Podpora rozhrania PCI Express 3.0 v základných doskách – skutočná výhoda alebo marketingový ťah?
Počas posledných mesiacov v modelový rad rôznych výrobcov sa začali objavovať základné dosky, ktoré deklarovali podporu pre rozhranie PCI Express 3.0. ASRock, MSI a GIGABYTE boli prvými, ktorí ohlásili takéto riešenia. Momentálne však na trhu nie sú absolútne žiadne čipsety, grafiky a centrálne procesory, ktoré by podporovali rozhranie PCI Express 3.0.
Pripomeňme, že minulý rok bol schválený štandard PCI Express 3.0. Oproti svojim predchodcom má množstvo výhod, a tak nie je prekvapujúce, že výrobcovia grafických kariet a základných dosiek ho chcú čo najskôr implementovať do svojich riešení. Aktuálne existujúce čipsety od Intelu a AMD sú však obmedzené na podporu štandardu PCI Express 2.0. Jedinou nádejou na využitie rozhrania PCI Express 3.0 v blízkej budúcnosti sú nové procesory Intel Ivy Bridge, ktorých predstavenie je naplánované až na marec až apríl budúceho roka. Tieto procesory majú integrovaný radič zbernice PCI Express 3.0, no využívať ho budú môcť len grafické čipy, keďže radič čipsetu využívajú ostatné komponenty.
.jpg)
Upozorňujeme, že záležitosť sa neobmedzuje len na výmenu procesora. Musíte dodatočne aktualizovať nastavenia systému BIOS a firmvér čipovej sady. Navyše na základných doskách s niekoľkými slotmi PCI Express x16 je problém s „switchmi“ – malými mikroobvodmi, ktoré sa nachádzajú v blízkosti každého slotu a sú zodpovedné za prevádzkovú rekonfiguráciu počtu vyhradených liniek. Tieto „prepínače“ musia byť kompatibilné aj s rozhraním PCI Express 3.0. Je potrebné poznamenať, že čipy nForce 200 alebo Lucid bridge podporujú iba štandard PCI Express 2.0 a nemôžu pracovať so špecifikáciou PCI Express 3.0.
Posledným argumentom je, že v súčasnosti výrobcovia základných dosiek nemajú technické vzorky nových procesorov. Linka Intel Ivy Bridge alebo nové grafické čipy, ktoré na hardvérovej úrovni podporujú špecifikáciu PCI Express 3.0. Preto je ohlásená kompatibilita s týmto vysokorýchlostným rozhraním teoretická a v súčasnosti nemôže byť prakticky potvrdená.
Podpora špecifikácie PCI Express 3.0 modernými základnými doskami je teda čisto marketingovým ťahom, ktorého výhody bude môcť používateľ získať až o niekoľko mesiacov výmenou procesora a aktualizáciou softvérových komponentov.
V minulosti sa bežný spotrebiteľ zaujímal hlavne o dva typy SSD: buď vysokorýchlostné prémiové modely ako Samsung 850 PRO, alebo cenovo výhodné ponuky ako Crucial BX100 alebo SanDisk Ultra II. To znamená, že segmentácia trhu SSD bola extrémne slabá a hoci sa konkurencia medzi výrobcami rozvíjala v oblasti výkonu a ceny, rozdiel medzi hornými a spodnými riešeniami zostal dosť malý. Tento stav bol čiastočne spôsobený tým, že samotná technológia SSD výrazne zlepšuje používateľskú skúsenosť s počítačom, a preto problémy s implementáciou u mnohých ustupujú do pozadia. Z rovnakého dôvodu boli do starej infraštruktúry začlenené spotrebiteľské SSD disky, ktoré sa spočiatku zameriavali na mechanické pevné disky. To značne uľahčilo ich implementáciu, avšak uzavrelo SSD v dosť úzkom rámci, čo v mnohých ohľadoch bráni rastu priepustnosti a zníženiu latencie diskového subsystému.
Ale do určitej doby tento stav vyhovoval všetkým. Technológia SSD bola nová a používatelia, ktorí prešli na SSD, boli spokojní s ich nákupom, aj keď v podstate dostávali produkty, ktoré v skutočnosti dosahovali ďaleko za hranice ich schopností, pričom ich výkon brzdili umelé bariéry výkonu. K dnešnému dňu však možno SSD možno považovať za skutočný mainstream. Každý sebarešpektujúci majiteľ osobného počítača, ak nemá vo svojom systéme aspoň jeden SSD, veľmi vážne myslí, že ho v blízkej budúcnosti získa. A za týchto podmienok sú výrobcovia jednoducho nútení premýšľať o tom, ako konečne nasadiť plnohodnotnú konkurenciu: zničiť všetky bariéry a prejsť na výrobu širších produktových radov, ktoré sa zásadne líšia navrhovanými charakteristikami. Našťastie je na to pripravená všetka potrebná pôda a v prvom rade väčšina vývojárov SSD má túžbu a príležitosť začať vydávať produkty, ktoré nefungujú cez staršie rozhranie SATA, ale cez oveľa efektívnejšiu zbernicu PCI Express.
Keďže šírka pásma SATA je obmedzená na 6 Gb/s, maximálna rýchlosť vlajkových lodí SATA SSD nepresahuje 500 MB/s. Moderné flash disky však dokážu oveľa viac: koniec koncov, ak o tom premýšľate, majú viac spoločného systémová pamäť ako pri mechanických pevných diskoch. Pokiaľ ide o zbernicu PCI Express, teraz sa aktívne používa ako transportná vrstva pri pripájaní grafických kariet a ďalšie prídavné ovládače, ktoré potrebujú vysokorýchlostnú výmenu dát, ako napríklad Thunderbolt. Jeden pruh PCI Express Gen 2 poskytuje šírku pásma až 500 MB/s, zatiaľ čo pruh PCI Express 3.0 môže dosiahnuť rýchlosť až 985 MB/s. Karta rozhrania je teda nainštalovaná v PCI slot e x4 (so štyrmi pruhmi) dokáže prenášať dáta rýchlosťou až 2 GB/s s PCI Express 2.0 a až takmer 4 GB/s s PCI Express Gen 3. Sú to vynikajúce ukazovatele, ktoré sú celkom vhodné pre moderné jednotky SSD.
Z povedaného prirodzene vyplýva, že okrem SATA SSD by si postupne na trhu mali nájsť distribúciu aj vysokorýchlostné disky využívajúce zbernicu PCI Express. A naozaj sa to deje. V predajniach možno nájsť niekoľko modelov spotrebiteľských SSD od popredných výrobcov, vyrobených vo forme rozširujúcich kariet alebo kariet M.2, ktoré využívajú rôzne varianty zbernice PCI Express. Rozhodli sme sa ich dať dokopy a porovnať z hľadiska výkonu a ďalších parametrov.
Účastníci testu
Intel SSD 750 400 GBNa trhu SSD Intel drží dosť neštandardnú stratégiu a nevenuje príliš veľkú pozornosť vývoju SSD pre spotrebiteľský segment, pričom sa sústreďuje na produkty pre servery. Jeho návrhy sa však nestávajú nezaujímavými, najmä pokiaľ ide o SSD pre zbernicu PCI Express. V tomto prípade sa Intel rozhodol prispôsobiť svoju najpokročilejšiu serverovú platformu na použitie vo vysokovýkonnom klientskom SSD. Takto sa zrodil Intel SSD 750 400 GB, ktorý získal nielen pôsobivé výkonové charakteristiky a množstvo serverových technológií zodpovedných za spoľahlivosť, ale aj podporu pre nové rozhranie NVMe, o ktorom by sa malo povedať niekoľko slov samostatne.
Ak hovoríme o konkrétnych vylepšeniach NVMe, potom je potrebné spomenúť predovšetkým zníženie režijných nákladov. Napríklad prenos najtypickejších 4-kilobajtových blokov v novom protokole vyžaduje iba jeden príkaz namiesto dvoch. A celá sada riadiacich inštrukcií bola natoľko zjednodušená, že ich spracovanie na úrovni ovládačov znižuje zaťaženie procesora a z toho vyplývajúce oneskorenia minimálne o polovicu. Druhou dôležitou novinkou je podpora deep pipeliningu a multitaskingu, ktorá spočíva v možnosti paralelne vytvárať viaceré fronty požiadaviek namiesto doteraz existujúceho jediného frontu pre 32 príkazov. Protokol rozhrania NVMe je schopný obslúžiť až 65536 frontov a každý z nich môže obsahovať až 65536 príkazov. V skutočnosti sú všetky obmedzenia úplne odstránené, a to je veľmi dôležité pre serverové prostredia, kde je možné diskovému subsystému priradiť obrovské množstvo simultánnych I/O operácií.
Napriek tomu, že Intel SSD 750 pracuje cez rozhranie NVMe, stále nie je server, ale spotrebiteľská jednotka. Áno, takmer rovnaká hardvérová platforma ako v tomto disku je použitá v serverových SSD diskoch Intel DC P3500, P3600 a P3700, ale Intel SSD 750 používa lacnejšiu obyčajnú MLC NAND a okrem toho je upravený firmvér. Výrobca verí, že vďaka takýmto zmenám výsledný produkt osloví nadšencov, keďže v sebe spája vysoký výkon, zásadne nové rozhranie NVMe a nie príliš zastrašujúce náklady.
