и използването на остарели контролери SandForce от второ поколение.
В допълнение към това предлагаме да разгледаме как скоростта на произволно четене зависи от размера на блока с данни:
Тук картината е малко по-различна. С нарастването на размера на блока операциите започват да изглеждат като последователни, така че не само архитектурата и мощността на SSD контролера, но и честотната лента на шината, която използват, започват да играят роля. При по-големи размери на блокове Samsung SM951, Intel SSD 750 и Kingston HyperX Predator осигуряват най-добра производителност.
Случайни записи
Някъде би трябвало да се проявят предимствата на интерфейса NVMe, който осигурява ниски закъснения, и контролера Intel SSD 750 с високо ниво на паралелизъм. В допълнение, обемният DRAM буфер, наличен в този SSD, ви позволява да организирате много ефективно кеширане на данни. И в резултат на това Intel SSD 750 осигурява ненадмината производителност при произволен запис дори когато опашката за заявки има минимална дълбочина.
За да видите по-ясно какво се случва с произволното записване с увеличаване на дълбочината на опашката за заявки, вижте следната графика, която показва 4K произволно записване спрямо дълбочината на опашката за заявки:
Мащабиране Производителност на Intel SSD 750 се появява, докато дълбочината на опашката достигне 8 команди. Това е типично поведение за потребителски SSD. Това, което отличава Intel обаче, е, че неговите произволни скорости на запис са значително по-бързи от всеки друг SSD, включително най-бързите PCIe модели като Samsung SM951 или Kingston HyperX Predator. С други думи, при произволно натоварване на запис, Intel SSD 750 предлага фундаментално по-добра производителност от всеки друг SSD. С други думи, преходът към използване на интерфейса NVMe ви позволява да увеличите скоростта на случаен запис. И това със сигурност е важна характеристика, но преди всичко за сървърните устройства. Всъщност Intel SSD 750 е просто близък роднина на такива модели като Intel DC P3500, P3600 и P3700.
Следващата графика показва производителността на случаен запис спрямо размера на блока с данни.
С увеличаването на размера на блоковете Intel SSD 750 губи неоспоримото си предимство. Samsung SM951 и Kingston HyperX Predator започват да произвеждат приблизително еднаква производителност.
Тъй като цената на SSD устройствата вече не се използва като изключително системни устройства и стават обикновени работни устройства. В такива ситуации SSD получава не само прецизно натоварване под формата на записи или четения, но и смесени заявки, когато операциите за четене и запис се инициират от различни приложения и трябва да се обработват едновременно. Въпреки това работата в пълен дуплекс за съвременните SSD контролери остава значителен проблем. При смесване на четене и запис в една и съща опашка, скоростта на повечето SSD дискове от потребителски клас намалява значително. Това беше причината за отделно проучване, в което проверяваме как се представят SSD дисковете, когато е необходимо да се обработват последователни операции. Следващата двойка диаграми показва най-типичния случай за настолни компютри, където съотношението на броя четения и записи е 4 към 1.
При последователни смесени натоварвания с преобладаващи операции за четене, което е типично за обикновените персонални компютри, Samsung SM951 и Kingston HyperX Predator дават най-добра производителност. Случайното смесено натоварване се оказва по-трудно за SSD и оставя Samsung SM951 начело, но Intel SSD 750 се премества на второ място.В същото време Plextor M6e Black Edition, Kingston HyperX Predator и OCZ RevoDrive 350 като цяло се оказват значително по-лош от обикновен SATA SSD.
Следващите няколко графики дават по-подробна картина на производителността при смесено натоварване, показвайки скоростта на SSD спрямо съотношението на четене и запис към него.
Всичко по-горе е добре потвърдено в горните графики. При смесено натоварване с последователни операции Samsung SM951 показва най-добра производителност, която се чувства като риба във вода при всяка работа със серийни данни. За произволни смесени операции ситуацията е малко по-различна. И двата устройства на Samsung, както PCI Express 3.0 x4 SM951, така и обикновеният SATA 850 PRO, се представят много добре в този тест. хубави резултати, заобикаляйки производителността на почти всички други SSD. Съпротивлявайте им се отделни случаиможе само Intel SSD 750, който благодарение на системата за инструкции NVMe е идеално оптимизиран за работа с произволни записи. И когато работният процес на смесена търговия се повиши до 80 процента или повече записи, той скача напред.
