Pokud se zeptáte, jaké rozhraní by se mělo použít pro SSD s podporou NVMe, pak kdokoli (kdo ví, co je NVMe) odpoví: samozřejmě PCIe 3.0 x4! Pravda, s odůvodněním bude mít pravděpodobně potíže. V nejlepším případě dostaneme odpověď, že takové disky podporují PCIe 3.0 x4 a na šířce pásma rozhraní záleží. Něco to má, ale všechny řeči o tom začaly, až když se to v některých provozech v rámci "běžného" SATA naplnilo na některé disky. Ale mezi jeho 600 MB/s a (stejně teoretickými) 4 GB/s rozhraní PCIe 3.0 x4 je jen propast plná spousty možností! Co když stačí jedna linka PCIe 3.0, protože už je to jedenapůlkrát více než SATA600? Palivo do ohně přidávají výrobci ovladačů, kteří v budgetových produktech vyhrožují přechodem na PCIe 3.0 x2 a také to, že mnoho uživatelů takové a takové nemá. Přesněji, teoreticky existují, ale můžete je uvolnit pouze překonfigurováním systému nebo dokonce změnou něčeho v něm, což nechcete. Chci si však koupit špičkový pevný disk, ale existují obavy, že z toho nebude mít žádný užitek (dokonce ani morální uspokojení z výsledků testovacích nástrojů).

Ale je to tak nebo ne? Jinými slovy, zda je skutečně nutné zaměřit se výhradně na podporovaný režim provozu – nebo je to v praxi ještě možné vzdát se zásad? To jsme se dnes rozhodli ověřit. Ať je kontrola rychlá a netvrdí, že je vyčerpávající, ale obdržené informace by měly stačit (jak se nám zdá) alespoň k zamyšlení... Mezitím se pojďme krátce seznámit s teorií.

PCI Express: stávající standardy a jejich šířka pásma

Začněme tím, co je PCIe a jak rychle toto rozhraní funguje. Často se tomu říká „sběrnice“, což je poněkud ideologicky nesprávné: jako taková neexistuje žádná sběrnice, ke které by byla připojena všechna zařízení. Ve skutečnosti existuje sada spojení point-to-point (podobná mnoha jiným sériovým rozhraním) s řadičem uprostřed a zařízeními k němu připojenými (každé z nich může být samo o sobě rozbočovačem další úrovně).

První PCI verze Express se objevil téměř před 15 lety. Orientace pro použití uvnitř počítače (často na stejné desce) umožnila standardní vysokorychlostní: 2,5 gigatransakcí za sekundu. Vzhledem k tomu, že rozhraní je sériové a plně duplexní, poskytuje jeden PCIe pruh (x1; ve skutečnosti atomová jednotka) přenos dat rychlostí až 5 Gb/s. Nicméně v každém směru - pouze polovina z toho, tj. 2,5 Gb / s, a to je plná rychlost rozhraní, a nikoli "užitečná": pro zlepšení spolehlivosti je každý bajt kódován 10 bity, takže teoretická šířka pásma jedna PCIe linka 1.x je přibližně 250 MB/s v každém směru. V praxi je stále nutné přenášet informace o službách a v důsledku toho je správnější mluvit o ≈200 MB / s přenosu uživatelských dat. Která však v té době nejen pokrývala potřeby většiny zařízení, ale poskytovala i solidní zásobu: stačí připomenout, že předchůdce PCIe v segmentu masových systémových rozhraní, totiž sběrnice PCI, poskytoval propustnost 133 MB/s A i když vezmeme v úvahu nejen masovou implementaci, ale i všechny možnosti PCI, tak maximum bylo 533 MB/s a pro celou sběrnici, tedy takový PS byl rozdělen na všechna zařízení k němu připojená. Zde 250 MB/s (protože PCI obvykle poskytuje plnou, neužitečnou šířku pásma) na linku – při výhradním použití. A pro zařízení, která potřebují více, byla zpočátku poskytnuta možnost agregace několika linek do jediného rozhraní, a to pomocí mocnin dvou - od 2 do 32, tj. standardizované x32 varianta již mohla přenášet až 8 GB/s v každém směru. V osobních počítačích se x32 nepoužívalo kvůli složitosti vytváření a šlechtění odpovídajících ovladačů a zařízení, takže varianta se 16 linkami se stala maximem. Používaly (a stále používají) hlavně grafické karty, protože většina zařízení toho tolik nepotřebuje. Obecně jich stačí značný počet a jeden řádek, ale někteří úspěšně používají x4 i x8: jen k tématu úložiště - řadiče RAID nebo SSD.

