پشتیبانی از رابط PCI Express 3.0 در مادربردها - یک مزیت واقعی یا یک ترفند بازاریابی؟

طی ماه های گذشته در محدوده مدل تولید کنندگان مختلفمادربردها ظاهر شدند که از رابط PCI Express 3.0 پشتیبانی می کردند. ASRock، MSI و گیگابایت اولین کسانی بودند که چنین راه حل هایی را اعلام کردند. با این حال، در حال حاضر، مطلقاً هیچ چیپست، گرافیک و پردازنده مرکزی در بازار وجود ندارد که از رابط PCI Express 3.0 پشتیبانی کند.

به یاد بیاورید که استاندارد PCI Express 3.0 سال گذشته تایید شد. نسبت به نسخه های قبلی خود مزایای بی شماری دارد، بنابراین جای تعجب نیست که سازندگان کارت گرافیک و مادربرد بخواهند آن را در راه حل های خود در اسرع وقت پیاده کنند. با این حال، چیپ‌ست‌های فعلی اینتل و AMD محدود به پشتیبانی از استاندارد PCI Express 2.0 هستند. تنها امید برای استفاده از رابط PCI Express 3.0 در آینده نزدیک به پردازنده های جدید Intel Ivy Bridge است که قرار است در ماه مارس تا آوریل سال آینده معرفی شوند. این پردازنده ها دارای یک کنترلر باس PCI Express 3.0 یکپارچه هستند، اما فقط تراشه های گرافیکی قادر به استفاده از آن هستند، زیرا سایر اجزا از کنترل کننده چیپست استفاده می کنند.

توجه داشته باشید که موضوع فقط به تعویض پردازنده محدود نمی شود. علاوه بر این باید تنظیمات BIOS و سیستم عامل چیپست را به روز کنید. علاوه بر این، در مادربردهایی با چندین اسلات PCI Express x16، یک مشکل با "سوئیچ ها" وجود دارد - ریز مدارهای کوچکی که در نزدیکی هر شکاف قرار دارند و مسئول پیکربندی مجدد عملیاتی تعداد خطوط اختصاصی هستند. این "سوئیچ ها" باید با رابط PCI Express 3.0 نیز سازگار باشند. لازم به ذکر است که تراشه های nForce 200 یا Lucid bridge تنها از استاندارد PCI Express 2.0 پشتیبانی می کنند و نمی توانند با مشخصات PCI Express 3.0 کار کنند.

آخرین بحث این است که در حال حاضر سازندگان مادربرد نمونه های مهندسی از پردازنده های جدید ندارند. خط اینتل Ivy Bridge یا تراشه های گرافیکی جدیدی که از مشخصات PCI Express 3.0 در سطح سخت افزار پشتیبانی می کنند. بنابراین، سازگاری اعلام شده با این رابط پرسرعت تئوری است و در حال حاضر نمی توان آن را عملا تایید کرد.

بنابراین، پشتیبانی از مشخصات PCI Express 3.0 توسط مادربردهای مدرن صرفاً یک ترفند بازاریابی است، مزایایی که کاربر تنها در عرض چند ماه با تعویض پردازنده و به‌روزرسانی اجزای نرم‌افزار از آن بهره خواهد برد.

در گذشته، مصرف‌کننده اصلی عمدتاً به دو نوع SSD علاقه‌مند بود: یا مدل‌های پرسرعت پریمیوم مانند Samsung 850 PRO یا پیشنهادات با ارزش برای پول مانند Crucial BX100 یا SanDisk Ultra II. یعنی تقسیم بندی بازار SSD بسیار ضعیف بود و اگرچه رقابت بین تولیدکنندگان در زمینه عملکرد و قیمت در حال گسترش بود، شکاف بین راه حل های بالا و پایین بسیار کم بود. این وضعیت تا حدی به این دلیل بود که فناوری SSD خود به طور قابل توجهی تجربه کاربر با رایانه را بهبود می بخشد و بنابراین مشکلات پیاده سازی برای بسیاری در پس زمینه محو می شود. به همین دلیل، SSD های مصرف کننده در زیرساخت قدیمی گنجانده شده اند، که در ابتدا بر روی هارد دیسک های مکانیکی متمرکز بود. این امر اجرای آنها را تا حد زیادی تسهیل کرد، با این حال، SSD را در یک چارچوب نسبتاً باریک به نتیجه رساند، که از بسیاری جهات مانع از رشد توان عملیاتی و کاهش تأخیر سیستم فرعی دیسک می‌شود.

اما تا زمان معینی این وضعیت برای همه مناسب بود. فناوری SSD جدید بود، و کاربرانی که به سمت SSD حرکت می‌کردند، از خرید خود راضی بودند، حتی اگر اساساً محصولاتی را دریافت می‌کردند که عملاً بسیار فراتر از توانایی‌هایشان عمل می‌کردند، با موانع عملکرد مصنوعی که مانع عملکرد آنها می‌شد. با این حال، تا به امروز، شاید بتوان SSD را به عنوان جریان اصلی واقعی در نظر گرفت. هر صاحب یک رایانه شخصی که به خود احترام می گذارد، اگر حداقل یک SSD در سیستم خود نداشته باشد، در آینده بسیار نزدیک در مورد خرید آن بسیار جدی است. و در این شرایط، تولیدکنندگان به سادگی مجبور می شوند در نهایت به ایجاد رقابت تمام عیار فکر کنند: از بین بردن همه موانع و حرکت به سمت تولید خطوط تولید گسترده تر که اساساً در ویژگی های پیشنهادی آنها متفاوت است. خوشبختانه، همه زمینه های لازم برای این کار فراهم شده است، و اول از همه، اکثر توسعه دهندگان SSD تمایل و فرصت دارند تا شروع به انتشار محصولاتی کنند که نه از طریق رابط SATA قدیمی، بلکه از طریق یک گذرگاه PCI Express بسیار کارآمدتر کار می کنند.

از آنجایی که پهنای باند SATA به 6 گیگابیت بر ثانیه محدود شده است، حداکثر سرعت SSD های پرچمدار SATA از 500 مگابایت بر ثانیه تجاوز نمی کند. با این حال، درایوهای فلش مدرن قادر به کارهای بسیار بیشتری هستند: پس از همه، اگر در مورد آن فکر کنید، آنها اشتراکات بیشتری با حافظه سیستمنسبت به هاردهای مکانیکی همانطور که برای اتوبوس PCI Express، اکنون به طور فعال به عنوان یک لایه حمل و نقل هنگام اتصال استفاده می شود کارت های گرافیکو سایر کنترلرهای اضافی که نیاز به تبادل داده با سرعت بالا دارند، مانند Thunderbolt. یک خط PCI Express Gen 2 تا 500 مگابایت بر ثانیه پهنای باند ارائه می دهد، در حالی که یک خط PCI Express 3.0 می تواند به سرعت 985 مگابایت بر ثانیه برسد. بنابراین، کارت رابط نصب شده در اسلات PCI e x4 (با چهار خط)، می تواند داده ها را تا 2 گیگابایت بر ثانیه با PCI Express 2.0 و تا نزدیک به 4 گیگابایت بر ثانیه با PCI Express Gen 3 انتقال دهد. اینها نشانگرهای عالی هستند که برای درایوهای حالت جامد مدرن کاملاً مناسب هستند.

از آنچه گفته شد، طبیعتاً نتیجه می‌شود که علاوه بر SSDهای SATA، درایوهای پرسرعت با استفاده از باس PCI Express باید به تدریج در بازار توزیع شوند. و واقعاً در حال وقوع است. در فروشگاه ها می توانید مدل های مختلفی از SSD های مصرفی را از تولید کنندگان پیشرو بیابید که به شکل کارت های توسعه یا کارت های M.2 ساخته شده اند که از انواع مختلف اتوبوس PCI Express استفاده می کنند. تصمیم گرفتیم آنها را کنار هم بگذاریم و از نظر عملکرد و سایر پارامترها با هم مقایسه کنیم.

شرکت کنندگان در آزمون

اینتل SSD 750 400 گیگابایت

در بازار SSD اینتلبه یک استراتژی نسبتاً غیر استاندارد پایبند است و به توسعه SSD برای بخش مصرف کننده توجه زیادی نمی کند و روی محصولات برای سرورها متمرکز است. با این حال، پیشنهادات آن جالب نمی شود، به خصوص زمانی که صحبت از یک درایو حالت جامد برای اتوبوس PCI Express می شود. در این مورد، اینتل تصمیم گرفت پیشرفته ترین پلت فرم سرور خود را برای استفاده در SSD مشتری با کارایی بالا تطبیق دهد. اینگونه بود که Intel SSD 750 400 GB متولد شد که نه تنها ویژگی های عملکرد چشمگیر و تعدادی از فناوری های سطح سرور مسئول قابلیت اطمینان را دریافت کرد، بلکه از رابط جدید NVMe نیز پشتیبانی کرد که چند کلمه باید جداگانه گفته شود.

اگر ما در مورد بهبودهای خاص در NVMe صحبت کنیم، در ابتدا باید به کاهش هزینه های سربار اشاره کرد. به عنوان مثال، انتقال معمولی ترین بلوک های 4 کیلوبایتی در پروتکل جدید به جای دو دستور، تنها به یک دستور نیاز دارد. و کل مجموعه دستورالعمل های کنترلی آنقدر ساده شده است که پردازش آنها در سطح درایور بار پردازنده و تاخیرهای ناشی از آن را حداقل به نصف کاهش می دهد. دومین نوآوری مهم، پشتیبانی از خط لوله عمیق و چندوظیفگی است، که شامل توانایی ایجاد صف های درخواستی متعدد به صورت موازی به جای صف واحد قبلی برای 32 دستور است. پروتکل رابط NVMe قادر است تا 65536 صف را ارائه دهد و هر یک از آنها می تواند تا 65536 فرمان را شامل شود. در واقع، هر گونه محدودیتی به هیچ وجه حذف می شود و این برای محیط های سرور بسیار مهم است، جایی که می توان حجم عظیمی از عملیات I/O همزمان را به زیرسیستم دیسک اختصاص داد.

اما علیرغم کار از طریق رابط NVMe، SSD 750 اینتل هنوز یک سرور نیست، بلکه یک درایو مصرف کننده است. بله، تقریباً همان پلتفرم سخت افزاری در این درایو در SSD های کلاس سرور Intel DC P3500، P3600 و P3700 استفاده می شود، اما SSD 750 اینتل از یک MLC NAND معمولی ارزان تر استفاده می کند و علاوه بر این، سیستم عامل نیز اصلاح شده است. سازنده معتقد است که به لطف چنین تغییراتی، محصول به دست آمده برای علاقه مندان جذاب خواهد بود، زیرا اساساً قدرت بالا را ترکیب می کند. رابط جدید NVMe و هزینه نه چندان ترسناک.