Резултати в CrystalDiskMark
CrystalDiskMark е популярно и просто тестово приложение, което работи "отгоре" на файловата система, което ви позволява да получите резултати, които лесно се повтарят. обикновени потребители. Цифрите за производителност, получени в него, трябва да допълват подробните графики, които изградихме въз основа на тестове в IOMeter.
Тези четири диаграми са само теоретична стойност, показваща върхова производителност, която не е постижима при типични клиентски задачи. Дълбочина на опашката за заявки от 32 команди никога не се среща на персонални компютри, но при специални тестове ви позволява да получите максимална производителност. И в този случай водещата производителност с голяма разлика се дава от Intel SSD 750, който има архитектура, наследена от сървърни устройства, където голяма дълбочина на опашката на заявките е съвсем в реда на нещата.
Но тези четири диаграми вече представляват практически интерес - те показват производителността при натоварване, което е типично за персоналните компютри. И тук Samsung SM951 дава най-добра производителност, която изостава от Intel SSD 750 само при случайни 4-килобайтови записи.
Реални случаи на употреба на PCMark 8 2.0
Тестовият пакет Futuremark PCMark 8 2.0 е интересен с това, че не е синтетичен по природа, а напротив, базиран е на това как работят реалните приложения. По време на преминаването му се възпроизвеждат реални сценарии - следи от използване на диск в обичайни настолни задачи и се измерва скоростта на тяхното изпълнение. Сегашна версияТози тест симулира натоварване, което е взето от реални приложения за игри Battlefield 3 и World of Warcraft и софтуерни пакети от Abobe и Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint и Word. Крайният резултат се изчислява като средната скорост, която задвижванията показват при преминаване на тестовите писти.
PCMark 8 2.0 тест, който оценява производителността на системите за съхранение в реални приложения, ясно ни казва, че има само две PCIe устройства, чиято скорост е фундаментално по-висока от тази на обикновените модели със SATA интерфейс. Това са Samsung SM951 и Intel SSD 750, които печелят и в много други тестове. Други PCIe SSD, като Plextor M6e Black Edition и Kingston HyperX Predator, са повече от един и половина пъти зад лидерите. Е, OCZ ReveDrive 350 демонстрира откровено слаба производителност. Той е повече от два пъти по-бавен от най-добрите PCIe SSD дискове и отстъпва по скорост дори на Samsung 850 PRO, който работи през SATA интерфейс.
Интегралният резултат от PCMark 8 трябва да бъде допълнен с показатели за производителност, издадени от флаш устройства при преминаване на отделни тестови писти, които симулират различни сценарии на реално натоварване. Факт е, че при различни натоварвания флаш паметите често се държат малко по-различно.
За каквото и приложение да говорим, във всеки случай един от SSD дисковете с интерфейс PCI Express 3.0 x4 дава най-висока производителност: или Samsung SM951, или Intel SSD 750. Интересното е, че други PCIe SSD дискове в някои случаи обикновено дават само скорости на нивото на SATA SSD дискове. Всъщност предимството на същия Kingston HyperX Predator и Plextor M6e Black Edition пред Samsung 850 PRO може да се види само в Adobe Photoshop, Battlefield 3 и Microsoft Word.
Копиране на файлове
Имайки предвид, че SSD устройствата се въвеждат все повече в персоналните компютри, решихме да добавим към нашата методология измерването на производителността по време на нормални файлови операции - при копиране и работа с архиватори - които се извършват "вътре" в устройството. Това е типична дискова активност, която се случва, ако SSD не играе ролята на системно устройство, а обикновен диск.
В тестовете за копиране лидерите остават същите Samsung SM951 и Intel SSD 750. Ако обаче говорим за големи последователни файлове, Kingston HyperX Predator може да се конкурира с тях. Трябва да кажа, че с просто копиране почти всички PCIe SSD са по-бързи от Samsung 850 PRO. Има само едно изключение - Plextor M6e Black Edition. И OCZ RevoDrive 350, който постоянно се оказва в позицията на безнадежден аутсайдер в останалите тестове, неочаквано заобикаля не само SATA SSD, но и най-бавния PCIe SSD.
Втората група тестове бяха проведени по време на архивиране и разархивиране на директорията с работни файлове. Основната разлика в този случай е, че половината от операциите се извършват с разпръснати файлове, а другата половина с един голям архивен файл.