Intel SSD 750 je PCIe x4 karta s polovičnou výškou, ktorá dokáže využívať štyri 3.0 pruhy a dosahuje sekvenčné prenosové rýchlosti až 2,4 GB/s a náhodné operácie až 440 000 IOPS. Je pravda, že najpriestrannejšia modifikácia 1,2 TB je najproduktívnejšia, zatiaľ čo 400 GB verzia, ktorú sme dostali na testy, je o niečo pomalšia.
Doska pohonu je úplne pokrytá pancierom. Na prednej strane je to hliníkový chladič a na zadnej strane je ozdobná kovová platňa, ktorá v skutočnosti neprichádza do kontaktu s mikroobvodmi. Treba si uvedomiť, že použitie radiátora je tu nevyhnutnosťou. Hlavný ovládač Intel SSD generuje veľa tepla a pri vysokej záťaži sa aj disk vybavený takýmto chladením dokáže zahriať na teploty rádovo 50-55 stupňov. Ale vďaka predinštalovanému chladeniu tu nie je žiadny náznak škrtenia - výkon zostáva konštantný aj pri nepretržitom a intenzívnom používaní.
Intel SSD 750 je založený na serverovom radiči Intel CH29AE41AB0, ktorý pracuje na frekvencii 400 MHz a má osemnásť (!) kanálov na pripojenie flash pamäte. Vzhľadom na to, že väčšina spotrebiteľských radičov SSD má osem alebo štyri kanály, je zrejmé, že Intel SSD 750 skutočne dokáže prečerpať podstatne viac údajov cez zbernicu ako bežné modely SSD.
Čo sa týka použitej flash pamäte, Intel SSD 750 v tejto oblasti neprináša žiadne inovácie. Je založený na zvyčajnom MLC NAND vyrobenom spoločnosťou Intel, ktorý je vydaný podľa 20nm procesnej technológie a má medzi sebou 64 a 128 Gb jadrá. Treba poznamenať, že väčšina ostatných výrobcov SSD takejto pamäte už dávno opustila a prešli na čipy vyrobené podľa tenších štandardov. A samotný Intel začal presúvať nielen svoje spotrebiteľské, ale aj serverové disky do 16nm pamäte. Napriek tomu všetkému však Intel SSD 750 používa staršiu pamäť, ktorá má vraj vyšší zdroj.
Serverový pôvod Intel SSD 750 možno vysledovať aj v tom, že celková kapacita flash pamäte tohto SSD je 480 GiB, z čoho má používateľ k dispozícii len asi 78 percent. Zvyšok je pridelený na náhradný fond, technológie na zber odpadu a ochranu údajov. Intel SSD 750 implementuje tradičnú schému podobnú vlajkovej lodi RAID 5 na úrovni čipov MLC NAND, ktorá vám umožňuje úspešne obnoviť dáta aj v prípade, že niektorý z čipov úplne zlyhá. Intel SSD navyše poskytuje úplnú ochranu dát pred výpadkami napájania. Intel SSD 750 má dva elektrolytické kondenzátory a ich kapacita postačuje na bežné vypnutie disku v offline režime.
Kingston HyperX Predator 480 GB
Kingston HyperX Predator je oveľa tradičnejšie riešenie v porovnaní s Intel SSD 750. Po prvé, funguje cez protokol AHCI, nie NVMe, a po druhé, tento SSD vyžaduje na pripojenie k systému bežnejšiu zbernicu PCI Express 2.0. To všetko robí verziu Kingston o niečo pomalšou - špičkové rýchlosti pre sekvenčné operácie nepresahujú 1400 MB / s a náhodné - 160 tisíc IOPS. HyperX Predator však nekladie na systém žiadne špeciálne požiadavky – je kompatibilný so všetkými, vrátane starých platforiem.
Spolu s tým má pohon nie celkom jednoduchý dvojzložkový dizajn. Samotný SSD je doska formátu M.2, ktorá je doplnená o adaptér PCI Express, ktorý vám umožňuje pripojiť disky M.2 cez bežné sloty PCIe v plnej veľkosti. Adaptér je vyrobený vo forme karty PCIe x4 s polovičnou výškou, ktorá využíva všetky štyri pruhy PCI Express. Vďaka tomuto dizajnu predáva Kingston svoj HyperX Predator v dvoch verziách: ako PCIe SSD pre desktopy a ako M.2 disk pre mobilné systémy (v tomto prípade nie je súčasťou dodávky adaptér).
Kingston HyperX Predator je založený na ovládači Marvell Altaplus (88SS9293), ktorý na jednej strane podporuje štyri linky PCI Express 2.0 a na druhej strane má osem kanálov na pripojenie flash pamäte. Toto je doteraz najrýchlejší sériovo vyrábaný PCI Express SSD radič Marvell. Marvell sa však čoskoro dočká rýchlejších nasledovníkov s podporou NVMe a PCI Express 3.0, ktoré čip Altaplus nemá.
Keďže Kingston sám nevyrába radiče ani pamäte, svoje SSD disky skladá z elementovej základne zakúpenej od iných výrobcov, nie je nič zvláštne na tom, že HyperX Predator PCIe SSD je založený nielen na radiči tretej strany, ale aj na 128. -gigabitové 19- nm čipy MLC NAND od spoločnosti Toshiba. Takáto pamäť má nízku obstarávaciu cenu a je teraz inštalovaná v mnohých produktoch Kingston (a iných spoločností), a to predovšetkým v spotrebiteľských modeloch.
Použitie takejto pamäte však vytvorilo paradox: napriek tomu, že podľa formálneho umiestnenia je Kingston HyperX Predator PCIe SSD prémiovým produktom, má len trojročnú záruku a uvedený stredný čas medzi poruchami je oveľa menej ako u vlajkových lodí SATA SSD iných výrobcov.
Kingston HyperX Predator tiež neposkytuje žiadne špeciálne technológie na ochranu údajov. Disk má ale pred očami používateľa ukrytú pomerne veľkú plochu, ktorej veľkosť je 13 percent z celkovej kapacity disku. Náhradná flash pamäť, ktorá je v nej obsiahnutá, sa používa na zber odpadu a vyrovnávanie opotrebovania, ale primárne sa vynakladá na výmenu zlyhaných pamäťových buniek.
Ostáva len dodať, že dizajn HyperX Predator neposkytuje žiadne špeciálne prostriedky na odvod tepla z ovládača. Na rozdiel od väčšiny iných vysokovýkonných riešení tento disk nemá chladič. Tento SSD disk však vôbec nie je náchylný na prehrievanie – jeho maximálny odvod tepla je len o málo vyšší ako 8 wattov.
OCZ Revodrive 350 480 GB
OCZ Revodrive 350 je právom jedným z najstarších SSD PCI Express pre spotrebiteľov. V časoch, keď žiadny iný výrobca ani neuvažoval o vydaní klientskych PCIe SSD diskov, OCZ mal vo svojej zostave RevoDrive 3 (X2), prototyp moderného Revodrive 350. Pretrvávajúce korene OCZ PCIe disku z neho však robia trochu zvláštny návrh. na pozadí súčasných konkurentov. Zatiaľ čo väčšina výrobcov vysokovýkonných PC diskov používa moderné radiče s natívnou podporou zbernice PCI Express, Revodrive 350 má veľmi zložitú a zjavne neoptimálnu architektúru. Základom sú dva alebo štyri (v závislosti od hlasitosti) radiče SandForce SF-2200, ktoré sú zostavené v poli RAID s nulovou úrovňou.
Ak hovoríme o 480 GB modeli OCZ Revodrive 350, ktorý sa zúčastnil tohto testu, potom je v skutočnosti založený na štyroch SATA SSD s kapacitou 120 GB, z ktorých každý je založený na vlastnom čipe SF-2282 (analógový rozšíreného SF-2281). Potom sa tieto prvky spoja do jedného štvorzložkového poľa RAID 0. Na tento účel sa však používa nie celkom známy RAID radič, ale proprietárny virtualizačný procesor (VCA 2.0) OCZ ICT-0262. Je to však veľmi podobné tomu, že pod týmto názvom sa skrýva prehodený čip Marvell 88SE9548, čo je štvorportový SAS / SATA 6 Gb / s RAID radič s rozhraním PCI Express 2.0 x8. Ale aj tak inžinieri OCZ napísali pre tento ovládač vlastný firmvér a ovládač.
Jedinečnosť softvérového komponentu RevoDrive 350 spočíva v tom, že neimplementuje celkom klasický RAID 0, ale nejaký ten s interaktívnym vyvažovaním záťaže. Namiesto rozdelenia dátového toku do blokov pevnej veľkosti a ich postupného prenosu do rôznych radičov SF-2282, technológia VCA 2.0 zahŕňa analýzu a flexibilné prerozdelenie I/O operácií v závislosti od aktuálneho obsadenia radičov flash pamäte. RevoDrive 350 preto pre používateľa vyzerá ako SSD disk. Do jeho BIOSu sa nedostanete a bez podrobného oboznámenia sa s hardvérovou výplňou je nemožné zistiť, že v útrobách tohto SSD sa skrýva RAID pole. A čo viac, na rozdiel od konvenčných polí RAID, RevoDrive 350 podporuje všetky typické funkcie SSD: SMART monitorovanie, TRIM a Secure Erase.