SSD 750 اینتل یک کارت PCIe x4 با ارتفاع نیم‌قد است که می‌تواند از چهار خط 3.0 استفاده کند و سرعت انتقال متوالی تا 2.4 گیگابایت بر ثانیه و عملیات تصادفی تا 440K IOPS را انجام دهد. درست است، جادارترین اصلاح 1.2 ترابایتی بیشترین بهره را دارد، در حالی که نسخه 400 گیگابایتی که برای آزمایش دریافت کردیم کمی کندتر است.

صفحه درایو کاملاً با زره پوشانده شده است. در سمت جلو، این یک هیت سینک آلومینیومی است و در سمت عقب، یک صفحه فلزی تزئینی وجود دارد که در واقع با ریز مدارها تماس ندارد. لازم به ذکر است که استفاده از رادیاتور در اینجا یک ضرورت است. کنترل کننده اصلی SSD اینتل گرمای زیادی تولید می کند و در بار زیاد، حتی یک درایو مجهز به چنین خنک کننده ای می تواند تا دمای 50-55 درجه گرم شود. اما به لطف خنک کننده از پیش نصب شده، هیچ نشانه ای از دریچه گاز وجود ندارد - عملکرد حتی در هنگام استفاده مداوم و فشرده ثابت می ماند.

SSD 750 اینتل مبتنی بر کنترلر سطح سرور اینتل CH29AE41AB0 است که در فرکانس 400 مگاهرتز کار می کند و دارای هجده کانال (!) برای اتصال فلش مموری است. با توجه به اینکه اکثر کنترل‌کننده‌های SSD مصرفی دارای هشت یا چهار کانال هستند، مشخص می‌شود که SSD 750 اینتل نسبت به مدل‌های SSD معمولی می‌تواند به طور قابل توجهی داده‌های بیشتری را روی گذرگاه پمپ کند.

در مورد فلش مموری استفاده شده، SSD 750 اینتل در این زمینه نوآوری ندارد. این مبتنی بر MLC NAND معمولی ساخت اینتل است که بر اساس فناوری فرآیند 20 نانومتری منتشر شده و دارای هر دو هسته 64 و 128 گیگابایتی است. لازم به ذکر است که اکثر سازندگان SSD دیگر مدت ها پیش چنین حافظه ای را رها کرده و به تراشه های ساخته شده بر اساس استانداردهای نازک تر روی آوردند. و خود اینتل نه تنها مصرف کننده، بلکه درایوهای سرور را نیز به حافظه 16 نانومتری انتقال داده است. با این حال، با وجود همه اینها، SSD 750 اینتل از حافظه قدیمی تری استفاده می کند که ظاهرا منبع بالاتری دارد.

منشا سرور SSD 750 اینتل را نیز می توان در این واقعیت جستجو کرد که ظرفیت کل حافظه فلش این SSD 480 گیگابایت است که تنها حدود 78 درصد آن در اختیار کاربر قرار دارد. مابقی به صندوق جایگزینی، جمع آوری زباله و فناوری های حفاظت از داده ها اختصاص می یابد. SSD 750 اینتل طرح سنتی پرچمدار RAID 5 را در سطح تراشه‌های MLC NAND پیاده‌سازی می‌کند که به شما امکان می‌دهد حتی در صورت خرابی کامل یکی از تراشه‌ها، داده‌ها را با موفقیت بازیابی کنید. علاوه بر این، SSD اینتل محافظت کامل از داده ها را در برابر قطع برق فراهم می کند. SSD 750 اینتل دارای دو خازن الکترولیتی است و ظرفیت آنها برای خاموش کردن منظم درایو در حالت آفلاین کافی است.

کینگستون هایپر ایکس Predator 480 گیگابایت

Kingston HyperX Predator یک راه حل بسیار سنتی تر در مقایسه با SSD 750 اینتل است. اولاً از طریق پروتکل AHCI کار می کند نه NVMe و ثانیاً این SSD برای اتصال به سیستم به گذرگاه PCI Express 2.0 رایج تر نیاز دارد. همه اینها باعث می شود نسخه کینگستون تا حدودی کندتر شود - حداکثر سرعت برای عملیات متوالی از 1400 مگابایت در ثانیه تجاوز نمی کند و موارد تصادفی - 160 هزار IOPS. اما HyperX Predator هیچ الزام خاصی را به سیستم تحمیل نمی کند - با هر یک از جمله پلتفرم های قدیمی سازگار است.

در کنار این، درایو دارای طراحی نه چندان ساده دو جزئی است. SSD خود یک برد فرم فاکتور M.2 است که با یک آداپتور PCI Express تکمیل شده است که به شما امکان می دهد درایوهای M.2 را از طریق اسلات های معمولی PCIe با اندازه کامل وصل کنید. این آداپتور به شکل یک کارت PCIe x4 نیم قد ساخته شده است که از هر چهار خط PCI Express استفاده می کند. به لطف این طراحی، کینگستون HyperX Predator خود را در دو نسخه به فروش می رساند: به عنوان یک SSD PCIe برای رایانه های رومیزی و به عنوان درایو M.2 برای سیستم های تلفن همراه (در این مورد، آداپتور در تحویل گنجانده نشده است).

Kingston HyperX Predator بر اساس کنترلر Marvell Altaplus (88SS9293) ساخته شده است که از یک طرف از چهار خط PCI Express 2.0 پشتیبانی می کند و از طرف دیگر دارای هشت کانال برای اتصال فلش مموری است. این سریعترین کنترلر PCI Express SSD مارول است که تا به امروز تولید انبوه شده است. با این حال، مارول با پشتیبانی از NVMe و PCI Express 3.0 که تراشه Altaplus ندارد، به زودی دنبال‌کنندگان سریع‌تری خواهد داشت.

از آنجایی که Kingston خود کنترل کننده یا حافظه تولید نمی کند، SSD های خود را از پایه عنصر خریداری شده از سایر سازندگان مونتاژ می کند، هیچ چیز عجیبی در این واقعیت وجود ندارد که HyperX Predator PCIe SSD نه تنها بر روی یک کنترلر شخص ثالث، بلکه بر روی 128 نیز ساخته شده است. تراشه های 19 نانومتری MLC NAND گیگابیتی از توشیبا. چنین حافظه ای قیمت خرید پایینی دارد و اکنون در بسیاری از محصولات کینگستون (و سایر شرکت ها) و در درجه اول در مدل های مصرفی نصب می شود.

با این حال، استفاده از چنین حافظه ای پارادوکس ایجاد کرده است: علیرغم این واقعیت که، با توجه به موقعیت رسمی آن، Kingston HyperX Predator PCIe SSD یک محصول ممتاز است، تنها دارای سه سال گارانتی و میانگین زمان ذکر شده بین خرابی ها است. بسیار کمتر از SSD های پرچمدار SATA سایر سازندگان است.

در Kingston HyperX Predator نیز هیچ فناوری حفاظت از داده خاصی ارائه نشده است. اما درایو دارای ناحیه نسبتاً وسیعی از چشم کاربر پنهان است که اندازه آن 13 درصد از کل ظرفیت درایو است. فلش مموری یدکی موجود در آن برای جمع آوری زباله و تراز کردن سایش استفاده می شود، اما در درجه اول صرف جایگزینی سلول های حافظه خراب می شود.

فقط باید اضافه کرد که طراحی HyperX Predator هیچ وسیله خاصی برای حذف گرما از کنترلر ارائه نمی دهد. برخلاف اکثر راه حل های با کارایی بالا، این درایو هیت سینک ندارد. با این حال، این SSD به هیچ وجه مستعد گرم شدن بیش از حد نیست - حداکثر اتلاف حرارت آن فقط کمی بیشتر از 8 وات است.

OCZ Revodrive 350 480 گیگابایت

OCZ Revodrive 350 به حق یکی از قدیمی ترین SSD های PCI Express مصرف کننده است. در روزهایی که هیچ سازنده دیگری حتی به عرضه SSD های PCIe مشتری فکر نمی کرد، OCZ RevoDrive 3 (X2) را در مجموعه خود داشت که نمونه اولیه از Revodrive 350 مدرن بود. در مقابل پس زمینه رقبای فعلی. در حالی که اکثر سازندگان درایوهای رایانه شخصی با کارایی بالا از کنترلرهای مدرن با پشتیبانی بومی برای گذرگاه PCI Express استفاده می کنند، Revodrive 350 دارای معماری بسیار پیچیده و به وضوح غیربهینه است. این بر اساس دو یا چهار (بسته به حجم) کنترلر SandForce SF-2200 است که در یک آرایه RAID سطح صفر مونتاژ شده اند.

اگر در مورد مدل 480 گیگابایتی OCZ Revodrive 350 صحبت کنیم که در این آزمایش شرکت کرد، در واقع بر اساس چهار درایو SATA SSD با ظرفیت هر کدام 120 گیگابایت است که هر کدام بر اساس تراشه SF-2282 خود (آنالوگ) ساخته شده است. از SF-2281 گسترده). سپس این عناصر در یک آرایه RAID 0 چهار جزئی ترکیب می شوند. با این حال، برای این منظور، یک کنترلر RAID کاملا آشنا استفاده می شود، اما یک پردازنده مجازی سازی اختصاصی (VCA 2.0) OCZ ICT-0262. با این حال، بسیار شبیه به این واقعیت است که این نام یک تراشه معکوس شده Marvell 88SE9548 را پنهان می کند، که یک کنترلر RAID چهار پورت SAS / SATA 6 Gb / s با رابط PCI Express 2.0 x8 است. اما با این وجود، مهندسان OCZ سیستم عامل و درایور خود را برای این کنترلر نوشتند.

منحصر به فرد بودن بخش نرم افزاری RevoDrive 350 در این واقعیت نهفته است که RAID 0 کاملاً کلاسیک را پیاده سازی نمی کند، بلکه نوعی از آن را با تعادل بار تعاملی اجرا می کند. فناوری VCA 2.0 به جای تقسیم جریان داده به بلوک هایی با اندازه ثابت و انتقال متوالی آنها به کنترلرهای مختلف SF-2282، شامل تجزیه و تحلیل و توزیع مجدد انعطاف پذیر عملیات I/O بسته به اشغال فعلی کنترلرهای حافظه فلش می شود. بنابراین، RevoDrive 350 مانند یک درایو حالت جامد برای کاربر به نظر می رسد. شما نمی توانید وارد BIOS آن شوید، و بدون آشنایی دقیق با پر کردن سخت افزار، نمی توان فهمید که یک آرایه RAID در داخل این SSD پنهان شده است. علاوه بر این، برخلاف آرایه‌های RAID معمولی، RevoDrive 350 از همه ویژگی‌های معمولی SSD پشتیبانی می‌کند: نظارت هوشمند، TRIM و پاک کردن امن.

