PCI Express - какво е това и основните характеристики. Ръководство за купувача на графични карти за игри PCI-E шинни формати

Въведение В миналото масовият потребител се интересуваше предимно от два типа SSD дискове: или високоскоростни премиум модели като Samsung 850 PRO, или предложения за съотношение цена / качество като Crucial BX100 или SanDisk Ultra II. Тоест сегментацията на пазара на SSD дискове беше изключително слаба, а конкуренцията между производителите, въпреки че се разгръщаше в областта на производителността и цената, разликата между решенията на горното и долното ниво остана доста малка. Това отчасти се дължи на факта, че самата SSD технология драстично подобрява потребителското изживяване с компютър и следователно проблемите с внедряването изчезват на заден план. По същата причина потребителските SSD дискове бяха смесени в по -стара инфраструктура, която първоначално беше насочена към механични твърди дискове. Това значително улесни тяхното внедряване, но затвори SSD в доста тясна рамка, която в много отношения ограничава както увеличаването на честотната лента, така и намаляването на латентността на дисковата подсистема.

Но до определен момент това състояние на нещата отговаряше на всички. Технологията на SSD е нова и потребителите, мигриращи към твърдотелни устройства, са доволни от покупката си, въпреки че по същество получават продукти, които всъщност са далеч от техните граници и тяхното представяне е ограничено от изкуствени бариери. Въпреки това, досега SSD може би може да се счита за най -реалния мейнстрийм. Всеки уважаващ себе си собственик на персонален компютър, ако няма поне един SSD в системата си, е много сериозен да го закупи в най-близко бъдеще. И при тези условия производителите просто са принудени да мислят как най-накрая да развият пълноценна конкуренция: да унищожат всички бариери и да преминат към производството на по-широки продуктови линии, коренно различни в предложените характеристики. За щастие, всичко необходимо е подготвено за това и на първо място повечето разработчици на SSD имат желание и възможност да започнат да пускат продукти, които работят не чрез наследствения SATA интерфейс, а чрез много по -продуктивната PCI Express шина.

Тъй като честотната лента на SATA е ограничена до 6 Gb / s, максималната скорост на водещия SATA SSD не надвишава 500 MB / s. Съвременните флаш устройства обаче са способни на много повече: ако се замислите, те имат повече общо със системната памет, отколкото с механичните твърди дискове. Що се отнася до шината PCI Express, сега тя се използва активно като транспортен слой при свързване на графични карти и други допълнителни контролери, които трябва да обменят данни с висока скорост, например Thunderbolt. Една лента PCI Express Gen 2 осигурява пропускателна способност 500 MB / s, а лентата PCI Express 3.0 може да достигне скорост до 985 MB / s. По този начин интерфейсна карта, инсталирана в слот PCIe x4 (с четири ленти), може да обменя данни със скорост до 2 GB / s в случай на PCI Express 2.0 и до почти 4 GB / s при използване на PCI Express от трето поколение . Това са отлични цифри, които са доста подходящи за съвременните твърдотелни устройства.

От горното естествено следва, че в допълнение към SATA SSD, високоскоростните устройства, използващи шината PCI Express, трябва постепенно да намерят разпространение на пазара. И това наистина се случва. В магазините можете да намерите няколко модела потребителски SSD дискове от водещи производители, направени под формата на разширителни карти или M.2 карти, които използват различни опции за шина PCI Express. Решихме да ги съберем и да сравним помежду си по отношение на производителността и други параметри.

Участниците в теста

Intel SSD 750 400 GB

На пазара на твърди дискове Intel следва доста нестандартна стратегия и обръща малко внимание на разработването на SSD дискове за потребителския сегмент, като се концентрира върху продукти за сървъри. Това обаче не прави предложенията й безинтересни, особено когато става въпрос за SSD устройство за шината PCI Express. В този случай Intel реши да адаптира най-модерната си сървърна платформа за използване в високопроизводителен клиентски SSD. Така се ражда Intel SSD 750 400 GB, който получава не само впечатляващи характеристики на производителност и редица технологии на ниво сървър, отговорни за надеждността, но и поддръжка за новомодния интерфейс NVMe, който трябва да се каже няколко думи отделно .

Ако говорим за конкретни подобрения на NVMe, тогава преди всичко намаляването на режийните разходи заслужава да бъде споменато. Например, изпращането на най -типичните 4K блокове в новия протокол изисква само една команда вместо две. И целият набор от инструкции за управление е опростен дотолкова, че тяхната обработка на ниво драйвер намалява натоварването на процесора и получената латентност поне наполовина. Второто важно нововъведение е поддръжката за дълбоки конвейери и многозадачност, която се състои в възможността за създаване на множество опашки за заявки паралелно вместо досега съществуващата единична опашка за 32 команди. Интерфейсният протокол NVMe може да обслужва до 65536 опашки и всяка от тях може да съдържа до 65536 команди. Всъщност всички ограничения се премахват напълно и това е много важно за сървърните среди, където огромен брой едновременни I / O операции могат да бъдат присвоени на дисковата подсистема.