RevoDrive 350 je dostupný ako dosky s rozhraním PCI Express 2.0 x8. Napriek tomu, že sa skutočne používa všetkých osem riadkov rozhrania, deklarované ukazovatele výkonu sú výrazne nižšie ako ich celková teoretická priepustnosť. maximálna rýchlosť sekvenčné operácie sú obmedzené na 1800 MB / s a výkon ľubovoľných operácií nepresahuje 140 tisíc IOPS.
Stojí za zmienku, že OCZ RevoDrive 350 je PCI Express x8 karta s plnou výškou, čo znamená, že je fyzicky väčšia ako všetky ostatné SSD, ktoré sme testovali, a preto ju nemožno inštalovať do nízkoprofilových systémov. Predná plocha dosky RevoDrive 350 je pokrytá ozdobným kovovým plášťom, ktorý zároveň funguje ako chladič pre základný čip radiča RAID. Ovládače SF-2282 sú umiestnené na zadnej strane dosky a nemajú žiadne chladenie.
Na vytvorenie poľa flash pamäte použil OCZ čipy svojej materskej spoločnosti Toshiba. Použité čipy sú vyrábané 19-nm procesnou technológiou a majú kapacitu 64 Gbps. Celkové množstvo flash pamäte v RevoDrive 350 480 GB je 512 GB, ale 13 % je vyhradených pre interné potreby – vyrovnávanie opotrebovania a zber odpadu.
Stojí za zmienku, že architektúra RevoDrive 350 nie je jedinečná. Na trhu je ešte niekoľko modelov podobných SSD, ktoré fungujú na princípe “RAID poľa SATA SSD na báze radičov SandForce”. Všetky takéto riešenia, ako napríklad uvažovaná jednotka OCZ PCIe, však majú nepríjemnú nevýhodu – ich výkon zápisu sa časom znižuje. Je to kvôli zvláštnostiam interných algoritmov radičov SandForce, ktorých operácia TRIM nevráti rýchlosť zápisu na pôvodnú úroveň.
Nesporný fakt, že RevoDrive 350 je o krok pod PCI Express diskami novej generácie, zdôrazňuje aj fakt, že na tento disk je poskytovaná len trojročná záruka a jeho garantovaný zdroj zápisu je len 54 TB - niekoľkonásobne menej. konkurentov. Navyše, napriek tomu, že RevoDrive 350 je založený na rovnakom dizajne ako server Z-Drive 4500, nemá žiadnu ochranu proti prepätiu. To všetko však nebráni spoločnosti OCZ s jej neodmysliteľnou drzosťou umiestniť RevoDrive 350 ako prémiové riešenie na úroveň Intel SSD 750.
Plextor M6e Black Edition 256 GB
Hneď treba podotknúť, že pohon Plextor M6e Black Edition je priamym nástupcom známeho modelu M6e. Podobnosť novinky s predchodcom sa dá vysledovať takmer vo všetkom, ak sa bavíme o technickej, nie o estetickej zložke. Nový SSD má tiež dvojdielny dizajn, vrátane samotného disku vo formáte M.2 2280 a adaptéra, ktorý vám umožní nainštalovať ho do akéhokoľvek bežného PCIe x4 slotu (alebo rýchlejšieho). Je tiež založený na osemkanálovom radiči Marvell 88SS9183, ktorý komunikuje s okolitým svetom cez dve linky PCI Express 2.0. Rovnako ako v predchádzajúcej verzii, aj M6e Black Edition využíva flash pamäť MLC spoločnosti Toshiba.
A to znamená, že napriek tomu, že zostavená edícia M6e Black Edition vyzerá ako karta PCI Express x4 s polovičnou výškou, v skutočnosti tento SSD používa iba dva pruhy PCI Express 2.0. Preto tie nie príliš pôsobivé rýchlosti, ktoré sú len o niečo rýchlejšie ako tradičné SATA SSD. Výkon pasu pri sekvenčných operáciách je obmedzený na 770 MB / s a na ľubovoľné - 105 tisíc IOPS. Stojí za zmienku, že Plextor M6e Black Edition funguje podľa staršieho protokolu AHCI, čo zabezpečuje jeho širokú kompatibilitu s rôznymi systémami.
Napriek tomu, že Plextor M6e Black Edition je rovnako ako Kingston HyperX Predator kombináciou PCI Express adaptéra a „jadra“ vo formáte M.2 dosky, z prednej strany sa to nedá určiť. Celý disk je ukrytý pod tvarovaným čiernym hliníkovým plášťom, v strede ktorého je zapustený červený chladič, ktorý by mal odvádzať teplo z ovládača a pamäťových čipov. Výpočet dizajnérov je jasný: podobné farebné riešenie je široko používané v rôznom hernom hardvéri, takže Plextor M6e Black Edition bude vyzerať harmonicky vedľa mnohých herných základných dosiek a grafických kariet od väčšiny popredných výrobcov.
Pole flash pamäte v Plextor M6e Black Edition je poháňané čipmi Toshiba druhej generácie 19nm MLC NAND s kapacitou 64 Gbps. Rezerva použitá na náhradný fond a prevádzku vnútorných algoritmov vyrovnávania opotrebovania a zberu odpadu je vyčlenených 7 percent z celkovej sumy. Všetko ostatné má používateľ k dispozícii.
Vzhľadom na použitie dosť slabého radiča Marvell 88SS9183 s externou zbernicou PCI Express 2.0 x2 treba disk Plextor M6e Black Edition považovať za dosť pomalý PCIe SSD. To však nebráni výrobcovi odkázať tento produkt do vyššej cenovej kategórie. Na jednej strane je stále rýchlejší ako SATA SSD a na druhej strane má dobré charakteristiky spoľahlivosti: má dlhý čas medzi poruchami a vzťahuje sa naň päťročná záruka. Nie sú v ňom však implementované žiadne špeciálne technológie, ktoré dokážu ochrániť M6e Black Edition pred prepätím alebo zvýšiť jeho zdroje.
Samsung SM951 256 GB
Samsung SM951 je najviac nepolapiteľný disk v dnešnom testovaní. Faktom je, že spočiatku ide o produkt pre zostavovateľov počítačov, takže v maloobchodnom predaji je skôr vyblednutý. Napriek tomu je na želanie stále možné ho kúpiť, a tak sme neodmietli uvažovať o SM951. Navyše, súdiac podľa charakteristík, ide o veľmi vysokorýchlostný model. Je navrhnutý pre prácu na zbernici PCI Express 3.0 x4, využíva protokol AHCI a sľubuje pôsobivé rýchlosti: až 2150 MB/s v sekvenčných operáciách a až 90 000 IOPS v náhodných operáciách. Ale čo je najdôležitejšie, napriek tomu všetkému je Samsung SM951 lacnejší ako mnoho iných PCIe SSD, takže hľadanie v predaji môže mať veľmi špecifický obchodný prípad.
Ďalšou vlastnosťou Samsung SM951 je, že prichádza vo forme M.2. Spočiatku je toto riešenie zamerané na mobilné systémy, takže s jednotkou nie sú zahrnuté žiadne adaptéry pre sloty PCIe plnej veľkosti. To však možno len ťažko považovať za vážny nedostatok – väčšina základných dosiek vlajkových lodí má na doske aj sloty rozhrania M.2. Okrem toho sú na trhu bežne dostupné potrebné adaptérové dosky. Samotný Samsung SM951 je doska formátu M.2 2280, ktorej konektor má kľúč typu M, čo naznačuje potrebu SSD v štyroch PCI Express pruhoch.
Samsung SM951 je založený na výnimočne výkonnom radiči Samsung UBX, ktorý výrobca vyvinul špeciálne pre PCI Express SSD. Je založený na troch jadrách s architektúrou ARM a teoreticky je schopný pracovať s príkazmi AHCI aj NVMe. V predmetnom SSD je v radiči povolený iba režim AHCI. Ale verzia NVMe tento ovládaččoskoro vidieť v novom spotrebiteľskom SSD disku, ktorý Samsung uvedie na trh túto jeseň.
Vzhľadom na OEM zameranie nie je pre daný disk vykazovaná žiadna záručná doba ani predpokladaná výdrž. Tieto parametre musia deklarovať montéri systémov, do ktorých bude SM951 inštalovaný, prípadne predajcovia. Treba si však uvedomiť, že 3D V-NAND, ktorý teraz Samsung aktívne propaguje v spotrebiteľských SSD ako rýchlejší a spoľahlivejší typ flash pamäte, nie je v SM951 použitý. Namiesto toho používa zvyčajný planárny Toggle Mode 2.0 MLC NAND, vyrobený pravdepodobne pomocou 16nm technológie (niektoré zdroje naznačujú 19nm procesnú technológiu). To znamená, že od SM951 netreba očakávať rovnako vysokú výdrž ako vlajkový disk 850 PRO SATA. V tomto parametri sa SM951 približuje k bežným modelom strednej triedy, navyše v tomto SSD je na redundanciu alokovaných iba 7 percent flash pamäťového poľa. Samsung SM951 nemá žiadne špeciálne technológie na úrovni servera na ochranu údajov pred výpadkami napájania. Inými slovami, dôraz je v tomto modeli kladený výlučne na rýchlosť práce a všetko ostatné je odrezané, aby sa znížili náklady.