RevoDrive 350 به صورت برد با رابط PCI Express 2.0 x8 در دسترس است. علیرغم این واقعیت که تمام هشت خط رابط در واقع استفاده می شود، شاخص های عملکرد اعلام شده به طور قابل توجهی کمتر از کل توان عملیاتی نظری آنها است. حداکثر سرعتعملیات متوالی به 1800 مگابایت در ثانیه محدود شده است و عملکرد عملیات دلخواه از 140 هزار IOPS تجاوز نمی کند.

شایان ذکر است که OCZ RevoDrive 350 یک کارت PCI Express x8 تمام قد است، به این معنی که از نظر فیزیکی بزرگتر از تمام SSD های دیگری است که ما آزمایش کردیم، و بنابراین نمی توان آن را در سیستم های کم مشخصات نصب کرد. سطح جلوی برد RevoDrive 350 با یک پوشش فلزی تزئینی پوشیده شده است که به عنوان یک هیت سینک برای تراشه کنترل کننده RAID پایه نیز عمل می کند. کنترلرهای SF-2282 در سمت عقب برد قرار دارند و فاقد هرگونه خنک کننده هستند.

برای تشکیل آرایه حافظه فلش، OCZ از تراشه های شرکت مادرش، توشیبا، استفاده کرد. تراشه های مورد استفاده با استفاده از فناوری فرآیند 19 نانومتری تولید می شوند و ظرفیت 64 گیگابیت بر ثانیه دارند. مقدار کل حافظه فلش در RevoDrive 350 480 GB 512 گیگابایت است، اما 13٪ برای نیازهای داخلی - تسطیح سایش و جمع آوری زباله در نظر گرفته شده است.

شایان ذکر است که معماری RevoDrive 350 منحصر به فرد نیست. چندین مدل دیگر از SSD های مشابه در بازار وجود دارد که بر اساس اصل "آرایه RAID از SSD های SATA مبتنی بر کنترلرهای SandForce" کار می کنند. با این حال، همه این راه حل ها، مانند درایو OCZ PCIe مورد بررسی، دارای یک اشکال ناخوشایند هستند - عملکرد نوشتن آنها در طول زمان کاهش می یابد. این به دلیل ویژگی‌های الگوریتم‌های داخلی کنترل‌کننده‌های SandForce است که عملیات TRIM سرعت نوشتن را به سطح اصلی باز نمی‌گرداند.

این واقعیت غیرقابل انکار که RevoDrive 350 یک پله پایین تر از درایوهای نسل بعدی PCI Express قرار دارد نیز توسط این واقعیت مورد تاکید قرار می گیرد که این درایو فقط سه سال گارانتی داده می شود و منبع نوشتن تضمین شده آن فقط 54 ترابایت است - چندین برابر کمتر از آن. از رقبا علاوه بر این، با وجود این واقعیت که RevoDrive 350 بر اساس طراحی مشابه سرور Z-Drive 4500 است، هیچ محافظتی در برابر نوسانات برق ندارد. با این حال، همه اینها مانع از این نمی شود که OCZ با جسارت ذاتی خود، RevoDrive 350 را به عنوان یک راه حل برتر در سطح SSD 750 اینتل قرار دهد.

Plextor M6e Black Edition 256 گیگابایت

لازم به ذکر است که درایو Plextor M6e Black Edition جانشین مستقیم مدل معروف M6e است. شباهت این تازگی به سلف خود را تقریباً در همه چیز می توان ردیابی کرد، اگر در مورد مولفه فنی صحبت کنیم، نه جنبه زیبایی شناختی. SSD جدید همچنین دارای طراحی دو تکه است، از جمله درایو واقعی با فرمت M.2 2280 و یک آداپتور که به شما امکان می دهد آن را در هر اسلات معمولی PCIe x4 (یا سریعتر) نصب کنید. همچنین بر پایه کنترلر هشت کانالی Marvell 88SS9183 است که از طریق دو خط PCI Express 2.0 با دنیای خارج ارتباط برقرار می کند. درست مانند نسخه قبلی، M6e Black Edition از حافظه فلش MLC توشیبا استفاده می کند.

و این بدان معنی است که با وجود این واقعیت که M6e Black Edition مونتاژ شده شبیه یک کارت PCI Express x4 نیم قد است، در واقع، این SSD تنها از دو خط PCI Express 2.0 استفاده می کند. از این رو سرعت های نه چندان چشمگیر است که فقط کمی سریعتر از SSD های SATA سنتی هستند. عملکرد گذرنامه در عملیات متوالی به 770 مگابایت در ثانیه و در دلخواه - 105 هزار IOPS محدود شده است. شایان ذکر است که Plextor M6e Black Edition طبق پروتکل قدیمی AHCI کار می کند و این امر سازگاری گسترده آن را با سیستم های مختلف تضمین می کند.

علیرغم این واقعیت که Plextor M6e Black Edition، مانند Kingston HyperX Predator، ترکیبی از یک آداپتور PCI Express و یک "هسته" در فرمت M.2 برد است، تعیین این موضوع از سمت جلو غیرممکن است. کل درایو زیر یک محفظه آلومینیومی مشکی شکل پنهان شده است که در مرکز آن یک هیت سینک قرمز تعبیه شده است که باید گرما را از کنترلر و تراشه های حافظه حذف کند. محاسبات طراحان واضح است: یک راه حل رنگی مشابه به طور گسترده در سخت افزارهای مختلف بازی استفاده می شود، بنابراین Plextor M6e Black Edition در کنار بسیاری از مادربردهای بازی و کارت های ویدئویی از اکثر تولید کنندگان پیشرو، هماهنگ به نظر می رسد.

آرایه فلش مموری در Plextor M6e Black Edition از نسل دوم تراشه‌های 19 نانومتری MLC NAND توشیبا با ظرفیت 64 گیگابیت بر ثانیه نیرو می‌گیرد. ذخیره مورد استفاده برای صندوق جایگزینی و بهره برداری از الگوریتم های سایش داخلی و جمع آوری زباله 7 درصد از کل اختصاص یافته است. همه چیز دیگر در دسترس کاربر است.

به دلیل استفاده از یک کنترلر نسبتا ضعیف Marvell 88SS9183 با گذرگاه خارجی PCI Express 2.0 x2، درایو Plextor M6e Black Edition را باید یک SSD نسبتاً کند PCIe در نظر گرفت. با این حال، این امر مانع از ارجاع این محصول به رده بالای قیمت توسط سازنده نمی شود. از یک طرف، هنوز هم سریعتر از SATA SSD است، و از طرف دیگر، دارای ویژگی های قابلیت اطمینان خوبی است: بین خرابی ها فاصله زمانی طولانی دارد و با ضمانت پنج ساله پوشش داده می شود. با این حال، هیچ فناوری خاصی که بتواند M6e Black Edition را در برابر نوسانات برق محافظت کند یا منابع آن را افزایش دهد، در آن پیاده سازی نشده است.

سامسونگ SM951 256 گیگابایت

سامسونگ SM951 گریزان ترین درایو در آزمایش امروز است. واقعیت این است که در ابتدا این محصول برای مونتاژکنندگان رایانه است، بنابراین در خرده فروشی ها کم رنگ شده است. با این وجود، در صورت تمایل، هنوز هم امکان خرید آن وجود دارد، بنابراین ما از در نظر گرفتن SM951 خودداری نکردیم. علاوه بر این، با قضاوت بر اساس ویژگی ها، این یک مدل بسیار پر سرعت است. این برای کار بر روی گذرگاه PCI Express 3.0 x4 طراحی شده است، از پروتکل AHCI استفاده می کند و سرعت قابل توجهی را نوید می دهد: تا 2150 مگابایت بر ثانیه در عملیات متوالی و تا 90000 IOPS در عملیات تصادفی. اما مهمتر از همه، با وجود همه اینها، Samsung SM951 ارزانتر از بسیاری از SSDهای PCIe دیگر است، بنابراین جستجوی آن در فروش ممکن است یک مورد تجاری بسیار خاص داشته باشد.

یکی دیگر از ویژگی های Samsung SM951 این است که به شکل M.2 عرضه می شود. در ابتدا، این راه حل در نظر گرفته شده است سیستم های موبایل، بنابراین هیچ آداپتوری برای اسلات PCIe با اندازه کامل همراه درایو نیست. با این حال، به سختی می توان این را یک اشکال جدی در نظر گرفت - اکثر مادربردهای پرچمدار دارای اسلات رابط M.2 نیز هستند. علاوه بر این، بردهای آداپتور لازم به طور گسترده در بازار موجود است. سامسونگ SM951 خود یک برد فرم فاکتور M.2 2280 است که کانکتور آن دارای کلید نوع M است که نشان دهنده نیاز به SSD در چهار خط PCI Express است.

Samsung SM951 بر اساس کنترلر فوق العاده قدرتمند سامسونگ UBX است که توسط سازنده به طور خاص برای SSD های PCI Express توسعه یافته است. مبتنی بر سه هسته با معماری ARM است و از نظر تئوری قادر است با هر دو دستور AHCI و NVMe کار کند. در SSD مورد نظر فقط حالت AHCI در کنترلر فعال است. اما نسخه NVMe این کنترلربه زودی در یک SSD مصرفی جدید که سامسونگ قرار است پاییز امسال عرضه کند، دیده می شود.

با توجه به تمرکز OEM، هیچ دوره گارانتی یا استقامت پیش بینی شده برای درایو مورد نظر گزارش نشده است. این پارامترها باید توسط اسمبلرهای سیستم هایی که SM951 در آنها نصب می شود یا توسط فروشندگان اعلام شود. با این حال، لازم به ذکر است که 3D V-NAND، که اکنون به طور فعال توسط سامسونگ در حافظه های SSD مصرف کننده به عنوان یک نوع حافظه فلش سریع تر و قابل اطمینان تر تبلیغ می شود، در SM951 استفاده نمی شود. در عوض، از حالت معمولی Toggle Mode 2.0 MLC NAND استفاده می کند که احتمالاً با استفاده از فناوری 16 نانومتری تولید شده است (برخی منابع فناوری فرآیند 19 نانومتری را پیشنهاد می کنند). این بدان معناست که نباید انتظار داشت که SM951 استقامت بالایی مانند درایو پرچمدار 850 PRO SATA داشته باشد. در این پارامتر، SM951 به مدل های معمولی میان رده نزدیکتر است، علاوه بر این، تنها 7 درصد از آرایه حافظه فلش برای افزونگی در این SSD اختصاص داده شده است. Samsung SM951 هیچ فناوری خاصی در سطح سرور برای محافظت از داده ها در برابر قطع برق ندارد. به عبارت دیگر تاکید در این مدل صرفا بر سرعت انجام کار است و برای کاهش هزینه همه چیز قطع می شود.