Но въпреки че работи чрез интерфейса NVMe, Intel SSD 750 все още не е сървър, а потребителско устройство. Да, почти същата хардуерна платформа, както при това устройство, се използва в Intel DC P3500, P3600 и P3700 SSD от сървърния клас, но Intel SSD 750 използва по-евтин обикновен MLC NAND и освен това фърмуерът е променен. Производителят вярва, че благодарение на такива промени, полученият продукт ще се хареса на ентусиастите, тъй като съчетава висока мощност, фундаментално нов интерфейс NVMe и не твърде страшни разходи.

Intel SSD 750 е PCIe x4 карта с половин височина, която може да използва четири 3.0 ленти и да осигурява последователни скорости на трансфер до 2.4GB / s и произволни операции до 440K IOPS. Вярно е, че най -обширната модификация от 1,2 TB се отличава с най -висока производителност, докато версията от 400 GB, която получихме за тестове, е малко по -бавна.

Задвижващата платка е изцяло покрита с броня. От предната страна има алуминиев радиатор, а от задната страна има декоративна метална плоча, която всъщност не докосва микросхемите. Трябва да се отбележи, че използването на радиатор тук е необходимост. Основният контролер на SSD на Intel генерира много топлина и при голямо натоварване дори устройство, оборудвано с такова охлаждане, може да се нагрее до температури от порядъка на 50-55 градуса. Но благодарение на предварително инсталираното охлаждане, няма и намек за дроселиране - производителността остава постоянна дори при продължителна и интензивна употреба.

Intel SSD 750 е базиран на контролера Intel CH29AE41AB0 на ниво сървър, който работи на 400 MHz и има осемнадесет (!) Канала за свързване на флаш памет. Когато вземете предвид, че повечето потребителски SSD контролери имат или осем или четири канала, става ясно, че Intel SSD 750 всъщност може да изпомпва значително повече данни през шината, отколкото обичайните модели SSD.

По отношение на използваната флаш памет тази част от Intel SSD 750 не прави иновации. Той е базиран на обичайния Intel MLC NAND от същото производство, пуснат по 20-nm технологична технология и с разпръснати ядра от 64 и 128 Gbit. Трябва да се отбележи, че повечето други производители на SSD устройства са се отказали от такава памет за дълго време, след като са преминали към чипове, направени според по -фините стандарти. И самата Intel започна да прехвърля не само своите потребителски, но и сървърни устройства към 16-nm памет. Въпреки всичко, Intel SSD 750 използва по -стара памет, която уж има по -голям ресурс.

Произходът на сървъра на Intel SSD 750 също може да бъде проследен във факта, че общото количество флаш памет на този SSD е 480 GiB, от които само около 78 процента са достъпни за потребителя. Останалата част е посветена на суап фондове, събиране на боклук и технологии за защита на данните. Intel SSD 750 реализира традиционната водеща RAID 5-подобна схема на нивото на кристалите MLC NAND, която ви позволява успешно да възстановите данни, дори ако един от чиповете напълно се провали. В допълнение, SSD на Intel осигурява пълна защита на данните срещу прекъсвания на захранването. Intel SSD 750 има два електролитни кондензатора, като капацитетът им е достатъчен за редовно изключване на устройството в офлайн режим.

Kingston HyperX Predator 480 GB

Kingston HyperX Predator е много по -традиционно решение от Intel SSD 750. Първо, той работи чрез протокола AHCI, а не NVMe, и второ, за да се свърже със системата, този SSD изисква по -често срещаната шина PCI Express 2.0. Всичко това прави варианта на Kingston малко по -бавен - пиковите последователни скорости не надвишават 1400 MB / s, а случайните - 160 хиляди IOPS. Но HyperX Predator не налага специални изисквания към системата - той е съвместим с всяка, включително по -стари платформи.

В същото време задвижването има не съвсем прост двукомпонентен дизайн. Самият SSD е платка във формат M.2, която е допълнена от PCI Express адаптер, който ви позволява да свързвате M.2 устройства чрез обичайните пълноразмерни PCIe слотове. Адаптерът е проектиран като половин височина PCIe x4 карта, която използва и четирите ленти PCI Express. Благодарение на този дизайн, Kingston продава своя HyperX Predator в две версии: като PCIe SSD за настолни компютри и като M.2 устройство за мобилни системи (в този случай адаптерът не е включен в доставката).

Kingston HyperX Predator е базиран на контролера Marvell Altaplus (88SS9293), който, от една страна, поддържа четири ленти PCI Express 2.0, а от друга има осем канала за свързване на флаш памет. Понастоящем това е най -бързият търговски контролер Marvell SSD с поддръжка на PCI Express. Скоро обаче Marvell ще има по -бързи наследници с поддръжка на NVMe и PCI Express 3.0, които липсват на чипа Altaplus.

Тъй като самият Kingston не произвежда контролери или памет, сглобявайки своите SSD дискове от елементарната база, закупена от други производители, няма нищо странно във факта, че HyperX Predator PCIe SSD се основава не само на контролер на трета страна, но и на 128 -гигабитни 19-nm чипове Toshiba MLC NAND. Такава памет има ниска покупна цена и сега е инсталирана в много продукти на Kingston (и други фирми) и предимно в потребителски модели.