Подобна е ситуацията и при работа с архиви. Единствената разлика е, че тук Samsung SM951 успява уверено да се откъсне от всички конкуренти.
Как работят TRIM и фоновото събиране на отпадъци
Когато тестваме различни SSD дискове, ние винаги проверяваме как те обработват командата TRIM и дали могат да събират боклук и да възстановяват производителността си без поддръжка от операционната система, тоест в ситуация, в която командата TRIM не се предава. Такова тестване беше проведено и този път. Схемата на този тест е стандартна: след създаване на продължително непрекъснато натоварване при запис на данни, което води до влошаване на скоростта на запис, деактивираме поддръжката на TRIM и изчакваме 15 минути, през които SSD може да се опита да се възстанови сам поради своята собствен алгоритъм за събиране на отпадъци, но без външна помощ операционна система, и измерване на скоростта. След това командата TRIM се изпраща принудително към задвижването - и след кратка пауза скоростта се измерва отново.Резултатите от такова тестване са показани в следващата таблица, която за всеки тестван модел показва дали отговаря на TRIM чрез изчистване на неизползвана част от флаш паметта и дали може да подготви чисти страници с флаш памет за бъдещи операции, ако командата TRIM не е дадено му. За устройства, които се оказаха в състояние да извършват събиране на боклук без командата TRIM, ние също посочихме количеството флаш памет, което беше независимо освободено от SSD контролера за бъдещи операции. В случай на работа на устройството в среда без поддръжка на TRIM, това е само количеството данни, което може да се съхранява на устройството при висока начална скорост след време на престой.
Въпреки факта, че висококачествената поддръжка на командата TRIM се превърна в индустриален стандарт, някои производители смятат за приемливо да продават устройства, в които тази команда не е напълно обработена. Такъв негативен пример демонстрира OCZ Revodrive 350. Формално той разбира TRIM и дори се опитва да направи нещо, когато получи тази команда, но не е необходимо да се говори за пълно връщане на скоростта на запис към първоначалните стойности. И в това няма нищо странно: Revodrive 350 е базиран на контролери SandForce, които се отличават с необратимо влошаване на производителността. Съответно го има и в Revodrive 350.
Всички други PCIe SSD дискове работят с TRIM точно като техните SATA колеги. Това е в идеалния случай: в операционни системи, които издават тази команда на устройства, производителността остава на постоянно високо ниво.
Ние обаче искаме повече - висококачествено устройство трябва да може да извършва събиране на боклук, без да издава команда TRIM. И тук се откроява Plextor M6e Black Edition - устройство, което може самостоятелно да освободи много повече флаш памет за предстоящи операции от своите конкуренти. Въпреки че, разбира се, офлайн събирането на боклук работи до известна степен на всички SSD, които тествахме, с изключение на Samsung SM951. С други думи, при нормална употреба в съвременна среда Производителност на Samsung SM951 няма да се влоши, но в случаите, когато TRIM не се поддържа, този SSD не се препоръчва.
заключения
Вероятно трябва да започнем да обобщаваме, като посочим факта, че потребителските SSD с интерфейс PCI Express вече не са екзотика и не са някакви експериментални продукти, а цял пазарен сегмент, в който играят най-бързите твърди дискове за ентусиасти. Естествено, това също означава, че отдавна няма проблеми с PCIe SSD: те поддържат всички функции, които имат SATA SSD, но в същото време са по-производителни и понякога имат някои нови интересни технологии.В същото време клиентският пазар на PCIe SSD не е толкова претъпкан и досега само компании с висок инженерен потенциал са успели да влязат в групата на производителите на такива твърди дискове. Това се дължи на факта, че независимите разработчици на масово произвеждани SSD контролери все още нямат дизайнерски решения, които им позволяват да започнат да произвеждат PCIe устройства с минимални инженерни усилия. Следователно всеки от PCIe SSD дисковете, които в момента са на рафтовете на магазините, е отличителен и уникален по свой начин.
В този тест успяхме да съберем пет от най-популярните и най-често срещаните PCIe SSD дискове, предназначени за използване в персонални компютри. И според резултатите от запознаването с тях става ясно, че купувачите, които искат да преминат към използване на твърди дискове с прогресивен интерфейс, все още няма да бъдат изправени пред сериозни мъчения при избора. В повечето случаи изборът ще бъде недвусмислен, тъй като тестваните модели се различават толкова много в своите потребителски качества.