شایان ذکر است یک نکته دیگر. تحت بار زیاد، Samsung SM951 گرمایش کاملاً جدی را نشان می‌دهد که در نهایت می‌تواند حتی منجر به درگیری گاز شود. بنابراین، در سیستم های با کارایی بالا برای SM951، مطلوب است که حداقل جریان هوا را سازماندهی کنید، یا بهتر است آن را با رادیاتور ببندید.

ویژگی های مقایسه ای SSD های آزمایش شده

مسائل مربوط به سازگاری

مثل هر تکنولوژی جدید SSD های PCI Express هنوز نمی توانند با هیچ پلتفرمی، به خصوص پلتفرم های قدیمی تر، عملکرد 100% بدون دردسر داشته باشند. بنابراین، شما باید SSD مناسب را نه تنها بر اساس ویژگی های مصرف کننده، بلکه با توجه به سازگاری انتخاب کنید. در اینجا توجه به دو نکته ضروری است.

اول از همه، SSD های مختلف می توانند از تعداد خطوط مختلف PCI Express استفاده کنند و نسل های مختلفاین تایر - 2.0 یا 3.0. بنابراین، قبل از خرید درایو PCIe، باید مطمئن شوید که سیستمی که قصد نصب آن را دارید، دارای اسلات رایگان با پهنای باند مورد نیاز است. البته، SSD های سریعتر PCIe با اسلات های کندتر سازگار هستند، اما در این مورد، خرید یک SSD پرسرعت چندان منطقی نیست - به سادگی نمی تواند به پتانسیل کامل خود برسد.

Plextor M6e Black Edition از این نظر بیشترین سازگاری را دارد - فقط به دو خط PCI Express 2.0 نیاز دارد و مطمئناً چنین اسلات رایگان تقریباً در هر موردی یافت می شود. مادربرد. Kingston HyperX Predator در حال حاضر به چهار خط PCI Express 2.0 نیاز دارد: بسیاری از مادربردها همچنین دارای چنین اسلات PCIe هستند، اما برخی از پلتفرم‌های ارزان قیمت ممکن است دارای اسلات اضافی با چهار یا بیشتر خطوط PCI Express نباشند. این امر به ویژه در مورد مادربردهای ساخته شده بر روی چیپ ست های سطح پایین صادق است. تعداد کلخطوطی که می توانند به شش کوتاه شوند. بنابراین، قبل از خرید Kingston HyperX Predator، مطمئن شوید که سیستم دارای یک اسلات رایگان با چهار یا چند خط PCI Express است.

OCZ Revodrive 350 همه چیز را یک گام فراتر می برد - در حال حاضر به هشت خط PCI Express نیاز دارد. چنین اسلات ها معمولاً نه توسط چیپست، بلکه توسط پردازنده اجرا می شوند. بنابراین، بهترین مکان برای استفاده از چنین درایو، پلتفرم های LGA 2011/2011-3 است، که در آن کنترلر پردازنده PCI Express دارای تعداد بیش از حد خطوط است که امکان سرویس دهی بیش از یک کارت گرافیک را فراهم می کند. در سیستم هایی با پردازنده های LGA 1155/1150/1151، OCZ Revodrive 350 تنها در صورتی مناسب خواهد بود که از گرافیک های ادغام شده در CPU استفاده شود. در غیر این صورت، به نفع درایو حالت جامد، باید نیمی از خطوط را از GPU با تغییر آن به حالت PCI Express x8 حذف کنید.

Intel SSD 750 و Samsung SM951 تا حدودی شبیه به OCZ Revodrive 350 هستند: همچنین استفاده از آنها در اسلات های PCI Express با پردازنده مرکزی ترجیح داده می شود. با این حال، دلیل در اینجا تعداد خطوط نیست - آنها فقط به چهار خط PCI Express نیاز دارند، بلکه تولید این رابط است: هر دوی این درایوها قادر به استفاده از پهنای باند افزایش یافته هستند. قابلیت PCI Express 3.0. با این حال، یک استثنا وجود دارد: جدیدترین چیپست های اینتل از سری 100، که برای پردازنده های خانواده Skylake طراحی شده اند، از PCI Express 3.0 پشتیبانی می کنند، بنابراین در آخرین بردهای LGA 1151 می توان آنها را بدون خجالت در اسلات های PCIe چیپست نصب کرد. که حداقل به چهار خط متصل هستند.

مشکل سازگاری بخش دوم دارد. برای تمام محدودیت‌های مرتبط با پهنای باند تغییرات مختلف اسلات‌های PCI Express، محدودیت‌های مرتبط با پروتکل‌های مورد استفاده نیز وجود دارد. از این نظر بی دردسرترین SSD ها هستند که از طریق AHCI کار می کنند. با توجه به این واقعیت که آنها رفتار یک کنترلر SATA معمولی را تقلید می کنند، می توانند با هر پلتفرم، حتی قدیمی، کار کنند: آنها در بایوس هر مادربردی دیده می شوند، می توانند دیسک های بوت، و هیچ درایور اضافی برای عملکرد آنها در سیستم عامل مورد نیاز نیست. به عبارت دیگر، Kingston HyperX Predator و Plextor M6e Black Edition دو تا از بی دردسرترین SSD های PCIe هستند.

در مورد جفت دیگر درایوهای AHCI چطور؟ با آنها، وضعیت کمی پیچیده تر است. OCZ Revodrive 350 در سیستم عامل از طریق درایور خود کار می کند، اما با این وجود، هیچ مشکلی برای بوت شدن این درایو وجود ندارد. وضعیت در مورد Samsung SM951 بدتر است. اگرچه این SSD با استفاده از پروتکل قدیمی AHCI با سیستم ارتباط برقرار می کند، اما بایوس خاص خود را ندارد و بنابراین باید توسط بایوس مادربرد مقداردهی اولیه شود. متاسفانه پشتیبانی از این SSD در همه مادربردها به خصوص مادربردهای قدیمی وجود ندارد. بنابراین، با اطمینان کامل فقط می توان در مورد سازگاری آن با بردهای مبتنی بر جدیدترین چیپست های سری نود و صدم اینتل صحبت کرد. در موارد دیگر، ممکن است به سادگی توسط مادربرد دیده نشود. البته این مانع استفاده از SM951 سامسونگ در سیستم عاملی نمی شود که به راحتی توسط درایور AHCI مقداردهی اولیه می شود، اما در این صورت باید امکان بوت شدن از یک SSD پرسرعت را فراموش کنید.

اما بزرگترین ناراحتی می تواند ناشی از SSD 750 اینتل باشد که از طریق رابط جدید NVMe کار می کند. درایورهایی که با استفاده از این پروتکل نیاز به پشتیبانی از SSD دارند فقط در آخرین سیستم عامل ها وجود دارند. بنابراین، در لینوکس، پشتیبانی NVMe در هسته نسخه 3.1 ظاهر شد. درایور NVMe "بومی" در سیستم‌های مایکروسافت با ویندوز 8.1 و ویندوز سرور 2012 R2 موجود است. و در OS X، سازگاری با درایوهای NVMe در نسخه 10.10.3 اضافه شد. علاوه بر این، NVMe SSD توسط همه مادربردها پشتیبانی نمی شود. برای اینکه چنین درایوهایی به عنوان درایوهای قابل بوت استفاده شوند، بایوس مادربرد نیز باید دارای درایور مناسب باشد. با این حال، سازندگان عملکردهای لازم را فقط در آخرین نسخه های سیستم عامل منتشر شده برای آخرین مدل های مادربرد قرار داده اند. بنابراین، پشتیبانی از بوت کردن سیستم عامل از درایوهای NVMe فقط در مدرن ترین مادربردها برای علاقه مندان مبتنی بر چیپست های Z97، Z170 و X99 اینتل در دسترس است. در پلتفرم‌های قدیمی‌تر و ارزان‌تر، کاربران فقط می‌توانند از NVMe SSD به عنوان درایو دوم در مجموعه محدودی از سیستم‌عامل‌ها استفاده کنند.

علیرغم این واقعیت که ما سعی کردیم تمام ترکیبات ممکن از پلتفرم ها و درایوهای PCI Express را شرح دهیم، نتیجه اصلی از آنچه گفته شد این است که سازگاری SSD های PCIe با مادربردها به اندازه SSD های SATA واضح نیست. بنابراین، قبل از خرید هر SSD پرسرعتی که از طریق PCI Express کار می کند، حتماً سازگاری آن را با یک مادربرد خاص در وب سایت سازنده بررسی کنید.

پیکربندی تست، ابزار و روش تست

تست در سیستم عامل انجام می شود ویندوز مایکروسافت 8.1 x64 حرفه ای با به روز رسانی که SSD های مدرن را به درستی تشخیص می دهد و مدیریت می کند. این بدان معنی است که در روند گذراندن آزمون ها، مانند معمول استفاده روزمره SSD، فرمان TRIM پشتیبانی می شود و به طور فعال فعال می شود. اندازه گیری عملکرد با درایوها در حالت "استفاده شده" انجام می شود که با پر کردن آنها با داده ها به دست می آید. قبل از هر آزمایش، درایوها با استفاده از دستور TRIM تمیز و نگهداری می شوند. بین آزمایش های فردی، یک مکث 15 دقیقه ای حفظ می شود که برای توسعه صحیح فناوری جمع آوری زباله اختصاص داده شده است. همه آزمون‌ها، مگر در مواردی که غیر از آن ذکر شده باشد، از داده‌های تصادفی و غیرقابل تراکم استفاده می‌کنند.