Използването на такава памет обаче породи парадокс: въпреки факта, че според официалното си позициониране, Kingston HyperX Predator PCIe SSD е премиум продукт, той има само тригодишна гаранция, а декларираният MTBF е значително по -малко от това на водещите SATA SSD дискове. други производители.

Kingston HyperX Predator също не предоставя специални технологии за защита на данните. Но устройството има относително голяма площ, скрита от очите на потребителя, чийто размер е 13 процента от общия капацитет на устройството. Включената в него резервна флаш памет се използва за събиране на боклук и изравняване на износването, но се изразходва предимно за подмяна на повредени клетки от паметта.

Остава само да добавим, че дизайнът на HyperX Predator не предоставя никакви специални средства за отстраняване на топлината от контролера. За разлика от повечето други високопроизводителни решения, това устройство няма радиатор. Независимо от това, този SSD изобщо не е предразположен към прегряване - максималното му разсейване на топлина е само малко по -високо от 8 W.

OCZ Revodrive 350 480 GB

OCZ Revodrive 350 е един от най -старите PCI Express потребителски SSD дискове. Още в дните, когато никой от другите производители дори не е мислил за пускане на клиентски PCIe SSD дискове, линията на OCZ имаше RevoDrive 3 (X2) - прототипът на съвременния Revodrive 350. Въпреки това корените на OCZ PCIe устройството го правят донякъде странно предложение на фона на настоящите конкуренти. Докато повечето производители за съхранение на персонални компютри използват съвременни контролери, които поддържат PCI Express, Revodrive 350 има много сложна и очевидно неоптимална архитектура. Той се основава на два или четири (в зависимост от размера) SandForce SF-2200 контролери, които са сглобени в RAID масив от нулево ниво.

Ако говорим за 480 GB OCZ Revodrive 350 модел, който участва в това тестване, то той всъщност се основава на четири SATA SSD с капацитет от 120 GB всеки, всеки от които е базиран на собствен чип SF-2282 (аналог на широко разпространения SF-2281) ... След това тези елементи се комбинират в един четирикомпонентен RAID 0 масив. За тази цел обаче се използва не съвсем обичайният RAID контролер, а патентованият процесор за виртуализация (VCA 2.0) OCZ ICT-0262. Въпреки това е много вероятно това име да крие преработен чип Marvell 88SE9548, който е четирипортов SAS / SATA 6 Gb / s RAID контролер с интерфейс PCI Express 2.0 x8. Но дори и така инженерите на OCZ написаха свой собствен фърмуер и драйвер за този контролер.

Уникалността на софтуерния компонент на RevoDrive 350 се крие във факта, че той реализира не съвсем класически RAID 0, а някаква прилика с интерактивното балансиране на натоварването. Вместо да разделя потока от данни на блокове с фиксиран размер и да ги прехвърля последователно към различни контролери SF-2282, технологията VCA 2.0 предполага анализ и гъвкаво преразпределение на входно-изходните операции в зависимост от текущата заетост на контролерите за флаш памет. Следователно RevoDrive 350 изглежда на потребителя като монолитно твърдотелно устройство. Не можете да влезете в неговия BIOS и е невъзможно да се установи, че RAID масив е скрит в дълбините на този SSD без подробно запознаване с хардуерната плънка. Нещо повече, за разлика от конвенционалните RAID масиви, RevoDrive 350 поддържа всички типични SSD функции: SMART мониторинг, TRIM и Secure Erase.

RevoDrive 350 се предлага като PCI Express 2.0 x8 карти. Въпреки факта, че всички осем реда на интерфейса действително се използват, декларираните показатели за производителност са забележимо по -ниски от общата им теоретична производителност. Максималната последователна скорост на работа е ограничена до 1800 MB / s, а производителността на случайната операция не надвишава 140 хиляди IOPS.

Заслужава да се отбележи, че OCZ RevoDrive 350 е проектиран като PCI Express x8 платка с пълна височина, тоест това устройство е физически по-голямо от всички останали SSD, участващи в тестването, и поради това не може да бъде инсталирано в нископрофилни системи. Предната повърхност на платката RevoDrive 350 е покрита с декоративен метален корпус, който действа и като радиатор за основния чип на RAID контролера. Контролерите SF-2282 са разположени на гърба на платката и нямат никакво охлаждане.

OCZ използва чипове от компанията -майка, Toshiba, за да формира масив от флаш памет. Чиповете са произведени по 19-nm технологична технология и имат капацитет 64 Gbps. Общата флаш памет в RevoDrive 350 480 GB е 512 GB, но 13% са запазени за вътрешни нужди като изравняване на износването и събиране на боклука.