Za povšimnutie stojí ešte jedna vec. Pri vysokom zaťažení vykazuje Samsung SM951 dosť vážne zahrievanie, ktoré v konečnom dôsledku môže viesť aj k zahrnutiu škrtenia. Preto je vo vysokovýkonných systémoch pre SM951 žiaduce zorganizovať aspoň prúdenie vzduchu, alebo lepšie, uzavrieť ho radiátorom.
Porovnávacie charakteristiky testovaných SSD diskov
Problémy s kompatibilitou
Ako každý Nová technológia, PCI Express SSD sa zatiaľ nemôžu pochváliť 100% bezproblémovým výkonom so žiadnou platformou, najmä so staršími. Preto si musíte vybrať správny SSD nielen na základe spotrebiteľských vlastností, ale aj s ohľadom na kompatibilitu. Tu je dôležité mať na pamäti dva body.Po prvé, rôzne SSD môžu používať rôzne počty liniek PCI Express a rôzne generácie táto pneumatika - 2,0 alebo 3,0. Pred kúpou PCIe disku sa preto musíte uistiť, že systém, do ktorého ho plánujete nainštalovať, má voľný slot s požadovanou šírkou pásma. Samozrejme, rýchlejšie PCIe SSD sú spätne kompatibilné s pomalšími slotmi, no v tomto prípade nemá nákup vysokorýchlostného SSD disku veľký zmysel – jednoducho nemôže naplno využiť svoj potenciál.
Plextor M6e Black Edition má v tomto zmysle najširšiu kompatibilitu – vyžaduje len dva pruhy PCI Express 2.0 a takýto voľný slot sa určite nájde takmer na každom základná doska. Kingston HyperX Predator už potrebuje štyri pruhy PCI Express 2.0: mnohé základné dosky majú také sloty PCIe, ale niektoré lacné platformy nemusia mať ďalšie sloty so štyrmi alebo viacerými pruhmi PCI Express. To platí najmä pre základné dosky postavené na čipsetoch nízkej úrovne, celkový počet riadkov, ktoré možno skrátiť na šesť. Pred zakúpením Kingston HyperX Predator preto nezabudnite skontrolovať, či má systém voľný slot so štyrmi alebo viacerými PCI Express pruhmi.
OCZ Revodrive 350 posúva veci ešte o krok ďalej – už teraz vyžaduje osem PCI Express pruhov. Takéto sloty zvyčajne neimplementuje čipová sada, ale procesor. Preto je najlepším miestom na použitie takejto jednotky platformy LGA 2011/2011-3, kde má radič procesora PCI Express nadmerný počet pruhov, čo umožňuje obsluhu viac ako jednej grafickej karty. V systémoch s procesormi LGA 1155/1150/1151 bude OCZ Revodrive 350 vhodný iba vtedy, ak sa použije grafika integrovaná do CPU. V opačnom prípade budete musieť v prospech jednotky SSD odobrať polovicu riadkov GPU prepnutím do režimu PCI Express x8.
Intel SSD 750 a Samsung SM951 sú trochu podobné OCZ Revodrive 350: je tiež vhodnejšie ich použiť v PCI Express slotoch napájaných CPU. Dôvodom však nie je počet liniek - vyžadujú len štyri linky PCI Express, ale generovanie tohto rozhrania: oba tieto disky dokážu využívať zvýšenú šírku pásma Schopnosť PCI Express 3.0. Existuje však výnimka: najnovšie čipsety Intel 100. série, určené pre procesory rodiny Skylake, dostali podporu pre PCI Express 3.0, takže do najnovších dosiek LGA 1151 ich možno bez výčitiek svedomia osadiť do PCIe slotov čipsetu, ktoré sú napojené aspoň na štyri vedenia.
Problém s kompatibilitou má druhú časť. Ku všetkým obmedzeniam spojeným so šírkou pásma rôznych variácií slotov PCI Express existujú aj obmedzenia spojené s použitými protokolmi. Najbezproblémovejšie v tomto zmysle sú SSD, ktoré fungujú cez AHCI. Vďaka tomu, že napodobňujú správanie bežného radiča SATA, môžu pracovať s akýmikoľvek, aj starými platformami: sú viditeľné v BIOSe všetkých základných dosiek, môžu byť zavádzacie disky a na ich fungovanie v operačnom systéme nie sú potrebné žiadne ďalšie ovládače. Inými slovami, Kingston HyperX Predator a Plextor M6e Black Edition sú dva z najviac bezproblémových PCIe SSD.
A čo druhý pár AHCI diskov? U nich je situácia trochu komplikovanejšia. OCZ Revodrive 350 funguje v operačnom systéme cez vlastný ovládač, no aj tak nie sú problémy so spustením tohto disku. Horšia situácia je so Samsungom SM951. Hoci tento SSD komunikuje so systémom pomocou staršieho protokolu AHCI, nemá vlastný BIOS, a preto ho musí inicializovať BIOS základnej dosky. Bohužiaľ, podpora tohto SSD nie je dostupná na všetkých základných doskách, najmä na tých starších. S plnou dôverou sa preto môžeme baviť len o jeho kompatibilite s doskami založenými na najnovších čipsetoch Intel deväťdesiatej a stotej série. V iných prípadoch to nemusí jednoducho vidieť základná doska. To samozrejme nebráni použitiu Samsung SM951 v operačnom systéme, kde sa jednoducho inicializuje ovládačom AHCI, no v tomto prípade budete musieť zabudnúť na možnosť bootovania z vysokorýchlostného SSD.
Najväčšie nepríjemnosti ale môže spôsobiť Intel SSD 750, ktorý funguje cez nové rozhranie NVMe. Ovládače, ktoré sú potrebné na podporu SSD pomocou tohto protokolu, sú k dispozícii iba v najnovších operačných systémoch. Takže v Linuxe sa podpora NVMe objavila v jadre verzie 3.1; „Natívny“ ovládač NVMe je dostupný v systémoch Microsoft počnúc Windows 8.1 a Windows Server 2012 R2; a v OS X bola vo verzii 10.10.3 pridaná kompatibilita s NVMe diskami. Navyše NVMe SSD nepodporujú všetky základné dosky. Aby sa takéto disky dali použiť ako bootovacie, musí mať BIOS základnej dosky aj príslušný ovládač. Potrebnú funkcionalitu však výrobcovia zabudovali len do najnovších verzií firmvéru vydaných pre najnovšie modely základných dosiek. Preto je podpora pre bootovanie operačného systému z NVMe diskov dostupná len na najmodernejších základných doskách pre nadšencov založených na čipsetoch Intel Z97, Z170 a X99. Na starších a lacnejších platformách budú môcť používatelia používať NVMe SSD iba ako druhé disky v obmedzenom súbore operačných systémov.
Napriek tomu, že sme sa snažili popísať všetky možné kombinácie platforiem a PCI Express diskov, hlavným záverom z toho, čo bolo povedané, je, že kompatibilita PCIe SSD diskov so základnými doskami nie je ani zďaleka taká samozrejmá ako v prípade SATA SSD. Preto si pred kúpou akéhokoľvek vysokorýchlostného SSD, ktorý funguje cez PCI Express, určite na stránke výrobcu overte jeho kompatibilitu s konkrétnou základnou doskou.
Testovacia konfigurácia, nástroje a metodika testovania
Testovanie sa vykonáva v operačnom systéme Microsoft Windows 8.1 Professional x64 s aktualizáciou, ktorá správne rozpoznáva a spracováva moderné SSD disky. To znamená, že v procese absolvovania testov, ako je obvyklé každodenné použitie SSD, príkaz TRIM je podporovaný a aktívne povolený. Meranie výkonu sa vykonáva s diskami v „použitom“ stave, čo sa dosiahne ich predvyplnením údajmi. Pred každým testom sa disky vyčistia a udržiavajú pomocou príkazu TRIM. Medzi jednotlivými testami je dodržaná 15-minútová pauza, vyčlenená na správny vývoj technológie zberu odpadu. Všetky testy, pokiaľ nie je uvedené inak, používajú randomizované, nestlačiteľné údaje.Použité aplikácie a testy:
Iometer 1.1.0
Meranie rýchlosti sekvenčného čítania a zápisu dát v blokoch 256 KB (najtypickejšia veľkosť bloku pre sekvenčné operácie v úlohách desktopu). Odhady rýchlostí sa vykonajú do minúty, po ktorej sa vypočíta priemer.
Meranie rýchlosti náhodného čítania a zápisu v 4 KB blokoch (táto veľkosť bloku sa používa v drvivej väčšine reálnych operácií). Test prebieha dvakrát – bez frontu požiadaviek a s frontom požiadaviek s hĺbkou 4 príkazov (typické pre desktopové aplikácie, ktoré aktívne pracujú s rozvetveným súborovým systémom). Dátové bloky sú zarovnané so stránkami flash pamäte na jednotkách. Rýchlosti sa vyhodnocujú počas troch minút, po ktorých sa vypočíta priemer.
Stanovenie závislosti rýchlosti náhodného čítania a zápisu pri práci disku so 4-kilobajtovými blokmi na hĺbke fronty požiadaviek (v rozsahu od 1 do 32 príkazov). Dátové bloky sú zarovnané so stránkami flash pamäte na jednotkách. Rýchlosti sa vyhodnocujú počas troch minút, po ktorých sa vypočíta priemer.