کاربردها و تست های مورد استفاده:

آیومتر 1.1.0

اندازه گیری سرعت خواندن و نوشتن متوالی داده ها در بلوک های 256 کیلوبایتی (معمولی ترین اندازه بلوک برای عملیات متوالی در وظایف دسکتاپ). تخمین سرعت در عرض یک دقیقه انجام می شود و پس از آن میانگین محاسبه می شود.
اندازه گیری سرعت خواندن و نوشتن تصادفی در بلوک های 4 کیلوبایتی (این اندازه بلوک در اکثریت قریب به اتفاق عملیات واقعی استفاده می شود). آزمایش دو بار اجرا می شود - بدون صف درخواست و با یک صف درخواست با عمق 4 دستور (معمولی برای برنامه های دسکتاپ که به طور فعال با یک سیستم فایل فورکی کار می کنند). بلوک های داده با صفحات حافظه فلش درایوها تراز می شوند. سرعت ها به مدت سه دقیقه ارزیابی می شوند و پس از آن میانگین محاسبه می شود.
ایجاد وابستگی سرعت خواندن و نوشتن تصادفی هنگامی که درایو با بلوک های 4 کیلوبایتی در عمق صف درخواست (در محدوده یک تا 32 دستور) کار می کند. بلوک های داده با صفحات حافظه فلش درایوها تراز می شوند. سرعت ها به مدت سه دقیقه ارزیابی می شوند و پس از آن میانگین محاسبه می شود.
ایجاد وابستگی به سرعت خواندن و نوشتن تصادفی زمانی که درایو با بلوک هایی با اندازه های مختلف کار می کند. بلوک هایی از 512 بایت تا 256 کیلوبایت استفاده می شود. عمق صف درخواست در طول تست 4 دستور است. بلوک های داده با صفحات حافظه فلش درایوها تراز می شوند. سرعت ها به مدت سه دقیقه ارزیابی می شوند و پس از آن میانگین محاسبه می شود.
اندازه گیری عملکرد تحت یک بار چند رشته ای مخلوط و ایجاد وابستگی آن به نسبت بین عملیات خواندن و نوشتن. آزمایش دو بار انجام می شود: برای خواندن و نوشتن متوالی در بلوک های 128 کیلوبایتی، در دو رشته مستقل و برای عملیات تصادفی با بلوک های 4 کیلوبایتی، که در چهار رشته انجام می شود. در هر دو مورد، نسبت بین خواندن و نوشتن در 20 درصد افزایش متفاوت است. سرعت ها به مدت سه دقیقه ارزیابی می شوند و پس از آن میانگین محاسبه می شود.
بررسی کاهش عملکرد SSD هنگام پردازش یک جریان پیوسته از عملیات نوشتن تصادفی. بلوک های 4 کیلوبایتی و عمق صف 32 دستور استفاده می شود. بلوک های داده با صفحات حافظه فلش درایوها تراز می شوند. مدت زمان آزمون دو ساعت است، اندازه گیری سرعت آنی در هر ثانیه انجام می شود. در پایان آزمایش، توانایی درایو برای بازگرداندن عملکرد خود به مقادیر اولیه به دلیل عملکرد فناوری جمع‌آوری زباله و پس از پردازش دستور TRIM بررسی می‌شود.

CrystalDiskMark 5.0.2
معیار مصنوعی که عملکرد SSD معمولی اندازه‌گیری شده در یک ناحیه دیسک 1 گیگابایتی "در بالای" سیستم فایل را برمی‌گرداند. از کل مجموعه پارامترهایی که می توان با استفاده از این ابزار ارزیابی کرد، ما به سرعت خواندن و نوشتن متوالی و همچنین عملکرد خواندن و نوشتن تصادفی در بلوک های 4 کیلوبایتی بدون صف درخواست و با یک صف توجه می کنیم. 32 دستورالعمل عمیق.
PC Mark 8 2.0
آزمایشی مبتنی بر شبیه سازی بار واقعی دیسک، که برای برنامه های مختلف محبوب معمول است. در درایو تست شده، یک پارتیشن واحد در سیستم فایل NTFS برای کل حجم موجود ایجاد می‌شود و تست ذخیره‌سازی ثانویه در PCMark 8 انجام می‌شود. به عنوان نتایج آزمایش، هم عملکرد نهایی و هم سرعت اجرای ردیابی های آزمایشی منفرد تولید شده توسط برنامه های مختلف در نظر گرفته می شود.
تست های کپی فایل
این تست سرعت کپی کردن دایرکتوری ها با فایل ها را اندازه گیری می کند نوع مختلفو همچنین سرعت بایگانی و باز کردن فایل های داخل درایو. برای کپی استفاده می شود درمان استاندارد Windows - ابزار Robocopy، هنگام بایگانی و باز کردن - بایگانی 7-zip نسخه 9.22 بتا. سه مجموعه از فایل ها در تست ها درگیر هستند: ISO - مجموعه ای که شامل چندین تصویر دیسک با توزیع نرم افزار است. برنامه - مجموعه ای که یک بسته نرم افزاری از پیش نصب شده است. Work مجموعه ای از فایل های کاری است که شامل اسناد اداری، عکس ها و تصاویر، فایل های پی دی اف و محتوای چند رسانه ای می باشد. حجم فایل هر کدام از مجموعه ها 8 گیگابایت است.

یک کامپیوتر با مادربرد به عنوان یک پلت فرم تست استفاده می شود. برد ایسوس Z97 Pro پردازنده هسته ای i5-4690K با گرافیک یکپارچه هسته اینتلگرافیک HD 4600 و 16 گیگابایت DDR3-2133 SDRAM. درایوهای دارای رابط SATA به کنترلر SATA 6 گیگابیت بر ثانیه تعبیه شده در چیپست مادربرد متصل می شوند و در حالت AHCI کار می کنند. درایوهای PCI Express در اولین اسلات PCI Express 3.0 x16 با سرعت کامل نصب شده اند. استفاده شده درایورهای اینتلفناوری ذخیره‌سازی سریع (RST) 13.5.2.1000 و درایور Intel Windows NVMe 1.2.0.1002.

حجم و سرعت انتقال داده ها در بنچمارک ها به واحدهای باینری (1 کیلوبایت = 1024 بایت) نشان داده شده است.

علاوه بر پنج شخصیت اصلی این تست - SSD های مشتری با رابط PCI Express، ما سریعترین SSD SATA را به شرکت - Samsung 850 PRO اضافه کردیم.

در نتیجه، لیست مدل های آزمایش شده به شکل زیر بود:

اینتل SSD 750 400 گیگابایت (SSDPEDMW400G4، سیستم عامل 8EV10135)؛
Kingston HyperX Predator PCIe 480GB (SHPM2280P2H/480G، Firmware OC34L5TA)؛
OCZ RevoDrive 350 480 گیگابایت (RVD350-FHPX28-480G، سیستم عامل 2.50)؛
Plextor M6e Black Edition 256 گیگابایت (PX-256M6e-BK، سیستم عامل 1.05)؛
سامسونگ 850 پرو 256 گیگابایت (MZ-7KE256، سیستم عامل EXM01B6Q)؛
سامسونگ SM951 256 گیگابایت (MZHPV256HDGL-00000، سیستم عامل BXW2500Q).

کارایی

عملیات خواندن و نوشتن متوالی

نسل جدید درایوهای حالت جامد که به گذرگاه PCI Express منتقل می شوند باید اولین چیزی باشند که برجسته شوند سرعت های بالاخواندن و نوشتن متوالی و این دقیقاً همان چیزی است که در نمودار می بینیم. همه SSD های PCIe از بهترین SSD SATA، Samsung 850 PRO بهتر عمل می کنند. با این حال، حتی چنین بار سادهنحوه خواندن و نوشتن متوالی تفاوت های زیادی بین SSD ها نشان می دهد تولید کنندگان مختلف. علاوه بر این، نوع اتوبوس PCI Express استفاده شده اهمیت تعیین کننده ای ندارد. بهترین عملکرد را در اینجا می توان درایو Samsung SM951 PCI Express 3.0 x4 ارائه داد و در رتبه دوم Kingston HyperX Predator قرار دارد که از طریق PCI Express 2.0 x4 کار می کند. درایو پیشرفته NVMe اینتل SSD 750 تنها در جایگاه سوم قرار داشت.

به صورت تصادفی می خواند

اگر در مورد خواندن تصادفی صحبت کنیم، همانطور که از نمودارها می بینید، SSD های PCIe از نظر سرعت تفاوت خاصی با SSD های SATA سنتی ندارند. علاوه بر این، این نه تنها برای درایوهای AHCI، بلکه در مورد محصولی که با کانال NVMe کار می کند نیز صدق می کند. در واقع بهتر از سامسونگ 850 عملکرد PROبا عملیات خواندن تصادفی در صف های درخواست کوچک، تنها سه شرکت کننده در این آزمایش می توانند نشان دهند: Samsung SM951، Intel SSD 750 و Kingston HyperX Predator.

اگرچه عملیات صف درخواست عمیق برای کامپیوترهای شخصیمعمولی نیستند، ما همچنان خواهیم دید که چگونه عملکرد SSD مورد نظر به عمق صف درخواست هنگام خواندن بلوک های 4 کیلوبایتی بستگی دارد.

نمودار به وضوح نشان می‌دهد که چگونه راه‌حل‌هایی که از طریق PCI Express 3.0 x4 کار می‌کنند می‌توانند از سایر SSD‌ها بهتر عمل کنند. منحنی های مربوط به Samsung SM951 و Intel SSD 750 به طور قابل توجهی بالاتر از منحنی های درایوهای دیگر است. نتیجه دیگری را می توان از نمودار بالا گرفت: OCZ RevoDrive 350 یک درایو حالت جامد بسیار کند است. در عملیات خواندن تصادفی، تقریباً نیمی از SATA SSD عقب است، که به دلیل معماری RAID و استفاده از کنترلرهای نسل دوم SandForce قدیمی است.

علاوه بر این، ما پیشنهاد می کنیم ببینیم که چگونه سرعت خواندن تصادفی به اندازه بلوک داده بستگی دارد:

در اینجا تصویر کمی متفاوت است. با افزایش اندازه بلوک، عملیات ها مانند عملیات های متوالی به نظر می رسند، بنابراین نه تنها معماری و قدرت کنترلر SSD، بلکه پهنای باند باس مورد استفاده آنها نیز شروع به ایفای نقش می کند. در اندازه های بزرگتر، Samsung SM951، Intel SSD 750 و Kingston HyperX Predator بهترین عملکرد را ارائه می دهند.

تصادفی می نویسد

در جایی، مزایای رابط NVMe، که تأخیر کم فراهم می کند، و کنترلر SSD 750 اینتل با سطح موازی بالا باید خود را نشان می داد. علاوه بر این، بافر DRAM بزرگ موجود در این SSD به شما این امکان را می‌دهد تا ذخیره‌سازی بسیار کارآمد داده را سازماندهی کنید. و در نتیجه، SSD 750 اینتل عملکرد نوشتن تصادفی بی‌نظیری را ارائه می‌کند، حتی زمانی که صف درخواست دارای حداقل عمق باشد.