Заслужава да се отбележи, че архитектурата на RevoDrive 350 не е уникална. На пазара има още няколко модела подобни SSD, работещи на принципа „RAID-масив от SATA SSD на базата на контролери SandForce“. Всички подобни решения, както и разглежданото OCZ PCIe устройство, имат неприятен недостатък - тяхната производителност при запис се влошава с времето. Това се дължи на особеностите на вътрешните алгоритми на контролерите SandForce, чиято операция TRIM не връща скоростта на запис на първоначалното ниво.

Безспорният факт, че RevoDrive 350 е една стъпка по -нисък от PCI Express устройствата от новото поколение, се подчертава и от факта, че на това устройство се дава само тригодишна гаранция, а неговият гарантиран ресурс за запис е само 54 TB - няколко пъти по -малко от тази на конкурентите. Освен това, въпреки факта, че RevoDrive 350 е базиран на същия дизайн като сървъра Z-Drive 4500, той няма никаква защита срещу пренапрежения. Всичко това обаче не пречи на OCZ с присъщата му дързост да позиционира RevoDrive 350 като първокласно решение като Intel SSD 750.

Plextor M6e Black Edition 256 GB

Трябва веднага да се отбележи, че Plextor M6e Black Edition е директен наследник на добре познатия модел M6e. Приликата на новостта с предшественика си може да се проследи в почти всичко, ако говорим за техническия, а не за естетическия компонент. Новият SSD също има дизайн от две части, включително действителното устройство във формат M.2 2280 и адаптер, който му позволява да бъде инсталиран във всеки обикновен PCIe x4 слот (или по-бърз). Той също така се основава на осемканалния контролер Marvell 88SS9183, който комуникира с външния свят чрез две линии PCI Express 2.0. Точно както в предишната модификация, M6e Black Edition използва MLC флаш памет на Toshiba.

Това означава, че докато сглобеното M6e Black Edition изглежда като половин височина PCI Express x4 карта, този SSD всъщност използва само две ленти PCI Express 2.0. Оттук и не толкова впечатляващите скорости, които са само малко по-бързи от традиционните SATA SSD дискове. Номиналната производителност при последователни операции е ограничена до 770 MB / s, а при произволни - 105 хиляди IOPS. Заслужава да се отбележи, че Plextor M6e Black Edition работи в съответствие с наследения протокол AHCI и това гарантира широката му съвместимост с различни системи.

Въпреки факта, че Plextor M6e Black Edition, подобно на Kingston HyperX Predator, е комбинация от PCI Express адаптер и "ядро" във формат на M.2 платка, е невъзможно да се определи от предната страна. Цялото устройство е скрито под къдрав черен алуминиев корпус, в центъра на който е вграден червен радиатор, който трябва да отстранява топлината от контролера и чиповете памет. Изчисленията на дизайнерите са ясни: подобна цветова схема се използва широко в различен хардуер за игри, така че Plextor M6e Black Edition ще изглежда хармонично до много дънни платки и видео карти от повечето водещи производители.

Масивът от флаш памет в Plextor M6e Black Edition е нает с второто поколение 19nm MLC NAND чипове на Toshiba с капацитет 64 Gbps. Резервът, използван за фонда за подмяна и функционирането на вътрешните алгоритми за изравняване на износването и събирането на боклук, се разпределя 7 процента от общия размер. Всичко останало е достъпно за потребителя.

Поради използването на доста слаб контролер Marvell 88SS9183 с външна шина PCI Express 2.0 x2, Plextor M6e Black Edition трябва да се счита за доста бавен PCIe SSD. Това обаче не пречи на производителя да класифицира този продукт в горната ценова категория. От една страна, той все още е по-бърз от SATA SSD, а от друга има добри характеристики за надеждност: има дълъг MTBF и се покрива с петгодишна гаранция. В него обаче не се прилагат специални технологии, които могат да защитят M6e Black Edition от скокове на напрежението или да увеличат ресурса му.

Samsung SM951 256 GB

Samsung SM951 е най -неуловимото устройство в днешния тест. Факт е, че първоначално е бил продукт за компютърни асемблери, така че е представен доста избледнял в търговията на дребно. Въпреки това, ако желаете, все още е възможно да го закупите, така че не отказахме да разгледаме SM951. Освен това, съдейки по характеристиките, това е много високоскоростен модел. Той е фокусиран върху шината PCI Express 3.0 x4, използва протокола AHCI и обещава впечатляващи скорости: до 2150 MB / s за последователни операции и до 90 хиляди IOPS за произволни операции. Но най -важното е, че с всичко това Samsung SM951 е по -евтин от много други PCIe SSD дискове, така че търсенето му на пазара може да има много специфична икономическа обосновка.

Друга особеност на Samsung SM951 е, че той се предлага под формата на M.2. Първоначално това решение е насочено към мобилни системи, така че към устройството не са включени адаптери за пълноразмерни PCIe слотове. Това обаче едва ли може да се счита за сериозен недостатък - повечето водещи дънни платки имат интерфейсни слотове M.2. В допълнение, необходимите адаптерни платки са широко достъпни за продажба. Самият Samsung SM951 е платка с форм-фактор M.2 2280, чийто конектор има ключ тип M, показващ необходимостта от SSD в четири ленти PCI Express.