Čas se nezastavil a zhruba před 10 lety se objevila druhá verze PCIe. Vylepšení se netýkala pouze rychlostí, ale i v tomto ohledu byl učiněn krok vpřed – rozhraní začalo poskytovat 5 gigatransakcí za vteřinu při zachování stejného schématu kódování, tedy zdvojnásobení propustnosti. A v roce 2010 se opět zdvojnásobil: PCIe 3.0 poskytuje 8 (místo 10) gigatransakcí za sekundu, ale redundance se snížila – nyní se pro kódování 128 bitů používá 130 a ne 160, jako dříve. V zásadě je již na papíře připravena verze PCIe 4.0 s dalším zdvojnásobením rychlostí, ale v dohledné době se jí hardwarově masivně nedočkáme. Ve skutečnosti se PCIe 3.0 stále používá na mnoha platformách ve spojení s PCIe 2.0, protože výkon druhého z nich je prostě... pro mnoho aplikací nepotřebný. A tam, kde je to potřeba, funguje stará dobrá metoda agregace linek. Pouze každý z nich se za poslední roky stal čtyřikrát rychlejší, tj. PCIe 3.0 x4 je PCIe 1.0 x16, nejrychlejší slot v počítačích se střední nulou. Tuto možnost podporují špičkové řadiče SSD a je doporučeno ji používat. Je jasné, že pokud taková příležitost existuje - mnoho nestačí. A když není? Budou nějaké problémy, a pokud ano, jaké? To je otázka, kterou se musíme zabývat.

Metodika testování

Spusťte testy s různé verze Standard PCIe není obtížný: téměř všechny řadiče umožňují používat nejen ten, který podporují, ale i všechny dřívější. S počtem pruhů je to složitější: chtěli jsme přímo otestovat varianty s jedním nebo dvěma pruhy PCIe. Deska Asus H97-Pro Gamer, na které obvykle používáme Čipová sada Intel H97 kompletní set nepodporuje, ale kromě „procesorového“ x16 slotu (který se obvykle používá) má ještě jeden, který funguje v režimech PCIe 2.0 x2 nebo x4. Využili jsme této trojice a přidali jsme k ní režim PCIe 2.0 „procesorového“ slotu, abychom posoudili, zda existuje rozdíl. V tomto případě však mezi procesorem a SSD neexistují žádní cizí „prostředníci“, ale při práci se slotem „čipové sady“ existuje: samotná čipová sada, která je ve skutečnosti připojena k procesoru stejným PCIe 2.0 x4 . Mohli bychom přidat několik dalších provozních režimů, ale stále jsme chtěli provést hlavní část studie na jiném systému.

Faktem je, že jsme se rozhodli využít této příležitosti a zároveň prověřit jednu „městskou legendu“, totiž přesvědčení o užitečnosti použití špičkových procesorů pro testování disků. Vzali jsme tedy osmijádrový Core i7-5960X – příbuzný Core i3-4170 obvykle používaného v testech (jedná se o Haswell a Haswell-E), který má ale čtyřikrát více jader. Navíc deska Asus Sabertooth X99 nalezená v popelnicích je pro nás dnes užitečná přítomností PCI slot e x4, ve skutečnosti může pracovat jako x1 nebo x2. V tomto systému jsme testovali tři varianty x4 (PCIe 1.0/2.0/3.0) z procesoru a čipsetu PCIe 1.0 x1, PCIe 1.0 x2, PCIe 2.0 x1 a PCIe 2.0 x2 (ve všech případech jsou konfigurace čipsetu na schématech označeny ikonu (C)). Má nyní smysl obracet se na první verzi PCIe, vzhledem k tomu, že neexistuje téměř jediná deska, která by podporovala pouze tuto verzi standardu a mohla bootovat ze zařízení NVMe? Z praktického hlediska ne, ale prověřit si a priori předpokládaný poměr PCIe 1.1 x4 = PCIe 2.0 x2 a podobně, nám to přijde vhod. Pokud test ukáže, že škálovatelnost sběrnice odpovídá teorii, znamená to, že nezáleží na tom, že jsme zatím nebyli schopni získat prakticky významné způsoby připojení PCIe 3.0 x1 / x2: první bude přesně identický s PCIe 1.1 x4 nebo PCIe 2.0 x2 a druhý - PCIe 2.0 x4 . A my je máme.