Stanovenie závislosti rýchlosti náhodného čítania a zápisu, keď jednotka pracuje s blokmi rôznych veľkostí. Používajú sa bloky od 512 bajtov do 256 KB. Hĺbka frontu požiadaviek počas testu je 4 príkazy. Dátové bloky sú zarovnané so stránkami flash pamäte na jednotkách. Rýchlosti sa vyhodnocujú počas troch minút, po ktorých sa vypočíta priemer.
Meranie výkonu pri zmiešanom viacvláknovom zaťažení a stanovenie jeho závislosti od pomeru medzi operáciami čítania a zápisu. Test sa vykonáva dvakrát: pre sekvenčné čítanie a zápis v 128 KB blokoch, vykonávané v dvoch nezávislých vláknach, a pre náhodné operácie so 4 KB blokmi, ktoré sa vykonávajú v štyroch vláknach. V oboch prípadoch sa pomer medzi čítaním a zápisom mení v 20-percentných prírastkoch. Rýchlosti sa vyhodnocujú počas troch minút, po ktorých sa vypočíta priemer.
Skúmanie zníženia výkonu SSD pri spracovaní nepretržitého toku operácií náhodného zápisu. Používajú sa bloky s veľkosťou 4 kB a hĺbka frontu 32 príkazov. Dátové bloky sú zarovnané so stránkami flash pamäte na jednotkách. Trvanie testu je dve hodiny, okamžité merania rýchlosti sa vykonávajú každú sekundu. Na konci testu sa dodatočne skontroluje schopnosť pohonu obnoviť svoj výkon na pôvodné hodnoty z dôvodu prevádzky technológie garbage collection a po spracovaní príkazu TRIM.
CrystalDiskMark 5.0.2
Syntetický benchmark, ktorý vracia typický výkon SSD meraný na 1 GB oblasti disku „navrchu“ súborového systému. Z celej množiny parametrov, ktoré je možné pomocou tejto utility vyhodnotiť, dbáme na rýchlosť sekvenčného čítania a zápisu, ako aj výkon náhodného čítania a zápisu v 4-kilobajtových blokoch bez fronty požiadaviek a s frontou 32 pokynov.
PC Mark 8 2.0
Test založený na emulácii reálneho zaťaženia disku, čo je typické pre rôzne populárne aplikácie. Na testovanom disku sa vytvorí jeden oddiel v systéme súborov NTFS pre celý dostupný zväzok a test sekundárneho úložiska sa vykoná v PCMark 8. Ako výsledky testov sa berie do úvahy ako konečný výkon, tak aj rýchlosť vykonávania jednotlivých testovacích stôp generovaných rôznymi aplikáciami.
Testy kopírovania súborov
Tento test meria rýchlosť kopírovania adresárov so súbormi iný typ, ako aj rýchlosť archivácie a rozbaľovania súborov vo vnútri jednotky. Používa sa na kopírovanie štandardná náprava Windows - nástroj Robocopy, pri archivácii a rozbalení - 7-zip archivátor verzie 9.22 beta. Testy zahŕňajú tri sady súborov: ISO - súbor, ktorý obsahuje niekoľko obrazov diskov so softvérovými distribúciami; Program - sada, ktorá je predinštalovaným softvérovým balíkom; Práca je súbor pracovných súborov, ktorý obsahuje kancelárske dokumenty, fotografie a ilustrácie, súbory PDF a multimediálny obsah. Každá zo sád má celkovú veľkosť súboru 8 GB.
Ako testovacia platforma sa používa počítač so základnou doskou. doska ASUS Z97 Pro, Jadrový procesor i5-4690K s integrovanou grafikou jadro Intel HD grafika 4600 a 16 GB DDR3-2133 SDRAM. Disky s rozhraním SATA sú pripojené k radiču SATA 6 Gb/s zabudovanému v čipovej sade základnej dosky a pracujú v režime AHCI. Jednotky PCI Express sú nainštalované v prvom slote PCI Express 3.0 x16 s plnou rýchlosťou. použité ovládače intel Rapid Storage Technology (RST) 13.5.2.1000 a ovládač Intel Windows NVMe 1.2.0.1002.
Objem a rýchlosť prenosu dát v benchmarkoch sú uvádzané v binárnych jednotkách (1 KB = 1024 bajtov).
Okrem piatich hlavných postáv tohto testu – klientskych SSD s rozhraním PCI Express, sme do spoločnosti pridali najrýchlejší SATA SSD – Samsung 850 PRO.
V dôsledku toho mal zoznam testovaných modelov nasledujúcu podobu:
Intel SSD 750 400 GB (SSDPEDMW400G4, firmvér 8EV10135);
Kingston HyperX Predator PCIe 480 GB (SHPM2280P2H/480G, Firmvér OC34L5TA);
OCZ RevoDrive 350 480 GB (RVD350-FHPX28-480G, firmware 2.50);
Plextor M6e Black Edition 256 GB (PX-256M6e-BK, firmvér 1.05);
Samsung 850 Pro 256 GB (MZ-7KE256, firmvér EXM01B6Q);
Samsung SM951 256 GB (MZHPV256HDGL-00000, firmvér BXW2500Q).
Výkon
Postupné operácie čítania a zápisu
Ako prvá by mala vyniknúť nová generácia SSD prenesená na zbernicu PCI Express vysoké rýchlosti sekvenčné čítanie a zápis. A to je presne to, čo vidíme na grafe. Všetky PCIe SSD prekonávajú najlepší SATA SSD, Samsung 850 PRO. Avšak aj taký jednoduché zaťaženie ako sekvenčné čítanie a zápis ukazuje obrovské rozdiely medzi SSD rôznych výrobcov. Navyše variant použitej PCI Express zbernice nie je rozhodujúci. Najlepší výkon tu dokáže podať Samsung SM951 PCI Express 3.0 x4 disk a na druhom mieste je Kingston HyperX Predator, ktorý funguje cez PCI Express 2.0 x4. Až na treťom mieste sa umiestnil progresívny NVMe disk Intel SSD 750.
Náhodné čítanie
Ak hovoríme o náhodnom čítaní, ako môžete vidieť z diagramov, PCIe SSD sa rýchlosťou nijak zvlášť nelíšia od tradičných SATA SSD. Navyše to platí nielen pre jednotky AHCI, ale aj pre produkt, ktorý pracuje s kanálom NVMe. V skutočnosti lepšie ako Samsung 850 PRO výkon s operáciami náhodného čítania v malých frontoch požiadaviek môžu v tomto teste preukázať iba traja účastníci: Samsung SM951, Intel SSD 750 a Kingston HyperX Predator.
Hoci operácie frontu hlbokých požiadaviek pre osobné počítače nie sú typické, ešte uvidíme, ako závisí výkon príslušného SSD od hĺbky frontu požiadaviek pri čítaní 4-kilobajtových blokov.
Graf jasne ukazuje, ako môžu riešenia, ktoré fungujú cez PCI Express 3.0 x4, prekonať všetky ostatné SSD. Krivky zodpovedajúce Samsung SM951 a Intel SSD 750 sú výrazne vyššie ako krivky iných diskov. Ďalší záver možno vyvodiť z vyššie uvedeného diagramu: OCZ RevoDrive 350 je hanebne pomalý SSD disk. Pri operáciách náhodného čítania zaostáva približne o polovicu za SATA SSD, čo je spôsobené jeho architektúrou RAID a použitím zastaraných radičov SandForce druhej generácie.
Okrem toho odporúčame pozrieť sa na to, ako závisí rýchlosť náhodného čítania od veľkosti bloku údajov:
Tu je obrázok trochu iný. S rastúcou veľkosťou bloku sa operácie začínajú podobať na sekvenčné, takže svoju úlohu začína hrať nielen architektúra a výkon SSD radiča, ale aj šírka pásma zbernice, ktorú používajú. Pri väčších veľkostiach blokov poskytujú najlepší výkon Samsung SM951, Intel SSD 750 a Kingston HyperX Predator.
Náhodné zápisy
Niekde sa mali prejaviť výhody rozhrania NVMe, ktoré poskytuje nízke latencie a radiča Intel SSD 750 s vysokou úrovňou paralelizmu. Navyše, priestranná vyrovnávacia pamäť DRAM dostupná v tomto SSD vám umožňuje organizovať veľmi efektívne ukladanie dát do vyrovnávacej pamäte. Výsledkom je, že Intel SSD 750 poskytuje neprekonateľný výkon náhodného zápisu, aj keď má front požiadaviek minimálnu hĺbku.