Като цяло най-атрактивният PCIe SSD модел се оказа Samsung SM951. Това е брилянтно PCI Express 3.0 x4 решение от един от пазарните лидери, което не само доказа, че може да осигури най-висока производителност при типични общи натоварвания, но също така е значително по-евтино от всички други PCIe устройства.
Samsung SM951 обаче все още не е перфектен. Първо, той не съдържа никакви специални технологии, насочени към подобряване на надеждността, но все пак бихме искали да ги имаме в продукти от първокласно ниво. Второ, този SSD е доста трудно да се намери в продажба в Русия - той не се доставя в страната ни по официални канали. За щастие можем да предложим да обърнем внимание на добра алтернатива - Intel SSD 750. Този SSD също работи чрез PCI Express 3.0 x4 и е съвсем малко зад Samsung SM951. Но той е пряк роднина на сървърните модели и следователно има висока надеждност и работи по протокола NVMe, което му позволява да демонстрира ненадмината скорост при произволни операции за запис.
По принцип на фона на Samsung SM951 и Intel SSD 750, останалите PCIe SSD изглеждат доста слабо. Въпреки това все още има ситуации, когато ще трябва да предпочетат някой друг PCIe SSD модел. Факт е, че усъвършенстваните устройства на Samsung и Intel са съвместими само с модерни дънни платки, изградени на чипсети от деветдесета или стотна серия на Intel. В по-старите системи те могат да работят само като „втори диск“ и зареждането на операционната система от тях ще бъде невъзможно. Следователно нито Samsung SM951, нито Intel SSD 750 са подходящи за надграждане на платформи от предишни поколения и изборът ще трябва да бъде направен на устройството Kingston HyperX Predator, което, от една страна, може да осигури добра производителност, а от друга страна, гарантирано няма да има проблеми със съвместимостта с по-стари платформи.
WiFi модули и други подобни устройства. Разработката на тази шина е започната от Intel през 2002 г. Сега организацията с нестопанска цел PCI Special Interest Group разработва нови версии на тази шина.
В момента шината PCI Express напълно замени такива остарели шини като AGP, PCI и PCI-X. Шината PCI Express се намира в долната част на дънната платка в хоризонтално положение.
PCI Express е шина, разработена от PCI шината. Основните разлики между PCI Express и PCI са на физическо ниво. Докато PCI използва обща шина, PCI Express използва звездна топология. Всяко устройство е свързано към общ ключ с отделна връзка.
Софтуерният модел на PCI Express до голяма степен повтаря PCI модела. Следователно повечето съществуващи PCI контролери могат лесно да бъдат модифицирани, за да използват PCI Express шината.
PCI Express и PCI слотове на дънната платка
В допълнение, шината PCI Express поддържа нови функции като:
- Устройства с горещо включване;
- Гарантирана скорост на обмен на данни;
- Енергиен мениджмънт;
- Контрол на целостта на предаваната информация;
Как работи PCI Express шината
Шината PCI Express използва двупосочна серийна връзка за свързване на устройства. Освен това такава връзка може да има една (x1) или няколко (x2, x4, x8, x12, x16 и x32) отделни линии. Колкото повече такива линии се използват, толкова по-голяма скорост на трансфер на данни може да осигури шината PCI Express. В зависимост от броя на поддържаните линии, размерът на сортиране на дънната платка ще се различава. Има слотове с една (x1), четири (x4) и шестнадесет (x16) линии.
Визуална демонстрация на размерите на PCI Express слота
В същото време всяко PCI Express устройство може да работи във всеки слот, ако слотът има еднакви или повече ленти. Това ви позволява да инсталирате PCI Express карта с x1 слот в x16 слот на дънната платка.
Пропускателната способност на PCI Express зависи от броя на лентите и версията на шината.
|
Еднопосочен/двупосочен в Gbps |
|||||||
|
Брой линии |
|||||||
| PCIe 1.0 | 2/4 | 4/8 | 8/16 | 16/32 | 24/48 | 32/64 | 64/128 |
| PCIe 2.0 | 4/8 | 8/16 | 16/32 | 32/64 | 48/96 | 64/128 | 128/256 |
| PCIe 3.0 | 8/16 | 16/32 | 32/64 | 64/128 | 96/192 | 128/256 | 256/512 |
| PCIe 4.0 | 16/32 | 32/64 | 64/128 | 128/256 | 192/384 | 256/512 | 512/1024 |
Примери за PCI Express устройства
На първо място, PCI Express се използва за свързване на дискретни графични карти. От появата на тази шина, абсолютно всички видео карти я използват.