Samsung SM951 е базиран на изключително мощния Samsung UBX контролер, разработен от производителя специално за PCI Express SSD дискове. Той се основава на три ядра с ARM архитектура и на теория може да работи както с AHCI, така и с NVMe инструкции. В разглеждания SSD само режимът AHCI е активиран в контролера. Но NVMe версия на този контролер скоро ще бъде видяна в нов потребителски SSD, който Samsung е планиран да пусне тази есен.

Поради фокуса на OEM въпросното задвижване не е докладвано с гаранционен срок или прогнозирана издръжливост. Тези параметри трябва да бъдат декларирани от асемблерите на системите, в които ще бъде инсталиран SM951, или от продавачите. Трябва обаче да се отбележи, че 3D V-NAND, който Samsung сега активно популяризира в потребителските SSD дискове като по-бърза и надеждна форма на флаш памет, не се използва в SM951. Вместо това той използва обичайния плосък Toggle Mode 2.0 MLC NAND, произведен, вероятно използвайки 16nm технология (някои източници предполагат 19nm технологична технология). Това означава, че не трябва да очаквате SM951 да предлага същата висока издръжливост като водещото устройство SATA 850 PRO. По този параметър SM951 е по-близо до обичайните модели от среден клас, освен това само 7 процента от масива флаш памет са разпределени за резервиране в този SSD. В Samsung SM951 липсват специални технологии на ниво сървър за защита на данните от прекъсване на захранването. С други думи, акцентът в този модел е единствено върху скоростта на работа, а всичко останало се прекъсва, за да се намалят разходите.

Има още един момент, който си струва да се отбележи. При голямо натоварване Samsung SM951 демонстрира доста сериозно нагряване, което в крайна сметка дори може да доведе до включване на дроселиране. Ето защо при високопроизводителните системи за SM951 е желателно да се организира поне въздушен поток и е по-добре да се затвори с радиатор.

Сравнителни характеристики на тествания SSD

Проблеми със съвместимостта

Както всяка нова технология, PCI Express SSD дисковете все още не могат да се похвалят със 100% безпроблемна работа с която и да е платформа, особено по-старите. Следователно трябва да изберете правилния SSD не само въз основа на потребителските характеристики, но и с оглед на съвместимостта. И тук е важно да се имат предвид две точки.

На първо място, различните SSD дискове могат да използват различен брой ленти PCI Express и различни поколения на тази шина - 2.0 или 3.0. Ето защо, преди да закупите PCIe устройство, трябва да се уверите, че системата, в която планирате да го инсталирате, има свободен слот с необходимата честотна лента. Разбира се, по -бързите PCIe SSD дискове са обратно съвместими с по -бавни слотове, но в този случай закупуването на високоскоростен SSD няма много смисъл - просто няма да може да разгърне пълния си потенциал.

Plextor M6e Black Edition има най -широката съвместимост в този смисъл - изисква само две ленти PCI Express 2.0 и такъв безплатен слот със сигурност ще се намери на почти всяка дънна платка. Kingston HyperX Predator вече се нуждае от четири ленти PCI Express 2.0: много дънни платки също имат такива слотове PCIe, но някои евтини платформи може да нямат допълнителни слотове с четири или повече ленти PCI Express. Това важи особено за дънните платки, изградени на чипсети от нисък клас, като общият брой редове, в които може да се намали до шест. Ето защо, преди да закупите Kingston HyperX Predator, не забравяйте да проверите дали вашата система има свободен слот с четири или повече ленти PCI Express.

OCZ Revodrive 350 поставя задачата по -трудна - тя вече изисква осем PCI Express ленти. Такива слотове обикновено се реализират не от чипсета, а от процесора. Следователно оптималното място за използване на такова устройство са платформите LGA 2011 / 2011-3, където процесорният контролер PCI Express има излишен брой линии, което позволява обслужване на повече от една видеокарта. В системи с процесори LGA 1155/1150/1151, OCZ Revodrive 350 ще бъде подходящ само ако се използва графиката, вградена в процесора. В противен случай, в полза на SSD устройство, ще трябва да отнемете половината линии от графичния процесор, като го поставите в режим PCI Express x8.

Intel SSD 750 и Samsung SM951 са донякъде подобни на OCZ Revodrive 350: те също са за предпочитане да се използват в слотове PCI Express, захранвани от процесора. Причината обаче не е в броя на линиите - те се нуждаят само от четири ленти PCI Express, а в генерирането на този интерфейс: и двете устройства са в състояние да използват увеличената честотна лента на PCI Express 3.0. Има обаче изключение: най -новите системни логически комплекти на Intel от стота серия, предназначени за процесори Skylake, получиха поддръжка на PCI Express 3.0, поради което в най -новите дънни платки LGA 1151 те могат да бъдат инсталирани без грип съвест в слотове за чипове PCIe, за да които поне четири реда.