Co se týče softwaru, omezili jsme se pouze na Anvil’s Storage Utilities 1.1.0: docela dobře měří různé nízkoúrovňové charakteristiky disků, ale nic dalšího nepotřebujeme. Naopak: jakýkoliv vliv ostatních komponent systému je krajně nežádoucí, takže nízkoúrovňová syntetika nemá pro naše účely alternativu.

Jako „pracovní tělo“ jsme použili 240 GB Patriot Hellfire. Jak bylo zjištěno během testování, nejedná se o výkonového rekordmana, ale jeho rychlostní charakteristiky jsou zcela v souladu s výsledky. nejlepší SSD stejná třída a stejná kapacita. Jo a na trhu už jsou pomalejší zařízení a bude jich přibývat. V zásadě bude možné opakovat testy s něčím rychlejším, ale jak se nám zdá, není to potřeba - výsledky jsou předvídatelné. Ale nepředbíhejme, ale podívejme se, co jsme dostali.

Výsledky testů

Při testování Hellfire jsme si všimli, že maximální rychlost na sekvenčních operacích z něj lze „vymáčknout“ pouze vícevláknovou zátěží, takže i s tím je třeba do budoucna počítat: teoretická propustnost je teoretická, protože „skutečný ” data přijatá v různé programy podle různých scénářů budou více záviset ne na tom, ale právě na těchto programech a scénářích - samozřejmě v případě, kdy do toho nezasahují okolnosti vyšší moci :) Právě takové okolnosti nyní sledujeme: již bylo řečeno výše že PCIe 1 .x x1 je ≈200 MB/s, a to je přesně to, co vidíme. Dva pruhy PCIe 1.x nebo jeden pruh PCIe 2.0 jsou dvakrát rychlejší, a to je přesně to, co vidíme. Čtyři pruhy PCIe 1.x, dva pruhy PCIe 2.0 nebo jeden pruh PCIe 3.0 jsou dvakrát rychlejší, což se potvrdilo u prvních dvou možností, takže u třetí se pravděpodobně nebude lišit. To znamená, že škálovatelnost je v zásadě podle očekávání ideální: operace jsou lineární, Flash si s nimi dobře poradí, takže na rozhraní záleží. Blesk se zastaví dělat dobře na PCIe 2.0 x4 pro zápis (takže PCIe 3.0 x2 bude stačit). Čtení "může" více, ale poslední krok už dává jeden a půl, a ne dva (jak by potenciálně mělo být) zvýšení. Poznamenáváme také, že mezi řadiči čipové sady a procesoru a také mezi platformami není žádný znatelný rozdíl. LGA2011-3 je však trochu napřed, ale jen trochu.

Všechno je hladké a krásné. Ale šablony se netrhají: maximum v těchto testech je jen o málo více než 500 MB/s a dokonce i SATA600 nebo (v příloze dnešního testování) PCIe 1.0 x4 / PCIe 2.0 x2 / PCIe 3.0 x1. Je to tak: nebojte se vydání rozpočtových řadičů pro PCIe x2 nebo přítomnosti pouze tolika linek (a verze standardu 2.0) ve slotech M.2 na některých deskách, když více není potřeba. Někdy toho tolik není potřeba: maximálních výsledků je dosaženo s frontou 16 příkazů, což není typické pro masový software. Častěji je zde fronta s 1-4 příkazy, a proto si vystačíte s jedním řádkem úplně prvního PCIe a dokonce i úplně prvního SATA. Existují však režie a podobně, takže rychlé rozhraní je užitečné. Nicméně příliš rychle - snad ne na škodu.