برای مشاهده واضح تر اینکه با افزایش عمق صف درخواست چه اتفاقی برای عملکرد نوشتن تصادفی می افتد، نمودار زیر را ببینید که عملکرد نوشتن تصادفی 4K در مقابل عمق صف درخواست را نشان می دهد:

مقیاس بندی عملکرد اینتل SSD 750 تا زمانی رخ می دهد که عمق صف به 8 دستور برسد. این رفتار معمولی برای SSD های مصرف کننده است. اما چیزی که اینتل را متمایز می کند این است که سرعت نوشتن تصادفی آن به طور قابل توجهی سریعتر از هر SSD دیگری است، از جمله سریع ترین مدل های PCIe مانند Samsung SM951 یا Kingston HyperX Predator. به عبارت دیگر، تحت بار نوشتن تصادفی، SSD 750 اینتل عملکردی اساساً بهتر از هر SSD دیگری ارائه می دهد. به عبارت دیگر، انتقال به استفاده از رابط NVMe به شما امکان می دهد تا سرعت ضبط تصادفی را افزایش دهید. و این مطمئناً یک ویژگی مهم است، اما اول از همه برای درایوهای سرور. در واقع، اینتل SSD 750 تنها یکی از بستگان نزدیک مدل هایی مانند Intel DC P3500، P3600 و P3700 است.

نمودار زیر عملکرد نوشتن تصادفی در مقابل اندازه بلوک داده را نشان می دهد.

با افزایش اندازه بلوک، SSD 750 اینتل مزیت غیرقابل انکار خود را از دست می دهد. Samsung SM951 و Kingston HyperX Predator تقریباً عملکرد مشابهی را تولید می کنند.


از آنجایی که هزینه درایوهای حالت جامد دیگر منحصراً به عنوان درایوهای سیستم استفاده نمی شود و به درایوهای کاری معمولی تبدیل می شوند. در چنین شرایطی، SSD نه تنها یک بار تصفیه شده را به صورت نوشتن یا خواندن دریافت می کند، بلکه درخواست های ترکیبی را نیز دریافت می کند، زمانی که عملیات خواندن و نوشتن توسط برنامه های مختلف آغاز می شود و باید به طور همزمان پردازش شوند. با این حال، عملکرد تمام دوبلکس برای کنترلرهای SSD مدرن یک مشکل مهم باقی مانده است. هنگام مخلوط کردن خواندن و نوشتن در یک صف، سرعت اکثر SSD های درجه یک مصرف کننده به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این دلیلی برای یک مطالعه جداگانه بود، که در آن بررسی می‌کنیم که SSDها در مواقعی که لازم است عملیات متوالی به صورت متقابل پردازش شوند، چگونه کار می‌کنند. جفت نمودار بعدی معمولی ترین حالت را برای دسکتاپ ها نشان می دهد که در آن نسبت تعداد خواندن و نوشتن 4 به 1 است.

تحت بارهای ترکیبی متوالی با عملیات خواندن غالب، که برای رایانه های شخصی معمولی معمول است، Samsung SM951 و Kingston HyperX Predator بهترین عملکرد را ارائه می دهند. به نظر می رسد بارگذاری تصادفی مختلط برای SSD ها دشوارتر است و سامسونگ SM951 را در صدر قرار می دهد، اما SSD 750 اینتل به رتبه دوم می رسد. در همان زمان، Plextor M6e Black Edition، Kingston HyperX Predator و OCZ RevoDrive 350 به طور کلی ظاهر می شوند. به طور قابل توجهی بدتر از یک SATA SSD معمولی است.

دو نمودار بعدی تصویر دقیق تری از عملکرد بار مختلط ارائه می دهد که سرعت یک SSD در مقابل نسبت خواندن و نوشتن به آن را نشان می دهد.

تمام موارد فوق در نمودارهای بالا به خوبی تایید شده است. در یک حجم کاری ترکیبی با عملیات متوالی، Samsung SM951 بهترین عملکرد را نشان می دهد، که در هر کاری با داده های سریال مانند ماهی در آب است. برای عملیات مختلط دلخواه، وضعیت کمی متفاوت است. هر دو درایو سامسونگ، هم PCI Express 3.0 x4 SM951 و هم SATA 850 PRO معمولی، در این تست عملکرد بسیار خوبی دارند. نتایج خوب، عملکرد تقریباً همه SSD های دیگر را دور می زند. در مقابل آنها مقاومت کنید موارد فردیفقط SSD 750 اینتل می تواند، که به لطف سیستم دستورالعمل NVMe، برای کار با نوشتن های تصادفی کاملاً بهینه شده است. و هنگامی که گردش کار مختلط به رکوردهای 80 درصد یا بیشتر می رسد، جلوتر می رود.

نتایج در CrystalDiskMark

CrystalDiskMark یک برنامه آزمایشی محبوب و ساده است که "در بالای" سیستم فایل اجرا می شود و به شما امکان می دهد نتایجی را دریافت کنید که به راحتی قابل تکرار هستند. کاربران عادی. ارقام عملکرد به‌دست‌آمده در آن باید نمودارهای دقیقی را که بر اساس آزمایش‌های IOMeter ساخته‌ایم تکمیل کند.

این چهار نمودار فقط ارزش تئوری دارند و اوج عملکرد را نشان می‌دهند که در وظایف معمول مشتری قابل دستیابی نیست. عمق صف درخواست 32 فرمان هرگز در رایانه های شخصی رخ نمی دهد، اما در آزمایش های ویژه به شما امکان می دهد حداکثر کارایی را داشته باشید. و در این مورد، عملکرد پیشرو با حاشیه گسترده توسط Intel SSD 750 ارائه می شود که دارای معماری به ارث رسیده از درایوهای سرور است، جایی که عمق زیادی از صف درخواست کاملاً مرتب است.

اما این چهار نمودار در حال حاضر مورد توجه عملی هستند - آنها عملکرد را تحت بار نمایش می دهند که برای رایانه های شخصی معمول است. و در اینجا سامسونگ SM951 بهترین عملکرد را ارائه می دهد که تنها با نوشتن تصادفی 4 کیلوبایتی از SSD 750 اینتل عقب می ماند.

موارد استفاده واقعی PCMark 8 2.0

بسته آزمایشی Futuremark PCMark 8 2.0 از این جهت جالب است که ماهیت مصنوعی ندارد، بلکه برعکس، مبتنی بر نحوه عملکرد برنامه های واقعی است. در طول عبور آن، سناریوهای واقعی استفاده از دیسک در وظایف معمول دسکتاپ بازتولید می شود و سرعت اجرای آنها اندازه گیری می شود. نسخه فعلیاین تست باری را شبیه‌سازی می‌کند که از برنامه‌های بازی واقعی Battlefield 3 و World of Warcraft و بسته‌های نرم‌افزاری Abobe و Microsoft: After Effects، Illustrator، InDesign، Photoshop، Excel، PowerPoint و Word گرفته شده است. نتیجه نهایی به عنوان میانگین سرعتی که درایوها هنگام عبور از مسیرهای آزمایشی نشان می دهند محاسبه می شود.

تست PCMark 8 2.0 که عملکرد سیستم های ذخیره سازی را ارزیابی می کند برنامه های کاربردی واقعی، به وضوح به ما می گوید که تنها دو درایو PCIe وجود دارد که سرعت آنها اساساً از مدل های معمولی با رابط SATA بالاتر است. اینها Samsung SM951 و Intel SSD 750 هستند که در بسیاری از آزمایشات دیگر نیز برنده می شوند. سایر SSD های PCIe، مانند Plextor M6e Black Edition و Kingston HyperX Predator، بیش از یک و نیم برابر از رهبران عقب تر هستند. خوب، OCZ ReveDrive 350 عملکرد ضعیفی را نشان می دهد. سرعت آن بیش از دو برابر بهترین SSD های PCIe است و از نظر سرعت حتی نسبت به Samsung 850 PRO که از طریق رابط SATA کار می کند، پایین تر است.

نتیجه یکپارچه PCMark 8 باید با نشانگرهای عملکرد صادر شده توسط درایوهای فلش در هنگام عبور از مسیرهای آزمایشی فردی که سناریوهای بار واقعی مختلف را شبیه‌سازی می‌کنند تکمیل شود. واقعیت این است که تحت بارهای مختلف، درایوهای فلش اغلب کمی متفاوت رفتار می کنند.

در مورد هر برنامه ای که صحبت می کنیم، در هر صورت، یکی از SSD ها با رابط PCI Express 3.0 x4 بالاترین کارایی را ارائه می دهد: Samsung SM951 یا Intel SSD 750. جالب اینجاست که سایر SSD های PCIe در برخی موارد معمولاً فقط در SATA SSD سرعت می دهند. سطح . . در واقع، مزیت همان Kingston HyperX Predator و Plextor M6e Black Edition نسبت به Samsung 850 PRO فقط در Adobe Photoshop، Battlefield 3 و Microsoft Word قابل مشاهده است.

کپی کردن فایل ها

با در نظر گرفتن اینکه درایوهای حالت جامد بیش از پیش در رایانه‌های شخصی معرفی می‌شوند، تصمیم گرفتیم اندازه‌گیری عملکرد در طول عملیات عادی فایل - هنگام کپی و کار با بایگانی‌ها - را که "داخل" درایو انجام می‌شوند به روش خود اضافه کنیم. این یک فعالیت معمولی دیسک است که در صورتی رخ می دهد که SSD نقش درایو سیستم را بازی نکند، بلکه یک دیسک معمولی باشد.

در تست های کپی، رهبران هنوز همان Samsung SM951 و Intel SSD 750 هستند. با این حال، اگر ما در مورد فایل های متوالی بزرگ صحبت می کنیم، Kingston HyperX Predator می تواند با آنها رقابت کند. باید بگویم که با یک کپی ساده، تقریبا تمام SSD های PCIe سریعتر از Samsung 850 PRO هستند. تنها یک استثنا وجود دارد - Plextor M6e Black Edition. و OCZ RevoDrive 350 که به طور مداوم در بقیه آزمایشات خود را در موقعیت یک ناامید کننده ناامید یافته است، به طور غیرمنتظره ای نه تنها SATA SSD، بلکه کندترین SSD PCIe را نیز دور می زند.

گروه دوم تست ها در حین بایگانی و باز کردن دایرکتوری با فایل های کاری انجام شد. تفاوت اساسی در این مورد این است که نیمی از عملیات با فایل های پراکنده و نیمی دیگر با یک فایل آرشیو بزرگ انجام می شود.

هنگام کار با آرشیو وضعیت مشابه است. تنها تفاوت این است که در اینجا سامسونگ SM951 موفق می شود با اطمینان از همه رقبا جدا شود.

نحوه کار TRIM و جمع آوری زباله پس زمینه

هنگام تست SSD های مختلف، ما همیشه بررسی می کنیم که چگونه دستور TRIM را پردازش می کنند و آیا می توانند زباله ها را جمع آوری کنند و عملکرد خود را بدون پشتیبانی از سیستم عامل بازیابی کنند، یعنی در شرایطی که دستور TRIM منتقل نمی شود. چنین آزمایشی این بار نیز انجام شد. طرح این تست استاندارد است: پس از ایجاد یک بار مداوم طولانی در نوشتن داده ها، که منجر به کاهش سرعت نوشتن می شود، پشتیبانی TRIM را غیرفعال می کنیم و 15 دقیقه صبر می کنیم که در طی آن SSD به دلیل وجود آن می تواند خود به خود بازیابی کند. خود الگوریتم جمع آوری زباله، اما بدون کمک خارج از سیستم عامل، و اندازه گیری سرعت. سپس دستور TRIM به زور به درایو ارسال می شود - و پس از یک مکث کوتاه، سرعت دوباره اندازه گیری می شود.