Има и втора част от проблема със съвместимостта. Към всички ограничения, свързани с честотната лента на различни варианти на слота PCI Express, има и ограничения, свързани с използваните протоколи. Най-безпроблемните в този смисъл са SSD дисковете, които работят чрез AHCI. Поради факта, че имитират поведението на обикновен SATA контролер, те могат да работят с всякакви, дори стари, платформи: виждат се в BIOS на всяка дънна платка, могат да бъдат зареждащи дискове и не са необходими допълнителни драйвери за тяхното работа в операционната система ... С други думи, Kingston HyperX Predator и Plextor M6e Black Edition са два от най-безпроблемните PCIe SSD дискове.

Какво ще кажете за другата двойка AHCI устройства? Ситуацията с тях е малко по -сложна. OCZ Revodrive 350 работи в операционната система чрез собствен драйвер, но дори и в този случай няма проблеми при създаването на това устройство за стартиране. Положението е по -лошо със Samsung SM951. Въпреки че този SSD комуникира със системата чрез наследения протокол AHCI, той няма свой собствен BIOS и следователно трябва да бъде инициализиран от BIOS на дънната платка. За съжаление, не всички дънни платки, особено старите, поддържат този SSD. Следователно можем да говорим само с пълна увереност за съвместимостта му с дънните платки, базирани на най -новите чипсети Intel от 90 -та и 100 -та серия. В други случаи може просто да не се вижда от дънната платка. Разбира се, това не ви пречи да използвате Samsung SM951 в операционната система, където AHCI драйверът може лесно да го инициализира, но в този случай ще трябва да забравите за възможността за зареждане от високоскоростен SSD.

Но най -голямото неудобство може да причини Intel SSD 750, който работи чрез новия интерфейс NVMe. Драйверите, необходими за поддържане на SSD устройства, използващи този протокол, присъстват само в най -новите операционни системи. Така че в Linux поддръжката на NVMe се появи в ядрото 3.1; "Вроденият" драйвер на NVMe е достъпен в системите на Microsoft, започвайки с Windows 8.1 и Windows Server 2012 R2; и за OS X, съвместимостта с NVMe е добавена в 10.10.3. Освен това не всички дънни платки поддържат NVMe SSD дискове. За да могат такива устройства да се използват като зареждащи устройства, BIOS на дънната платка също трябва да има подходящ драйвер. Производителите обаче са вградили необходимата функционалност само в най -новите версии на фърмуера, пуснати за най -новите модели дънни платки. Следователно, поддръжката за зареждане на операционната система от NVMe устройства е достъпна само на най -модерните платки за ентусиасти, базирани на чипсети Intel Z97, Z170 и X99. В по -старите и по -евтини платформи потребителите ще могат да използват NVMe SSD като второ устройство в ограничен набор от операционни системи.

Въпреки факта, че се опитахме да опишем всички възможни комбинации от платформи и PCI Express устройства, основният извод от казаното е следният: съвместимостта на PCIe SSD с дънни платки не е толкова очевидна, както в случая на SATA SSD. Ето защо, преди да закупите всеки високоскоростен SSD, който работи чрез PCI Express, не забравяйте да проверите съвместимостта му с конкретна дънна платка на уебсайта на производителя.

Конфигурация на теста, инструменти и методология за тестване

Тестването се извършва в операционната система Microsoft Windows 8.1 Professional x64 с Update, която правилно разпознава и поддържа съвременните твърдотелни устройства. Това означава, че командата TRIM се поддържа и активно използва по време на тестовете, както при нормалното ежедневно използване на SSD. Производителността се измерва с дискове в "използвано" състояние, като предварително ги попълните с данни. Задвижванията се почистват и обслужват от командата TRIM преди всеки тест. Между отделните тестове има 15-минутна пауза, която е отредена за правилното практикуване на технологията за събиране на боклук. Всички тестове, освен ако не е посочено друго, използват рандомизирани несвиваеми данни.

Използвани приложения и тестове:

Йометър 1.1.0

Измерване на скоростта на последователни данни за четене и запис в блокове от 256 KB (най -типичният размер на блока за последователни операции в настолни задачи). Оценката на скоростите се извършва в рамките на минута, след което се изчислява средната стойност.
Измерване на скоростта на произволно четене и запис в 4 KB блокове (този размер на блока се използва в по -голямата част от реалните операции). Тестът се провежда два пъти - без опашка за заявки и с опашка за заявки с дълбочина 4 команди (типично за настолни приложения, които активно работят с разклонена файлова система). Блоковете с данни са подравнени спрямо страниците на флаш устройството. Оценката на скоростите се извършва в рамките на три минути, след което се изчислява средната стойност.
Определяне на зависимостта на случайните скорости на четене и запис по време на работа на устройство с 4K блокове от дълбочината на опашката за заявки (в диапазона от една до 32 команди). Блоковете с данни са подравнени спрямо страниците на флаш устройството. Оценката на скоростите се извършва в рамките на три минути, след което се изчислява средната стойност.
Определяне на зависимостта на случайните скорости на четене и запис, когато устройството работи с блокове с различни размери. Използват се блокове с размер от 512 байта до 256 KB. Дълбочината на опашката за заявки по време на теста е 4 команди. Блоковете с данни са подравнени спрямо страниците на флаш устройството. Оценката на скоростите се извършва в рамките на три минути, след което се изчислява средната стойност.
Измерване на производителността при смесен многонишков товар и установяване на неговата зависимост от съотношението между операциите за четене и запис. Тестът се провежда два пъти: за последователни четения и запис в 128 KB блокове, извършвани в две независими нишки, и за случайни операции с 4 KB блокове, които се извършват в четири нишки. И в двата случая съотношението между операциите за четене и запис варира на 20 процента. Оценката на скоростите се извършва в рамките на три минути, след което се изчислява средната стойност.
Изследване на влошаване на производителността на SSD при обработка на непрекъснат поток от операции на случаен запис. Блоковете са 4 KB, а дълбочината на опашката е 32 команди. Блоковете с данни са подравнени спрямо страниците на флаш устройството. Продължителността на теста е два часа, мигновените измервания на скоростта се извършват всяка секунда. В края на теста допълнително се проверява способността на устройството да възстанови първоначалните си стойности поради работата на технологията за събиране на боклук и след изпълнението на командата TRIM.