A v tomto testu se platformy chovají jinak a s jedinou frontou příkazů se chovají zásadně jinak. "Problém" vůbec není v tom, že by mnoho jader bylo špatných. Stále se zde nepoužívají, snad kromě jednoho, a ne tolik, aby se režim zesílení rozvinul se silou a hlavní. Máme tedy rozdíl asi 20 % ve frekvenci jader a jedenapůlnásobek v cache paměti – v Haswell-E pracuje na nižší frekvenci, a ne synchronně s jádry. Obecně platí, že nejvyšší platforma může být užitečná pouze pro vykopnutí maximálního „yops“ v režimu s nejvíce vícevlákny s velkou hloubkou fronty příkazů. Jediná škoda je, že od pohledu praktická práce toto je velmi sférická syntetika ve vakuu :)

Podle záznamů se stav věcí zásadně nezměnil – v žádném smyslu. Ale legrační, na obou systémech se režim PCIe 2.0 x4 ve slotu „procesoru“ ukázal jako nejrychlejší. Na obou! A s více kontrolami/opakovanými kontrolami. V tuto chvíli se můžete ptát, zda to potřebujete toto jsou vaše nové standardy Nebo je lepší vůbec nikam nespěchat...

Při práci s bloky různých velikostí se bourá teoretická idylka, že zvyšování rychlosti rozhraní má stále smysl. Výsledná čísla jsou taková, že by stačilo pár pruhů PCIe 2.0, ale ve skutečnosti je v tomto případě výkon nižší než u PCIe 3.0 x4, i když občas ne. A vůbec, zde v mnohem větší míře „boduje“ budgetová platforma té nejvyšší. Ale právě takové operace se vyskytují hlavně v aplikačním softwaru, tj. tento diagram je nejblíže realitě. V důsledku toho není nic překvapivého, že tlustá rozhraní a trendy protokoly nedávají žádný „wow efekt“. Přesněji řečeno, ti, kteří přecházejí z mechaniky, dostanou, ale poskytne to úplně stejně jako jakýkoli SSD s jakýmkoli rozhraním.

Celkový

Abychom usnadnili vnímání obrazu nemocnice jako celku, použili jsme skóre dané programem (celkové - pro čtení a zápis), které jsme normalizovali podle režimu "čipset" PCIe 2.0 x4: tento moment je to on, kdo je nejrozšířenější, protože se nachází i na platformách LGA1155 nebo AMD, aniž by bylo nutné „urazit“ grafickou kartu. Navíc je ekvivalentní PCIe 3.0 x2, na jehož zvládnutí se chystají rozpočtové řadiče. Ano a na novém platforma AMD AM4, opět je to tento režim, který lze získat bez ovlivnění diskrétní grafické karty.

Co tedy vidíme? Použití PCIe 3.0 x4, pokud je to možné, je jistě výhodnější, ale není nutné: přináší doslova o 10 % vyšší výkon diskům NVMe střední třídy (ve svém původně špičkovém segmentu). A dokonce i tehdy - vzhledem k operacím se obecně v praxi tak často nesetkáváme. Proč je tato možnost v tomto případě implementována? Jednak taková příležitost byla, ale kapsa netáhne pažbu. Za druhé, existují disky a rychlejší než náš testovací Patriot Hellfire. Za třetí, existují takové oblasti činnosti, kde jsou zátěže, které jsou pro stolní systém „atypické“, zcela typické. A právě tam je výkon úložného systému nejkritičtější, nebo alespoň schopnost jeho části velmi rychle vyrobit. To ale neplatí pro běžné osobní počítače.

V nich, jak vidíme, použití PCIe 2.0 x2 (resp. PCIe 3.0 x1) nevede k dramatickému poklesu výkonu - pouze o 15-20%. A to i přesto, že jsme v tomto případě omezili potenciální schopnosti ovladače čtyřnásobně! Pro mnoho operací tato propustnost stačí. Zde již jeden pruh PCIe 2.0 nestačí, takže má smysl, aby řadiče podporovaly přesně PCIe 3.0 – a v podmínkách vážného nedostatku pruhů v moderní systém to bude fungovat dobře. Šířka x4 je navíc užitečná – i když v systému není podpora moderních verzí PCIe, stále vám umožní pracovat normální rychlostí (i když pomaleji, než by potenciálně mohla), pokud je k dispozici více či méně široký slot .