Ak chcete jasnejšie vidieť, čo sa stane s výkonom náhodného zápisu, keď sa zväčší hĺbka frontu požiadaviek, pozrite si nasledujúci graf, ktorý zobrazuje výkon náhodného zápisu 4K v porovnaní s hĺbkou frontu požiadaviek:
Škálovanie Výkon Intel SSD 750 sa vyskytuje, kým hĺbka frontu nedosiahne 8 príkazov. Toto je typické správanie pre spotrebiteľské SSD. Čo však odlišuje Intel, je to, že rýchlosť náhodného zápisu je výrazne vyššia ako u akéhokoľvek iného SSD, vrátane najrýchlejších modelov PCIe, ako sú Samsung SM951 alebo Kingston HyperX Predator. Inými slovami, pri náhodnom zaťažení zápisom ponúka Intel SSD 750 zásadne lepší výkon ako ktorýkoľvek iný SSD. Inými slovami, prechod na používanie rozhrania NVMe vám umožňuje napumpovať rýchlosť náhodného nahrávania. A to je určite dôležitá vlastnosť, ale predovšetkým pre serverové jednotky. Intel SSD 750 je v skutočnosti len blízkym príbuzným modelov ako Intel DC P3500, P3600 a P3700.
Nasledujúci graf ukazuje výkon náhodného zápisu verzus veľkosť bloku údajov.
S nárastom veľkosti blokov stráca Intel SSD 750 svoju nepopierateľnú výhodu. Samsung SM951 a Kingston HyperX Predator začínajú produkovať približne rovnaký výkon.
Keďže náklady na disky SSD sa už nepoužívajú ako výlučne systémové disky a stávajú sa bežnými pracovnými diskami. V takýchto situáciách dostáva SSD nielen prepracovanú záťaž vo forme zápisov alebo čítaní, ale aj zmiešané požiadavky, keď operácie čítania a zápisu spúšťajú rôzne aplikácie a musia byť spracované súčasne. Značným problémom však zostáva full-duplexná prevádzka moderných SSD radičov. Pri zmiešaní čítania a zápisu v rovnakom fronte rýchlosť väčšiny SSD spotrebiteľskej triedy výrazne klesá. To bol dôvod na samostatnú štúdiu, v ktorej preverujeme, ako si SSD disky vedú, keď je potrebné spracovávať sekvenčné operácie poprekladané. Nasledujúca dvojica grafov ukazuje najtypickejší prípad pre stolné počítače, kde je pomer počtu čítaní a zápisov 4:1.
Pri sekvenčnom zmiešanom zaťažení s prevládajúcimi operáciami čítania, ktoré sú typické pre bežné osobné počítače, podávajú Samsung SM951 a Kingston HyperX Predator najlepší výkon. Náhodné zmiešané zaťaženie sa ukazuje ako náročnejšie pre SSD a ponecháva na čele Samsung SM951, no na druhé miesto sa posúva Intel SSD 750. Zároveň sa všeobecne ukazuje, že Plextor M6e Black Edition, Kingston HyperX Predator a OCZ RevoDrive 350 sú výrazne horšie ako bežný SATA SSD.
Nasledujúcich pár grafov poskytuje podrobnejší obraz o výkone zmiešanej záťaže, pričom ukazuje rýchlosť SSD oproti pomeru čítania a zápisu naň.
Všetko vyššie uvedené je dobre potvrdené vo vyššie uvedených grafoch. V zmiešanej pracovnej záťaži so sekvenčnými operáciami predvádza najlepší výkon Samsung SM951, ktorý sa pri akejkoľvek práci so sériovými dátami cíti ako ryba vo vode. Pri ľubovoľných zmiešaných prevádzkach je situácia mierne odlišná. Oba disky Samsung, oba PCI Express 3.0 x4 SM951 aj bežný SATA 850 PRO, si v tomto teste vedú veľmi dobre. pekné výsledky, čím obchádza výkon takmer všetkých ostatných SSD. Odolajte im jednotlivé prípady dokáže len Intel SSD 750, ktorý je vďaka inštrukčnému systému NVMe dokonale optimalizovaný na prácu s náhodnými zápismi. A keď pracovný tok zmiešaného obchodu stúpne na 80 percent alebo viac záznamov, poskočí dopredu.
Výsledky v CrystalDiskMark
CrystalDiskMark je populárna a jednoduchá testovacia aplikácia, ktorá beží „navrchu“ súborového systému, čo vám umožňuje získať výsledky, ktoré sú ľahko opakovateľné. bežných používateľov. Hodnoty výkonu získané v ňom by mali dopĺňať podrobné grafy, ktoré sme vytvorili na základe testov v IOMeteri.
Tieto štyri grafy sú iba teoretickou hodnotou a zobrazujú špičkový výkon, ktorý nie je možné dosiahnuť pri typických úlohách klienta. Hĺbka frontu požiadaviek 32 príkazov sa na osobných počítačoch nikdy nevyskytuje, ale v špeciálnych testoch vám umožňuje dosiahnuť maximálny výkon. A v tomto prípade vedúci výkon s veľkým náskokom dáva Intel SSD 750, ktorý má architektúru zdedenú zo serverových jednotiek, kde je veľká hĺbka frontu požiadaviek celkom v poriadku.
Ale tieto štyri diagramy sú už praktické - zobrazujú výkon pri záťaži, ktorý je typický pre osobné počítače. A tu podáva najlepší výkon Samsung SM951, ktorý za Intel SSD 750 zaostáva len s náhodnými 4-kilobajtovými zápismi.
PCMark 8 2.0 Skutočné prípady použitia
Testovací balíček Futuremark PCMark 8 2.0 je zaujímavý tým, že nemá syntetický charakter, ale naopak vychádza z toho, ako fungujú reálne aplikácie. Počas jeho prechodu sa reprodukujú reálne scenáre-stopy používania disku v bežných úlohách desktopu a meria sa rýchlosť ich vykonávania. Aktuálna verzia Tento test simuluje záťaž, ktorá je prevzatá zo skutočných herných aplikácií Battlefield 3 a World of Warcraft a softvérových balíkov od Abobe a Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint a Word. Konečný výsledok sa vypočíta ako priemerná rýchlosť, ktorú pohony vykazujú pri prejazde testovacími dráhami.
Test PCMark 8 2.0, ktorý hodnotí výkon úložných systémov v skutočné aplikácie, nám jasne hovorí, že existujú len dva PCIe disky, ktorých rýchlosť je zásadne vyššia ako u bežných modelov s rozhraním SATA. Ide o Samsung SM951 a Intel SSD 750, ktoré víťazia aj v mnohých ďalších testoch. Ostatné PCIe SSD, ako Plextor M6e Black Edition a Kingston HyperX Predator, zaostávajú za lídrami viac ako jeden a pol krát. No, OCZ ReveDrive 350 demonštruje úprimne slabý výkon. Je viac ako dvakrát pomalší ako najlepšie PCIe SSD a jeho rýchlosť je nižšia ako u Samsung 850 PRO, ktorý pracuje cez SATA rozhranie.
Integrálny výsledok PCMark 8 by mal byť doplnený o ukazovatele výkonu vydávané flash diskami pri prejazde jednotlivých testovacích tratí, ktoré simulujú rôzne scenáre reálneho zaťaženia. Faktom je, že pri rôznych zaťaženiach sa flash disky často správajú trochu inak.
Nech už hovoríme o akejkoľvek aplikácii, v každom prípade jeden z SSD diskov s rozhraním PCI Express 3.0 x4 podáva najvyšší výkon: buď Samsung SM951 alebo Intel SSD 750. Zaujímavé je, že ostatné PCIe SSD disky vo všeobecnosti dávajú rýchlosti len na SATA SSD úroveň.. V skutočnosti výhodu rovnakých Kingston HyperX Predator a Plextor M6e Black Edition oproti Samsung 850 PRO je možné vidieť len v Adobe Photoshop, Battlefield 3 a Microsoft Word.
Kopírovanie súborov
Majúc na pamäti, že SSD sa do osobných počítačov dostáva čoraz viac, rozhodli sme sa do našej metodiky pridať aj meranie výkonu pri bežných operáciách so súbormi – pri kopírovaní a práci s archivátormi – ktoré sa vykonávajú „vo vnútri“ disku. Ide o typickú diskovú aktivitu, ku ktorej dochádza, ak SSD neplní úlohu systémovej jednotky, ale bežného disku.
V testoch kopírovania sú lídrami stále tie isté Samsung SM951 a Intel SSD 750. Ak však hovoríme o veľkých sekvenčných súboroch, potom im môže konkurovať Kingston HyperX Predator. Musím povedať, že s jednoduchým kopírovaním sú takmer všetky PCIe SSD rýchlejšie ako Samsung 850 PRO. Existuje len jedna výnimka – Plextor M6e Black Edition. A OCZ RevoDrive 350, ktorý sa vo zvyšku testov sústavne ocitol v pozícii beznádejného podrazáka, nečakane obchádza nielen SATA SSD, ale aj najpomalšie PCIe SSD.
Druhá skupina testov bola vykonaná pri archivácii a rozbalení adresára s pracovnými súbormi. Zásadný rozdiel je v tomto prípade v tom, že polovica operácií sa vykonáva s roztrúsenými súbormi a druhá polovica s jedným veľkým archívnym súborom.
Podobná situácia je aj pri práci s archívmi. Jediný rozdiel je v tom, že tu sa Samsung SM951 dokáže s istotou odtrhnúť od všetkých konkurentov.