CrystalDiskMark 5.0.2
Синтетичен бенчмарк, който предоставя типични показатели за производителност за SSD устройства, измерени на 1GB дискова област „отгоре“ на файловата система. От целия набор от параметри, които могат да бъдат оценени с помощта на тази помощна програма, ние обръщаме внимание на последователната скорост на четене и запис, както и на произволното четене и запис на производителност в 4K блокове без опашка за заявки и с опашка от 32 команди дълбоко.
PCMark 8 2.0
Бенчмарк, базиран на емулирането на реално натоварване на диска, което е типично за различни популярни приложения. На тестваното устройство се създава отделен NTFS дял за цялото налично пространство, а тестът за вторично съхранение се извършва в PCMark 8. Като резултати от теста се вземат предвид както крайното представяне, така и скоростта на изпълнение на отделните тестови следи, генерирани от различни приложения.
Тестове за копиране на файлове
Този тест измерва скоростта на копиране на директории с файлове от различни типове, както и скоростта на архивиране и разархивиране на файлове вътре в устройството. За копиране се използва стандартен инструмент на Windows - помощната програма Robocopy, докато архивирането и разархивирането - се използва архиваторът със 7 zip версия 9.22 бета. В тестовете участват три набора файлове: ISO - набор, който включва няколко образа на диска със софтуерни дистрибуции; Програма - комплект, който е предварително инсталиран софтуерен пакет; Работата е набор от работни файлове, който включва офис документи, снимки и илюстрации, pdf файлове и мултимедийно съдържание. Всеки от комплектите има общ размер на файла 8 GB.

Тестовата платформа е компютър с дънна платка ASUS Z97-Pro, процесор Core i5-4690K с интегрирано графично ядро Intel HD Graphics 4600 и 16 GB DDR3-2133 SDRAM. SATA устройствата се свързват към SATA 6Gb / s контролер, вграден в чипсета на дънната платка и работят в AHCI режим. PCI Express устройствата са инсталирани в първия PCI Express 3.0 x16 слот за пълна скорост. Драйверите са Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.5.2.1000 и Intel Windows NVMe драйвер 1.2.0.1002.

Обемът и скоростта на пренос на данни в бенчмаркове са посочени в двоични единици (1 KB = 1024 байта).

В допълнение към петте основни героя на този тест - клиентските SSD дискове с интерфейс PCI Express, към тях добавихме най -бързия SATA SSD - Samsung 850 PRO.

В резултат на това списъкът на тестваните модели изглежда така:

Intel SSD 750 400 GB (SSDPEDMW400G4, фърмуер 8EV10135);
Kingston HyperX Predator PCIe 480 GB (SHPM2280P2H / 480G, фърмуер OC34L5TA);
OCZ RevoDrive 350 480 GB (RVD350-FHPX28-480G, фърмуер 2,50);
Plextor M6e Black Edition 256 GB (PX-256M6e-BK, фърмуер 1.05);
Samsung 850 Pro 256 GB (MZ-7KE256, фърмуер EXM01B6Q);
Samsung SM951 256 GB (MZHPV256HDGL-00000, фърмуер BXW2500Q).

производителност

Последователни операции за четене и запис

Новото поколение твърдотелни устройства, прехвърлени към шината PCI Express, трябва преди всичко да се отличава с високи скорости на последователно четене и запис. И точно това виждаме на диаграмата. Всички PCIe SSD дискове превъзхождат най -добрия SATA SSD, Samsung 850 PRO. Въпреки това, дори едно просто зареждане, като последователно четене и запис, показва огромни разлики между SSD дисковете от различни производители. Освен това използваната версия на шината PCI Express не е решаваща. Най -доброто представяне тук може да даде PCI Express 3.0 x4 устройството Samsung SM951, а на второ място е Kingston HyperX Predator, който работи чрез PCI Express 2.0 x4. Прогресивният NVMe диск Intel SSD 750 беше едва на трето място.