V zásadě velké množství scénářů, ve kterých se jako úzké hrdlo ukáže samotná flash paměť (ano, je to možné a vlastní nejen mechanice), vede k tomu, že čtyři pruhy třetí verze PCIe na tomto disku předjíždějí první asi 3,5krát - teoretická propustnost těchto dvou případů se liší 16krát. Z čehož samozřejmě nevyplývá, že byste měli spěchat na zvládnutí velmi pomalých rozhraní – jejich čas je nenávratně pryč. Prostě mnoho funkcí rychlých rozhraní lze implementovat až v budoucnu. Nebo v podmínkách, se kterými se běžný uživatel běžného počítače nikdy v životě přímo nesetká (s výjimkou těch, kteří se rádi poměřují s tím, co umí). To je vlastně všechno.

). Jedním z kritérií pro tento nápad bylo bezplatné používání portů USB 3.0 doma. Protože základní desky platformy am2 nebyly vybaveny takovými porty, existuje pouze jedna cesta ven - použít řadič.
Nebyly žádné dotazy ohledně doručení - trať byla mezinárodní a vše bylo správně sledováno.
Ale obal (přesněji jeho absence) - odrazuje. Prodejce je buď naivní až nerozvážnost, nebo je vlastníkem celé hromady ocelových vajec. Protože antistatický sáček s ovladačem se balí jednoduše poštou. Bez náznaku obalového/těsnícího materiálu. V důsledku toho mi byl ovladač doručen s prasklým kondenzátorem (+ ještě jeden na podmínku). A v komentářích přes jeden píší kupující o poškrábaném disku s ovladači nebo ohnutém montážním rámečku.

Co se týče disku ovladače. Konkrétně v mém případě nemohu zkontrolovat jeho provozuschopnost / výkon. Protože nemám vybavení, abych to četl. Existuje však několik upozornění:
1) Pod Windows 10 ovladač nevyžaduje instalaci ovladače. (Potvrzuji!)
2) V recenzích píšou, že prodejce posílá ovladač na vyžádání. (Nemohu se vyjádřit, nepřihlásil jsem se. Nebylo potřeba)
3) Ovladač (pro XP, VISTA, 7 a 8) lze vždy stáhnout na model čipu - VL805.


Upřímně řečeno, kromě zárubně s kondenzátory už není na instalaci kde hledat chybu. Pájené čisté a čisté.
Geometricky je deska malých rozměrů a snadno se vejde i do hubené systémové jednotky, ale není k tomu odpovídající montážní rám. (Ideální by podle mě byla možnost výběru při objednávce. Ale je to pravda, sny...)


Čip VL805 „umí“ čtyři porty USB 3.0. Dva z nich (A F) směřují ven a dva (19 pinů) směřují dovnitř systémové jednotky. Vedle posledně jmenovaného je 4pinový molex konektor pro externí napájení.


Pro testy rychlosti jsem použil následující externí disky:
1) Paměťová karta připojená pomocí čtečky karet USB 3.0 ().
[Dále na všech snímcích vlevo jsou měření na starém portu 2.0. A vpravo na nové - 3.0]

2) 2,5 palce HDD západní digitál WD Scorpio Blue 320 GB () spárovaný s USB 3.0 "kapsou"

3) SSD OCZ Vertex 2 () spárované s výše zmíněným externím boxem od AgeStar.

Co k tomu mohu říci. Hodnoty čísel se ukázaly být očekávané, protože USB 2.0 je starý a pomalý port. A rozdíl v rychlosti mezi ním a portem USB 3.0 bude tím znatelnější, čím rychlejší disk hodláte používat.
Pokud mluvíme konkrétně o této uvažované desce, pak se kvůli nedbalosti prodejce může velmi dobře stát, že při nákupu budete muset pracovat s páječkou a / nebo stáhnout ovladač z internetu. Na druhou stranu je to jedna z nejlevnějších možností, jak vybavit starší PC rychlejším rozhraním.

Teď se loučím. Být milý!