Ako funguje TRIM a zber odpadu na pozadí
Pri testovaní rôznych SSD diskov vždy kontrolujeme, ako spracovávajú príkaz TRIM a či sú schopné zbierať odpadky a obnovovať svoj výkon bez podpory operačného systému, teda v situácii, keď sa príkaz TRIM neprenáša. Takéto testovanie sa uskutočnilo aj tentoraz. Schéma tohto testu je štandardná: po vytvorení dlhej nepretržitej záťaže pri zápise dát, ktorá vedie k zhoršeniu rýchlosti zápisu, vypneme podporu TRIM a počkáme 15 minút, počas ktorých sa SSD môže pokúsiť o samoobnovenie kvôli jeho vlastný algoritmus garbage collection, ale bez vonkajšej pomoci operačného systému a merať rýchlosť. Potom je do pohonu vynútene odoslaný príkaz TRIM – a po krátkej prestávke sa rýchlosť znova zmeria.Výsledky takéhoto testovania sú uvedené v nasledujúcej tabuľke, ktorá pri každom testovanom modeli uvádza, či reaguje na TRIM vymazaním nepoužitej časti flash pamäte a či dokáže pripraviť čisté stránky flash pamäte pre budúce operácie, ak príkaz TRIM nebude daná tomu. Pre jednotky, ktoré sa ukázali ako schopné vykonávať zber odpadu bez príkazu TRIM, sme tiež uviedli množstvo flash pamäte, ktorá bola nezávisle uvoľnená radičom SSD pre budúce operácie. V prípade prevádzky disku v prostredí bez podpory TRIM ide len o množstvo dát, ktoré je možné uložiť na disk vysokou počiatočnou rýchlosťou po dobe nečinnosti.
Napriek tomu, že kvalitná podpora príkazu TRIM sa stala priemyselným štandardom, niektorí výrobcovia považujú za prijateľné predávať disky, v ktorých tento príkaz nie je úplne spracovaný. Takýto negatívny príklad demonštruje OCZ Revodrive 350. Formálne si s TRIM rozumie a pri prijatí tohto príkazu sa aj snaží niečo urobiť, ale o úplnom návrate rýchlosti zápisu na pôvodné hodnoty sa baviť netreba. A na tom nie je nič zvláštne: Revodrive 350 je založený na ovládačoch SandForce, ktoré sa vyznačujú nezvratným znížením výkonu. V súlade s tým je prítomný aj v Revodrive 350.
Všetky ostatné PCIe SSD disky fungujú s TRIM rovnako ako ich náprotivky SATA. V ideálnom prípade: v operačných systémoch, ktoré vydávajú tento príkaz jednotkám, zostáva výkon na trvalo vysokej úrovni.
My však chceme viac – kvalitný disk by mal byť schopný vykonávať zber odpadu bez vydávania príkazu TRIM. A tu vyniká Plextor M6e Black Edition - disk, ktorý je schopný samostatne uvoľniť oveľa viac flash pamäte pre nadchádzajúce operácie ako jeho konkurenti. Aj keď, samozrejme, offline garbage collection do určitej miery funguje na všetkých nami testovaných SSD, s výnimkou Samsungu SM951. Inými slovami, pri bežnom používaní v modernom prostredí Výkon Samsung SM951 sa nezhorší, avšak v prípadoch, keď TRIM nie je podporovaný, sa tento SSD neodporúča.
závery
Zhrnutie by sme asi mali začať konštatovaním, že spotrebné SSD s rozhraním PCI Express už nie sú exotické a nie sú to nejaké experimentálne produkty, ale celý segment trhu, v ktorom hrajú najrýchlejšie disky SSD pre nadšencov. Prirodzene to znamená aj to, že s PCIe SSD už dlho nie sú žiadne problémy: podporujú všetky funkcie, ktoré majú SATA SSD, no zároveň sú produktívnejšie a občas majú nejaké nové zaujímavé technológie.Klientsky PCIe SSD trh zároveň nie je taký preplnený a do kohorty výrobcov takýchto SSD sa zatiaľ mohli dostať len spoločnosti s vysokým inžinierskym potenciálom. Je to spôsobené tým, že nezávislí vývojári sériovo vyrábaných SSD radičov zatiaľ nemajú dizajnérske riešenia, ktoré by im umožnili začať vyrábať PCIe disky s minimálnym inžinierskym úsilím. Preto je každý z PCIe SSD, ktorý sa momentálne nachádza na pultoch obchodov, charakteristický a jedinečný svojím vlastným spôsobom.
V tomto teste sa nám podarilo spojiť päť najpopulárnejších a najbežnejších PCIe SSD určených na použitie v osobných počítačoch. A podľa výsledkov zoznámenia s nimi je zrejmé, že kupujúci, ktorí chcú prejsť na používanie pevných diskov s progresívnym rozhraním, zatiaľ nebudú čeliť žiadnemu vážnemu trápeniu s výberom. Vo väčšine prípadov bude výber jednoznačný, testované modely sa tak líšia svojimi spotrebiteľskými kvalitami.
Vo všeobecnosti sa ukázal byť najatraktívnejším modelom PCIe SSD Samsung SM951. Ide o vynikajúce riešenie PCI Express 3.0 x4 od jedného z lídrov na trhu, ktoré nielenže dokázalo poskytnúť najvyšší výkon pri typickom všeobecnom zaťažení, ale je tiež výrazne lacnejšie ako všetky ostatné disky PCIe.
Samsung SM951 však stále nie je dokonalý. Po prvé, neobsahuje žiadne špeciálne technológie zamerané na zlepšenie spoľahlivosti, no napriek tomu by sme ich radi mali v produktoch prémiovej úrovne. Po druhé, tento SSD je dosť ťažké nájsť v predaji v Rusku - nie je dodávaný do našej krajiny prostredníctvom oficiálnych kanálov. Našťastie môžeme ponúknuť pozornosť dobrej alternatíve - Intel SSD 750. Tento SSD beží aj cez PCI Express 3.0 x4 a za Samsungom SM951 len mierne zaostáva. Je to však priamy príbuzný modelov serverov, a preto má vysokú spoľahlivosť a funguje na protokole NVMe, čo mu umožňuje preukázať neprekonateľnú rýchlosť pri operáciách náhodného zápisu.
V zásade na pozadí Samsung SM951 a Intel SSD 750 ostatné PCIe SSD vyzerajú dosť slabo. Stále však existujú situácie, kedy budú musieť uprednostniť nejaký iný PCIe SSD model. Faktom je, že pokročilé disky Samsung a Intel sú kompatibilné iba s modernými základnými doskami postavenými na čipsetoch deväťdesiatej alebo stej série Intel. V starších systémoch môžu fungovať iba ako „druhý disk“ a načítanie operačného systému z nich nebude možné. Samsung SM951 ani Intel SSD 750 preto nie sú vhodné na upgrade platforiem predchádzajúcich generácií a výber bude potrebné urobiť na disku. Kingston HyperX Predator, ktorý na jednej strane dokáže poskytnúť dobrý výkon a na druhej strane zaručene nebude mať problémy s kompatibilitou so staršími platformami.
WiFi moduly a iné podobné zariadenia. Vývoj tejto zbernice začal Intel v roku 2002. Teraz nezisková organizácia PCI Special Interest Group vyvíja nové verzie tohto autobusu.
V súčasnosti zbernica PCI Express úplne nahradila také zastarané zbernice ako AGP, PCI a PCI-X. Zbernica PCI Express je umiestnená v spodnej časti základnej dosky vo vodorovnej polohe.
PCI Express je zbernica, ktorá bola vyvinutá zo zbernice PCI. Hlavné rozdiely medzi PCI Express a PCI spočívajú na fyzickej úrovni. Zatiaľ čo PCI používa spoločnú zbernicu, PCI Express používa hviezdicovú topológiu. Každé zariadenie je pripojené k spoločnému vypínaču so samostatným pripojením.
Softvérový model PCI Express do značnej miery opakuje model PCI. Preto je možné väčšinu existujúcich PCI radičov jednoducho upraviť na používanie zbernice PCI Express.
PCI Express a PCI sloty na základnej doske
Okrem toho zbernica PCI Express podporuje nové funkcie, ako napríklad:
- Zariadenia s pripojením za chodu;
- Garantovaný výmenný kurz dát;
- Energetický manažment;
- Kontrola integrity prenášaných informácií;
Ako funguje zbernica PCI Express
Zbernica PCI Express využíva na pripojenie zariadení obojsmerné sériové pripojenie. Okrem toho môže mať takéto spojenie jednu (x1) alebo niekoľko (x2, x4, x8, x12, x16 a x32) samostatných liniek. Čím viac takýchto liniek sa používa, tým vyššiu rýchlosť prenosu dát dokáže zbernica PCI Express poskytnúť. V závislosti od počtu podporovaných riadkov sa bude veľkosť triedenia na základnej doske líšiť. Existujú sloty s jedným (x1), štyrmi (x4) a šestnástimi (x16) riadkami.
Vizuálna ukážka rozmerov PCI Express slotu
Akékoľvek zariadenie PCI Express môže zároveň pracovať v ľubovoľnom slote, ak má slot rovnaký alebo viac pruhov. To vám umožní nainštalovať kartu PCI Express so slotom x1 do slotu x16 na základnej doske.
Priepustnosť PCI Express závisí od počtu pruhov a verzie zbernice.
|
Jednosmerný / dva spôsoby v Gbps |
|||||||
|
Počet riadkov |
|||||||
| 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 |
Príklady zariadení PCI Express
V prvom rade PCI Express slúži na pripojenie diskrétnych grafických kariet. Od príchodu tohto autobusu ho používajú úplne všetky grafické karty.