видео карта GIGABYTE GeForce GTX 770
Това обаче не е всичко, което PCI Express шината може да направи. Използва се от производителите на други компоненти.
Звукова карта SUS Xonar DX
OCZ Z-Drive R4 Enterprise SSD
Когато говорим за PCI Express(PCI-E) шина, може би първото нещо, което я отличава от други подобни решения, е нейната ефективност. Благодарение на тази модерна шина се увеличава производителността на компютъра, подобрява се качеството на графиката.
В продължение на много години шината PCI (Peripheral Component Interconnect) се използва за свързване на видеокартата към дънната платка, освен това се използва и за свързване на някои други устройства, като мрежова и звукова карта.
Ето как изглеждат тези слотове:
PCI-Express ефективно се превърна в следващото поколение на PCI шината, предлагайки подобрена функционалност и производителност. Той използва серийна връзка, в която има няколко линии, всяка от които води до съответното устройство, т.е. всеки периферно устройствополучава своя собствена линия, което повишава цялостната производителност на компютъра.
PCI-Express поддържа "гореща" връзка, консумира по-малко енергия от своите предшественици и контролира целостта на предаваните данни. В допълнение, той е съвместим с драйвери за PCI шина. Друга забележителна характеристика на тази шина е нейната мащабируемост, т.е. pci expressкартата се свързва и работи във всеки слот със същата или по-голяма честотна лента. По всяка вероятност тази функция ще гарантира използването й през следващите години.
Традиционният тип PCI слот беше достатъчно добър за основни аудио/видео функции. С AGP шината се подобри схемата за обработка на мултимедийни данни и съответно се повиши качеството на аудио/видео данните. Не след дълго напредъкът в микроархитектурата на микропроцесорите започна допълнително да демонстрира бавността на PCI шината, което накара най-бързите и най-новите модели компютри на времето буквално да се проточат.
Характеристики и производителност PCI шина
Може да има от една двупосочна връзка x1, до x32 (32 линии). Линията функционира от точка до точка. Модерните версии осигуряват много по-голяма честотна лента от своите предшественици. x16 може да се използва за свързване на графична карта, докато x1 и x2 могат да се използват за свързване на обикновени карти.
Ето как изглеждат x1 и pci express x16 слотовете:
PCI-E
Брой линии x1 x2 x4 x8 x16 x32
Честотна лента 500 Mb/s 1000 Mb/s 2000 Mb/s 4000 Mb/s 8000 Mb/s 16000 Mb/s
PCI-E версии и съвместимост
Когато става въпрос за компютри, всяко споменаване на версии е свързано с проблеми със съвместимостта. И като всяка друга модерна технология, PCI-E непрекъснато се развива и надгражда. Последният наличен вариант е pci express 3.0, но вече е в ход разработката на PCI-E шина версия 4.0, която трябва да се появи около 2015 г. (pci express 2.0 е почти остаряла).
Разгледайте следната таблица за съвместимост на PCI-E.
PCI-E версии 3.0 2.0 1.1
Обща честотна лента
(X16) 32Gb/s 16Gb/s 8Gb/s
Скорост на данни 8.0 GT/s 5.0 GT/s 2.5 GT/s
PCI-E версията няма ефект върху функционалността на картата. Най-отличителната характеристика на този интерфейс е неговата предна и обратна съвместимост, което го прави сигурен и способен да се синхронизира с много варианти на карти, независимо от версията на интерфейса. Тоест можете да поставите карта от втора или трета версия в слота за PCI-Express на първата версия и тя ще работи, макар и с известна загуба на производителност. По същия начин PCI-E карта версия 3 може да бъде инсталирана в PCI-E слота на първата версия на PCI-Express. В момента всички съвременни видеокарти на NVIDIA и AMD са съвместими с такава шина.