نتایج چنین آزمایشاتی در جدول زیر نشان داده شده است که برای هر مدل آزمایش شده نشان می دهد که آیا با پاک کردن قسمتی از فلش مموری استفاده نشده به TRIM پاسخ می دهد و اگر دستور TRIM نباشد می تواند صفحات حافظه فلش تمیز را برای عملیات آینده آماده کند یا خیر. به آن داده شده است. برای درایوهایی که معلوم شد قادر به جمع آوری زباله بدون دستور TRIM هستند، ما همچنین مقدار حافظه فلش را که به طور مستقل توسط کنترلر SSD برای عملیات آینده آزاد می شود، نشان دادیم. در مورد کارکرد درایو در محیطی بدون پشتیبانی از TRIM، این تنها مقدار داده ای است که می توان پس از زمان بیکاری با سرعت اولیه بالا روی درایو ذخیره کرد.

علیرغم اینکه پشتیبانی باکیفیت از دستور TRIM به استاندارد صنعتی تبدیل شده است، برخی از تولیدکنندگان فروش درایوهایی را که در آنها این فرمان به طور کامل پردازش نشده است قابل قبول می دانند. چنین مثال منفی توسط OCZ Revodrive 350 نشان داده شده است. به طور رسمی، TRIM را درک می کند، و حتی سعی می کند در هنگام دریافت این دستور کاری انجام دهد، اما نیازی به صحبت در مورد بازگشت کامل سرعت نوشتن به مقادیر اولیه نیست. و هیچ چیز عجیبی در این وجود ندارد: Revodrive 350 مبتنی بر کنترلرهای SandForce است که به دلیل کاهش عملکرد غیرقابل برگشت قابل توجه هستند. بر همین اساس در Revodrive 350 نیز وجود دارد.

همه SSD های PCIe دیگر مانند همتایان SATA خود با TRIM کار می کنند. یعنی در حالت ایده‌آل: در سیستم‌عامل‌هایی که این فرمان را به درایوها صادر می‌کنند، عملکرد به طور مداوم در سطح بالایی باقی می‌ماند.

با این حال، ما چیزهای بیشتری می خواهیم - یک درایو با کیفیت بالا باید بتواند بدون صدور فرمان TRIM جمع آوری زباله را انجام دهد. و در اینجا Plextor M6e Black Edition متمایز می شود - درایوی که می تواند به طور مستقل حافظه فلش بسیار بیشتری را برای عملیات های آینده نسبت به رقبای خود آزاد کند. اگرچه، البته، جمع آوری زباله آفلاین تا حدودی روی همه SSD هایی که ما آزمایش کردیم، به استثنای SM951 سامسونگ، کار می کند. به عبارت دیگر، در هنگام استفاده عادی در محیط های مدرن عملکرد سامسونگ SM951 کاهش نمی یابد، اما در مواردی که TRIM پشتیبانی نمی شود، این SSD توصیه نمی شود.

نتیجه گیری

ما احتمالاً باید با بیان این واقعیت شروع به جمع بندی کنیم که SSD های مصرف کننده با رابط PCI Express دیگر عجیب و غریب نیستند و نوعی محصولات آزمایشی نیستند، بلکه یک بخش کامل از بازار هستند که در آن سریع ترین درایوهای حالت جامد برای علاقه مندان بازی می کنند. طبیعتاً این بدان معناست که برای مدت طولانی هیچ مشکلی با درایوهای SSD PCIe وجود نداشته است: آنها از تمام عملکردهایی که درایوهای SSD SATA دارند پشتیبانی می کنند، اما در عین حال بهره وری بیشتری دارند و گاهی اوقات فناوری های جالب جدیدی دارند.

در عین حال، بازار مشتری PCIe SSD چندان شلوغ نیست و تاکنون تنها شرکت‌هایی با پتانسیل مهندسی بالا توانسته‌اند وارد گروه تولیدکنندگان چنین درایوهای حالت جامد شوند. این به دلیل این واقعیت است که توسعه دهندگان مستقل کنترلرهای SSD تولید انبوه هنوز راه حل های طراحی را ندارند که به آنها اجازه می دهد با حداقل تلاش مهندسی شروع به تولید درایوهای PCIe کنند. بنابراین، هر یک از SSD های PCIe در حال حاضر در قفسه فروشگاه ها متمایز و منحصر به فرد هستند.

در این آزمایش، ما توانستیم پنج مورد از محبوب‌ترین و رایج‌ترین SSD‌های PCIe را که برای استفاده در رایانه‌های شخصی هدف‌گذاری شده‌اند، گرد هم بیاوریم. و با توجه به نتایج آشنایی با آنها، مشخص می شود که خریدارانی که می خواهند به استفاده از درایوهای حالت جامد با رابط پیشرونده روی بیاورند، هنوز با عذاب انتخاب جدی روبرو نخواهند شد. در بیشتر موارد، انتخاب بدون ابهام خواهد بود، مدل های آزمایش شده در کیفیت مصرف کننده خود بسیار متفاوت هستند.

به طور کلی، جذاب ترین مدل PCIe SSD معلوم شد سامسونگ SM951. این یک راه حل درخشان PCI Express 3.0 x4 از یکی از رهبران بازار است که نه تنها ثابت کرده است که می تواند بالاترین عملکرد را در بارهای کاری معمولی ارائه دهد، بلکه به طور قابل توجهی ارزان تر از سایر درایوهای PCIe است.

با این حال، سامسونگ SM951 هنوز کامل نیست. اولاً، این شامل هیچ فناوری خاصی با هدف بهبود قابلیت اطمینان نیست، اما ما همچنان دوست داریم آنها را در محصولات سطح برتر داشته باشیم. ثانیاً ، یافتن این SSD در فروش در روسیه بسیار دشوار است - از طریق کانال های رسمی به کشور ما عرضه نمی شود. خوشبختانه، ما می توانیم به یک جایگزین خوب توجه کنیم - اینتل SSD 750. این SSD همچنین از طریق PCI Express 3.0 x4 اجرا می شود و تنها کمی از Samsung SM951 فاصله دارد. اما این یکی از بستگان مستقیم مدل‌های سرور است و بنابراین قابلیت اطمینان بالایی دارد و بر روی پروتکل NVMe کار می‌کند، که به آن اجازه می‌دهد تا سرعت بی‌نظیری را در عملیات نوشتن تصادفی نشان دهد.

در اصل، در پس زمینه Samsung SM951 و Intel SSD 750، سایر SSD های PCIe نسبتا ضعیف به نظر می رسند. با این حال، هنوز شرایطی وجود دارد که آنها مجبورند مدل PCIe SSD دیگری را ترجیح دهند. واقعیت این است که درایوهای پیشرفته سامسونگ و اینتل فقط با مادربردهای مدرن ساخته شده بر روی چیپست های سری نود یا صدم اینتل سازگار هستند. در سیستم های قدیمی تر، آنها فقط می توانند به عنوان "دیسک دوم" کار کنند و بارگیری سیستم عامل از آنها غیرممکن خواهد بود. بنابراین، نه Samsung SM951 و نه Intel SSD 750 برای ارتقاء پلتفرم های نسل های قبلی مناسب نیستند و انتخاب باید روی درایو انجام شود. Kingston HyperX Predatorکه از یک طرف می تواند عملکرد خوبی را ارائه دهد و از طرف دیگر تضمین می شود که با پلتفرم های قدیمی مشکل سازگاری نداشته باشد.

ماژول های WiFi و سایر دستگاه های مشابه. توسعه این اتوبوس توسط اینتل در سال 2002 آغاز شد. اکنون سازمان غیرانتفاعی PCI Special Interest Group در حال توسعه نسخه های جدید این اتوبوس است.

در حال حاضر، اتوبوس PCI Express به طور کامل جایگزین اتوبوس های منسوخ شده مانند AGP، PCI و PCI-X شده است. گذرگاه PCI Express در پایین مادربرد در حالت افقی قرار دارد.

PCI Express اتوبوسی است که از گذرگاه PCI ساخته شده است. تفاوت اصلی بین PCI Express و PCI در سطح فیزیکی نهفته است. در حالی که PCI از یک گذرگاه معمولی استفاده می کند، PCI Express از توپولوژی ستاره استفاده می کند. هر دستگاه با یک اتصال جداگانه به یک سوئیچ مشترک متصل می شود.

مدل نرم افزاری PCI Express تا حد زیادی مدل PCI را تکرار می کند. بنابراین، اکثر کنترلرهای PCI موجود را می توان به راحتی برای استفاده از گذرگاه PCI Express تغییر داد.

اسلات های PCI Express و PCI روی مادربرد

علاوه بر این، باس PCI Express از ویژگی های جدیدی مانند:

• دستگاه های پریز گرم؛
• نرخ تبادل داده تضمینی؛
• مدیریت انرژی؛
• کنترل یکپارچگی اطلاعات ارسالی؛

اتوبوس PCI Express چگونه کار می کند

گذرگاه PCI Express از یک اتصال سریال دو طرفه برای اتصال دستگاه ها استفاده می کند. علاوه بر این، چنین اتصالی می تواند یک (x1) یا چندین (x2، x4، x8، x12، x16 و x32) خط جداگانه داشته باشد. هرچه از این خطوط بیشتر استفاده شود، باس PCI Express می تواند سرعت انتقال داده بیشتری را ارائه دهد. بسته به تعداد خطوط پشتیبانی شده، اندازه مرتب سازی روی مادربرد متفاوت خواهد بود. شکاف هایی با یک خط (x1)، چهار (x4) و شانزده (x16) وجود دارد.

نمایش بصری ابعاد اسلات PCI Express

در عین حال، هر دستگاه PCI Express می تواند در هر شکافی کار کند، اگر اسلات دارای خطوط یکسان یا بیشتر باشد. این به شما امکان می دهد یک کارت PCI Express با اسلات x1 در یک اسلات x16 روی مادربرد نصب کنید.

توان عملیاتی PCI Express به تعداد خطوط و نسخه اتوبوس بستگی دارد.

یک طرفه / دو طرفه در گیگابیت بر ثانیه
	تعداد خطوط
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

نمونه هایی از دستگاه های PCI Express

اول از همه، PCI Express برای اتصال کارت های گرافیک مجزا استفاده می شود. از زمان ظهور این اتوبوس، کاملاً تمام کارت های ویدیویی از آن استفاده می کنند.