Grafická karta GIGABYTE GeForce GTX 770
To však nie je všetko, čo zbernica PCI Express dokáže. Používajú ho výrobcovia iných komponentov.
Zvuková karta SUS Xonar DX
OCZ Z-Drive R4 Enterprise SSD
Keď hovoríme o zbernici PCI Express (PCI-E), možno prvá vec, ktorá ju odlišuje od iných podobných riešení, je jej účinnosť. Vďaka tejto modernej zbernici sa zvyšuje výkon počítača, zlepšuje sa kvalita grafiky.
Na pripojenie grafickej karty k základnej doske sa dlhé roky používala zbernica PCI (Peripheral Component Interconnect), okrem toho slúžila aj na pripojenie niektorých ďalších zariadení, ako je sieťová a zvuková karta.
Takto vyzerajú tieto sloty:
PCI-Express sa efektívne stal ďalšou generáciou zbernice PCI, ktorá ponúka vylepšenú funkčnosť a výkon. Využíva sériové zapojenie, v ktorom je niekoľko liniek, z ktorých každá vedie k príslušnému zariadeniu, t.j. každý periférne zariadenie dostane vlastnú linku, čím sa zvýši celkový výkon počítača.
PCI-Express podporuje „horúce“ pripojenie, spotrebuje menej energie ako jeho predchodcovia a kontroluje integritu prenášaných dát. Okrem toho je kompatibilný s ovládačmi zbernice PCI. Ďalšou pozoruhodnou vlastnosťou tejto zbernice je jej škálovateľnosť, t.j. pci express karta sa pripája a funguje v akomkoľvek slote s rovnakou alebo väčšou šírkou pásma. S veľkou pravdepodobnosťou táto funkcia zabezpečí jeho využitie aj v najbližších rokoch.
Tradičný typ PCI slotu stačil na základné audio/video funkcie. So zbernicou AGP sa zlepšila schéma spracovania multimediálnych dát a zodpovedajúcim spôsobom sa zvýšila aj kvalita audio/video dát. Netrvalo dlho a pokroky v mikroarchitektúre mikroprocesorov začali ďalej demonštrovať pomalosť zbernice PCI, vďaka ktorej sa najrýchlejšie a najnovšie modely počítačov tej doby doslova vliekli.
Charakteristiky a priepustnosť PCI zbernica
Môže mať od jednej obojsmernej spojovacej linky x1 až po x32 (32 liniek). Linka funguje na princípe bod-bod. Moderné verzie poskytujú oveľa väčšiu šírku pásma ako ich predchodcovia. x16 je možné použiť na pripojenie grafickej karty, zatiaľ čo x1 a x2 je možné použiť na pripojenie bežných kariet.
Takto vyzerajú sloty x1 a pci express x16 na:
PCI-E
Počet riadkov x1 x2 x4 x8 x16 x32
Šírka pásma 500 Mb/s 1000 Mb/s 2000 Mb/s 4000 Mb/s 8000 Mb/s 16000 Mb/s
Verzie PCI-E a kompatibilita
Pokiaľ ide o počítače, akákoľvek zmienka o verziách je spojená s problémami s kompatibilitou. A ako každý iný moderná technológia, PCI-E sa neustále vyvíja a modernizuje. Posledným dostupným variantom je pci express 3.0, no už prebieha vývoj PCI-E zbernice verzie 4.0, ktorá by sa mala objaviť okolo roku 2015 (pci express 2.0 je už takmer zastaraný).
Pozrite si nasledujúcu tabuľku kompatibility PCI-E.
Verzie PCI-E 3.0 2.0 1.1
Celková šírka pásma
(X16) 32 Gb/s 16 Gb/s 8 Gb/s
Dátová rýchlosť 8,0 GT/s 5,0 GT/s 2,5 GT/s
Verzia PCI-E nemá žiadny vplyv na funkčnosť karty. Najvýraznejšou vlastnosťou tohto rozhrania je jeho dopredná a spätná kompatibilita, vďaka čomu je bezpečné a schopné synchronizácie s mnohými variantmi kariet, bez ohľadu na verziu rozhrania. To znamená, že do slotu PCI-Express prvej verzie môžete vložiť kartu druhej alebo tretej verzie a bude fungovať, aj keď s určitou stratou výkonu. Rovnakým spôsobom možno kartu PCI-E verzie 3 nainštalovať do slotu PCI-E prvej verzie PCI-Express. V súčasnosti sú s takouto zbernicou kompatibilné všetky moderné grafické karty od NVIDIA a AMD.
A toto je na občerstvenie:
Sériová zbernica PCI Express, vyvinutá spoločnosťou Intel a jej partnermi, je navrhnutá tak, aby nahradila paralelnú zbernicu PCI a jej rozšírenú a špecializovanú variantu AGP. Napriek podobným názvom majú zbernice PCI a PCI Express len málo spoločného. Protokol paralelného prenosu dát používaný PCI obmedzuje šírku pásma a frekvenciu zbernice; sériový prenos dát používaný v PCI Express poskytuje škálovateľnosť (špecifikácie popisujú implementácie PCI Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x a 32x). V súčasnosti je relevantná verzia pneumatiky s indexom 3.0.
PCI-E3.0
V novembri 2010 organizácia PCI-SIG, ktorá štandardizuje technológiu PCI Express, oznámila prijatie špecifikácie PCIe Base 3.0.
Za kľúčový rozdiel oproti predchádzajúcim dvom verziám PCIe možno považovať zmenenú schému kódovania – teraz namiesto 8 bitov užitočných informácií z 10 prenášaných bitov (8b / 10b) možno prenášať 128 bitov užitočných informácií zo 130 odoslaných bitov. cez autobus, t.j. Pomer užitočného zaťaženia sa blíži k 100 %. Okrem toho sa rýchlosť prenosu dát zvýšila na 8 GT/s. Pripomeňme, že táto hodnota pre PCIe 1.x bola 2,5 GT/s a pre PCIe 2.x to bolo 5 GT/s.
Všetky vyššie uvedené zmeny mali za následok zdvojnásobenie šírky pásma zbernice v porovnaní so zbernicou PCI-E 2.x. To znamená, že celková šírka pásma zbernice PCIe 3.0 v 16x konfigurácii dosiahne 32 Gb/s. Prvými procesormi, ktoré boli vybavené radičom PCIe 3.0 boli procesory Intel na základe mikroarchitektúry Ivy Bridge.
Napriek viac ako trojnásobnej priepustnosti PCI-E 3.0 v porovnaní s PCI-E 1.1 sa výkon rovnakých grafických kariet pri použití rôznych rozhraní príliš nelíši. V tabuľke nižšie sú uvedené výsledky benchmarkov pre GeForce GTX 980 v rôznych benchmarkoch. Merania boli realizované s rovnakými nastaveniami grafiky, v rovnakej konfigurácii.V nastaveniach BIOSu bola zmenená verzia PCI-E zbernice.
PCI Express 3.0 je naďalej spätne kompatibilný s predchádzajúce verzie PCIe.
PCI-E 2.0
V roku 2007 bola prijatá nová špecifikácia pre zbernicu PCI Express - 2.0, ktorej hlavným rozdielom je dvojnásobná šírka pásma každej prenosovej linky v každom smere, t.j. v prípade najpopulárnejšej verzie PCI-E 16x používanej vo grafických kartách je priepustnosť 8 Gb/s v každom smere. Prvý čipset s podporou PCI-E 2.0 bol Intel X38.
PCI-E 2.0 je plne spätne kompatibilný s PCI-E 1.0, t.j. všetky existujúce zariadenia s rozhraním PCI-E 1.0 môžu pracovať v slotoch PCI-E 2.0 a naopak.
PCI-E 1.1
Prvá verzia rozhrania PCI Express, predstavená v roku 2002. Poskytuje priepustnosť 500 MB/s na linku.
Porovnanie rýchlosti práce rôznych generácií PCI-E
Zbernica PCI beží na frekvencii 33 alebo 66 MHz a poskytuje šírku pásma 133 alebo 266 MB/s, ale táto šírka pásma je zdieľaná medzi všetkými zariadeniami PCI. Frekvencia, na ktorej pracuje zbernica PCI Express 1.1, je 2,5 GHz, čo poskytuje šírku pásma 2 500 MHz / 10 * 8 = 250 * 8 Mbps = informácie 250 Mbps) pre každé zariadenie PCI Express 1.1 x1 v jednom smere. Ak existuje niekoľko liniek, na výpočet priepustnosti je potrebné hodnotu 250 Mb / s vynásobiť počtom liniek a 2, pretože. PCI Express je obojsmerná zbernica.
| Počet PCI Express 1.1 pruhov | Priepustnosť v jednom smere | Celková priepustnosť |
| 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 |
Poznámka! Nemali by ste sa pokúšať inštalovať kartu PCI Express do slotu PCI a naopak, karty PCI nie sú nainštalované v slotoch PCI Express. Napríklad kartu PCI Express 1x možno nainštalovať a s najväčšou pravdepodobnosťou bude fungovať normálne v slote PCI Express 8x alebo 16x, ale nie naopak: karta PCI Express 16x sa nezmestí do slotu PCI Express 1x.