А това е за лека закуска:
Серийната шина PCI Express, разработена от Intel и нейните партньори, е предназначена да замени паралелната PCI шина и нейния разширен и специализиран вариант AGP. Въпреки сходните имена, шините PCI и PCI Express имат малко общо. Протоколът за паралелен трансфер на данни, използван от PCI, налага ограничения върху честотната лента и честотата на шината; серийният трансфер на данни, използван в PCI Express, осигурява мащабируемост (спецификациите описват реализации на PCI Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x и 32x). В момента версията на гумата с индекс 3.0 е актуална.
PCI-E3.0
През ноември 2010 г. организацията PCI-SIG, която стандартизира технологията PCI Express, обяви приемането на спецификацията PCIe Base 3.0.
Основната разлика от предишните две версии на PCIe може да се счита за променена схема на кодиране - сега вместо 8 бита полезна информация от 10 предадени бита (8b / 10b), 128 бита полезна информация могат да бъдат предадени по шината извън 130 бита изпратени, т.е. Коефициентът на полезен товар е близо до 100%. Освен това скоростта на пренос на данни е увеличена до 8 GT/s. Спомнете си, че тази стойност за PCIe 1.x беше 2,5 GT/s, а за PCIe 2.x беше 5 GT/s.
Всички горепосочени промени доведоха до удвояване на честотната лента на шината в сравнение с PCI-E 2.x шината. Това означава, че общата честотна лента на шината PCIe 3.0 в конфигурация 16x ще достигне 32 Gb/s. Първите процесори, оборудвани с PCIe 3.0 контролер, бяха Процесори на Intelбазиран на микроархитектурата Ivy Bridge.
Въпреки повече от три пъти по-високата пропускателна способност на PCI-E 3.0 в сравнение с PCI-E 1.1, производителността на едни и същи видеокарти при използване на различни интерфейси не се различава много. Таблицата по-долу показва резултатите от бенчмарка за GeForce GTX 980 в различни бенчмаркове. Измерванията са направени при същите настройки на графиката, в същата конфигурация.Версията на PCI-E шината е променена в настройките на BIOS.
PCI Express 3.0 продължава да бъде обратно съвместим с предишни версии PCIe.
PCI-E 2.0
През 2007 г. беше приета нова спецификация за шината PCI Express - 2.0, чиято основна разлика е удвоената честотна лента на всяка предавателна линия във всяка посока, т.е. в случай на най-популярната версия на PCI-E 16x, използвана във видеокартите, пропускателната способност е 8Gb / s във всяка посока. Първият чипсет, поддържащ PCI-E 2.0, беше Intel X38.
PCI-E 2.0 е напълно обратно съвместим с PCI-E 1.0, т.е. всички съществуващи устройства с PCI-E 1.0 интерфейс могат да работят в PCI-E 2.0 слотове и обратно.
PCI-E 1.1
Първата версия на интерфейса PCI Express, представена през 2002 г. Осигурена пропускателна способност от 500 MB / s на линия.
Сравнение на скоростта на работа на различни поколения PCI-E
PCI шината работи на 33 или 66 MHz и осигурява 133 или 266 MB/s честотна лента, но тази честотна лента се споделя между всички PCI устройства. Честотата, на която работи шината PCI Express 1.1, е 2,5 GHz, което дава честотна лента от 2500 MHz / 10 * 8 = 250 * 8 Mbps = 250 Mbps информация) за всяко устройство PCI Express 1.1 x1 в една посока. Ако има няколко линии, за да се изчисли пропускателната способност, стойността от 250 Mb / s трябва да се умножи по броя на линиите и по 2, т.к. PCI Express е двупосочна шина.
| Брой PCI Express 1.1 ленти | Пропускателна способност в една посока | Обща производителност |
| 1 | 250 MB/s | 500 MB/s |
| 2 | 500 Mb/s | 1 GB/s |
| 4 | 1 GB/s | 2 GB/s |
| 8 | 2 GB/s | 4 GB/s |
| 16 | 4 GB/s | 8 GB/s |
| 32 | 8 GB/s | 16 GB/s |
Забележка! Не трябва да се опитвате да инсталирате PCI Express карта в PCI слот и обратно, PCI картите не се инсталират в PCI Express слотовете. Въпреки това, PCI Express 1x карта, например, може да бъде инсталирана и най-вероятно ще функционира нормално в PCI Express 8x или 16x слот, но не и обратното: PCI Express 16x карта няма да се побере в PCI Express 1x слот.