کارت گرافیک GeForce گیگابایت GTX 770

با این حال، این تمام کاری نیست که اتوبوس PCI Express می تواند انجام دهد. توسط سازندگان قطعات دیگر استفاده می شود.

کارت صدای SUS Xonar DX

OCZ Z-Drive R4 Enterprise SSD

وقتی در مورد گذرگاه PCI Express (PCI-E) صحبت می کنیم، شاید اولین چیزی که آن را از سایر راه حل های مشابه متمایز می کند، کارایی آن است. به لطف این اتوبوس مدرن، عملکرد کامپیوتر افزایش می یابد، کیفیت گرافیک بهبود می یابد.

سال‌ها از گذرگاه PCI (Peripheral Component Interconnect) برای اتصال کارت گرافیک به مادربرد استفاده می‌شد، علاوه بر این، برای اتصال برخی دستگاه‌های دیگر مانند شبکه و کارت صدا نیز استفاده می‌شد.

شکل ظاهری آن اسلات ها به شرح زیر است:

PCI-Express عملاً به نسل بعدی گذرگاه PCI تبدیل شده است که عملکرد و عملکرد بهبود یافته ای را ارائه می دهد. از یک اتصال سریالی استفاده می کند که در آن چندین خط وجود دارد که هر کدام به دستگاه مربوطه منتهی می شود. هر یک دستگاه ثانویخط خود را دریافت می کند که عملکرد کلی رایانه را افزایش می دهد.

PCI-Express از اتصال "گرم" پشتیبانی می کند، انرژی کمتری نسبت به پیشینیان خود مصرف می کند و یکپارچگی داده های ارسال شده را کنترل می کند. علاوه بر این، با درایورهای اتوبوس PCI سازگار است. یکی دیگر از ویژگی های قابل توجه این اتوبوس مقیاس پذیری آن است، یعنی. pci expressکارت در هر شکافی با پهنای باند یکسان یا بیشتر متصل می شود و کار می کند. به احتمال زیاد این ویژگی استفاده از آن را در سال های آینده تضمین خواهد کرد.

نوع سنتی اسلات PCI برای عملکردهای صوتی/تصویری اساسی به اندازه کافی خوب بود. با گذرگاه AGP، طرح پردازش داده‌های چندرسانه‌ای بهبود یافته است و کیفیت داده‌های صوتی/تصویری بر این اساس افزایش یافته است. طولی نکشید که پیشرفت‌ها در ریزمعماری ریزپردازنده شروع به نشان دادن کندی گذرگاه PCI کرد که باعث شد سریع‌ترین و جدیدترین مدل‌های کامپیوتری آن زمان به معنای واقعی کلمه طولانی شوند.

ویژگی ها و توان عملیاتی باس PCI

این می تواند از یک خط اتصال دو طرفه x1، تا x32 (32 خط) داشته باشد. خط بر اساس نقطه به نقطه عمل می کند. نسخه های مدرن پهنای باند بسیار بیشتری نسبت به نسخه های قبلی خود ارائه می دهند. x16 را می توان برای اتصال کارت گرافیک استفاده کرد، در حالی که x1 و x2 را می توان برای اتصال کارت های معمولی استفاده کرد.

اسلات های x1 و pci express x16 در اینجا به چه شکل هستند:

PCI-E
تعداد خطوط x1 x2 x4 x8 x16 x32
پهنای باند 500 Mb/s 1000 Mb/s 2000 Mb/s 4000 Mb/s 8000 Mb/s 16000 Mb/s

نسخه PCI-E و سازگاری

وقتی صحبت از رایانه به میان می آید، هر گونه ذکر نسخه با مشکلات سازگاری همراه است. و مانند هر دیگری فن آوری پیشرفته، PCI-E به طور مداوم در حال توسعه و ارتقا است. آخرین نوع موجود pci express 3.0 است، اما توسعه گذرگاه PCI-E نسخه 4.0 در حال انجام است که باید در حدود سال 2015 ظاهر شود (pci express 2.0 تقریبا منسوخ شده است).
به جدول سازگاری PCI-E زیر نگاهی بیندازید.
PCI-E نسخه 3.0 2.0 1.1
پهنای باند کل
(X16) 32Gb/s 16Gb/s 8Gb/s
نرخ داده 8.0 GT/s 5.0 GT/s 2.5 GT/s

نسخه PCI-E هیچ تاثیری بر عملکرد کارت ندارد. متمایزترین ویژگی این رابط سازگاری رو به جلو و عقب آن است که باعث می شود بدون توجه به نسخه رابط، ایمن و قابلیت همگام سازی با بسیاری از انواع کارت را داشته باشد. یعنی می توانید یک کارت از نسخه دوم یا سوم را در اسلات PCI-Express نسخه اول قرار دهید و کار می کند، البته با کاهش عملکرد. به همین ترتیب، یک کارت PCI-E نسخه 3 را می توان در اسلات PCI-E نسخه اول PCI-Express نصب کرد. در حال حاضر، تمام کارت های گرافیک مدرن NVIDIA و AMD با چنین اتوبوسی سازگار هستند.

و این برای یک میان وعده است:

#PCI Express

گذرگاه سریال PCI Express که توسط اینتل و شرکای آن توسعه یافته است، برای جایگزینی گذرگاه PCI موازی و نوع توسعه یافته و تخصصی آن AGP طراحی شده است. با وجود نام‌های مشابه، اتوبوس‌های PCI و PCI Express شباهت چندانی ندارند. پروتکل انتقال داده موازی که توسط PCI استفاده می‌شود، محدودیت‌هایی را بر پهنای باند و فرکانس گذرگاه اعمال می‌کند. انتقال سریال داده مورد استفاده در PCI Express مقیاس پذیری را فراهم می کند (مشخصات پیاده سازی PCI Express 1x، 2x، 4x، 8x، 16x و 32x را توصیف می کند). در حال حاضر، نسخه لاستیک با شاخص 3.0 مرتبط است.

PCI-E3.0

در نوامبر 2010، سازمان PCI-SIG که فناوری PCI Express را استاندارد می کند، از پذیرش مشخصات PCIe Base 3.0 خبر داد.
تفاوت اصلی با دو نسخه قبلی PCIe را می توان یک طرح کدگذاری تغییر یافته در نظر گرفت - اکنون به جای 8 بیت اطلاعات مفید از 10 بیت ارسال شده (8b / 10b)، 128 بیت اطلاعات مفید از 130 بیت ارسال شده قابل انتقال است. بالای اتوبوس، یعنی نسبت بار نزدیک به 100٪ است. علاوه بر این، سرعت انتقال اطلاعات به 8 GT/s افزایش یافته است. به یاد بیاورید که این مقدار برای PCIe 1.x 2.5 GT/s و برای PCIe 2.x 5 GT/s بود.
همه تغییرات فوق منجر به دو برابر شدن پهنای باند باس در مقایسه با گذرگاه PCI-E 2.x شد. این بدان معناست که کل پهنای باند گذرگاه PCIe 3.0 در پیکربندی 16x به 32 گیگابیت در ثانیه می رسد. اولین پردازنده هایی که به کنترلر PCIe 3.0 مجهز شدند پردازنده های اینتلبر اساس ریزمعماری پل آیوی.

با وجود بیش از سه برابر توان عملیاتی PCI-E 3.0 در مقایسه با PCI-E 1.1، عملکرد همان کارت‌های ویدیویی هنگام استفاده از رابط‌های مختلف تفاوت چندانی ندارد. جدول زیر نتایج بنچمارک GeForce GTX 980 را در بنچمارک های مختلف نشان می دهد. اندازه‌گیری‌ها با همان تنظیمات گرافیکی و در همان پیکربندی انجام شد.نسخه گذرگاه PCI-E در تنظیمات بایوس تغییر کرد.

PCI Express 3.0 همچنان با آن سازگار است نسخه های قبلی PCIe.

PCI-E 2.0

در سال 2007، مشخصات جدیدی برای گذرگاه PCI Express - 2.0 به تصویب رسید که تفاوت اصلی آن دو برابر شدن پهنای باند هر خط انتقال در هر جهت است، یعنی. در مورد محبوب ترین نسخه PCI-E 16x که در کارت های ویدیویی استفاده می شود، توان خروجی در هر جهت 8 گیگابیت بر ثانیه است. اولین چیپست که از PCI-E 2.0 پشتیبانی می کرد، Intel X38 بود.

PCI-E 2.0 کاملاً با PCI-E 1.0 سازگار است. تمام دستگاه های موجود با رابط PCI-E 1.0 می توانند در اسلات PCI-E 2.0 کار کنند و بالعکس.

PCI-E 1.1

اولین نسخه رابط PCI Express که در سال 2002 معرفی شد. خروجی ارائه شده 500 مگابایت بر ثانیه در هر خط.

مقایسه سرعت کار نسل های مختلف PCI-E

گذرگاه PCI با فرکانس 33 یا 66 مگاهرتز کار می کند و پهنای باند 133 یا 266 مگابایت بر ثانیه را ارائه می دهد، اما این پهنای باند بین تمام دستگاه های PCI مشترک است. فرکانس عملکرد باس PCI Express 1.1 2.5 گیگاهرتز است که پهنای باند 2500 مگاهرتز / اطلاعات 10 * 8 = 250 * 8 Mbps = 250 Mbps را برای هر دستگاه PCI Express 1.1 x1 در یک جهت می دهد. اگر چندین خط وجود داشته باشد، برای محاسبه توان عملیاتی، مقدار 250 Mb / s باید در تعداد خطوط و در 2 ضرب شود، زیرا. PCI Express یک گذرگاه دو طرفه است.

تعداد خطوط PCI Express 1.1	توان عملیاتی در یک جهت	توان کل
1	250 مگابایت بر ثانیه	500 مگابایت بر ثانیه
2	500 مگابیت بر ثانیه	1 گیگابایت بر ثانیه
4	1 گیگابایت بر ثانیه	2 گیگابایت بر ثانیه
8	2 گیگابایت بر ثانیه	4 گیگابایت بر ثانیه
16	4 گیگابایت بر ثانیه	8 گیگابایت بر ثانیه
32	8 گیگابایت بر ثانیه	16 گیگابایت بر ثانیه

توجه داشته باشید! شما نباید اقدام به نصب کارت PCI Express در اسلات PCI کنید و برعکس، کارت های PCI در اسلات های PCI Express نصب نمی شوند. با این حال، به عنوان مثال، یک کارت PCI Express 1x را می توان نصب کرد و به احتمال زیاد در یک اسلات PCI Express 8x یا 16x به طور معمول کار می کند، اما نه برعکس: یک کارت PCI Express 16x در اسلات PCI Express 1x قرار نمی گیرد.