Операции с произволно четене

Ако говорим за произволно четене, тогава, както можете да видите от диаграмите, PCIe SSD не се различават много по скорост от традиционните SATA SSD. Освен това, това се отнася не само за AHCI устройства, но и за продукта, който работи с NVMe канала. Всъщност само трима участници в този тест могат да демонстрират по -добра производителност от Samsung 850 PRO за операции с произволно четене на малки опашки за заявки: Samsung SM951, Intel SSD 750 и Kingston HyperX Predator.

Въпреки факта, че операциите с дълбока опашка за заявки не са типични за персоналните компютри, все пак ще видим как производителността на въпросния SSD зависи от дълбочината на опашката за заявки при четене на 4K блокове.

Графиката ясно показва как решенията, работещи чрез PCI Express 3.0 x4, могат да надминат всички останали SSD дискове. Кривите, съответстващи на Samsung SM951 и Intel SSD 750, са значително по -високи от тези на други устройства. Още един извод може да се направи от горната диаграма: OCZ RevoDrive 350 е срамно бавен твърд диск. При операциите с произволно четене това е около половината от времето зад SATA SSD, което се дължи на неговата RAID архитектура и използването на остарели контролери SandForce от второ поколение.

В допълнение към това предлагаме да видим как скоростта на произволно четене зависи от размера на блока с данни:

Тук картината е малко по -различна. С увеличаването на размера на блока операциите започват да наподобяват последователни, така че не само архитектурата и мощността на SSD контролера, но и честотната лента на използваната от тях шина, започват да играят роля. При по -големи блокове Samsung SM951, Intel SSD 750 и Kingston HyperX Predator осигуряват най -добрата производителност.

Операции при произволно записване

Някъде трябваше да изплуват предимствата на интерфейса NVMe за ниски латентности и контролера Intel SSD 750 с висока паралелност. В допълнение, големият буфер DRAM, наличен в този SSD, позволява много ефективно кеширане на данни. В резултат на това Intel SSD 750 осигурява несравнима скорост на произволно записване дори когато опашката за заявки е най -ниската.

Можете да видите по -ясно какво се случва с производителността на произволно записване, когато дълбочината на опашката за заявки се увеличи, вижте следната графика, която показва зависимостта на скоростта на произволно записване в 4K блокове от дълбочината на опашката на заявките:

Мащабирането на производителността на Intel SSD 750 се случва, докато дълбочината на опашката достигне 8 команди. Това е типично поведение за потребителските SSD дискове. Новият продукт на Intel е различен с това, че скоростите на произволно записване са значително по-високи от тези на всички други твърдотелни устройства, включително най-бързите модели PCIe като Samsung SM951 или Kingston HyperX Predator. С други думи, Intel SSD 750 предлага фундаментално по -добра производителност от всеки друг SSD при произволно зареждане. С други думи, преминаването към използване на интерфейса NVMe ви позволява да изпомпвате скоростта на произволен запис. И това със сигурност е важна характеристика, но предимно за сървърни устройства. Всъщност Intel SSD 750 е само близък роднина на такива модели като Intel DC P3500, P3600 и P3700.

Следващата графика показва зависимостта на изпълнението на случайни записи от размера на блока с данни.

С увеличаването на размерите на блоковете Intel SSD 750 губи явното си предимство. Samsung SM951 и Kingston HyperX Predator започват да дават приблизително една и съща производителност.

С намаляването на цената, SSD устройствата вече не се използват като изключително системни устройства и се превръщат в обикновени работни дискове. В такива ситуации SSD получава не само усъвършенстваното натоварване под формата на запис или четене, но и смесени заявки, когато операциите за четене и запис се инициират от различни приложения и трябва да се обработват едновременно. Пълният дуплекс за съвременните SSD контролери обаче остава значително предизвикателство. Смесването на четене и запис в една и съща опашка забавя скоростта на повечето потребителски SSD дискове. Това беше причината за отделно проучване, в което тестваме как работят SSD дисковете, когато е необходимо да се обработват последователни операции, които идват при преплитане. Следващата двойка диаграми показва най -типичния случай за настолни компютри, когато съотношението на броя четения и запис е 4 към 1.

При последователно смесено натоварване с предимно операции на четене, което е типично за конвенционалните персонални компютри, най -добрата производителност се осигурява от Samsung SM951 и Kingston HyperX Predator. Случайното смесено зареждане се оказва по -труден тест за SSD дисковете и оставя Samsung SM951 начело, но Intel SSD 750 е на второ място. В същото време се оказват Plextor M6e Black Edition, Kingston HyperX Predator и OCZ RevoDrive 350 да бъде забележимо по -лош от обикновен SATA SSD.

Следващите няколко графики дават по -подробна картина на производителността при смесено натоварване, показваща зависимостта на скоростта на SSD от съотношението операции на четене и запис към него.

Всичко по -горе е добре потвърдено в дадените графики. При смесено натоварване с последователни операции, Samsung SM951 се представя най -добре, което се чувства като риба във вода за всяка последователна операция с данни. При произволни смесени операции ситуацията е малко по -различна. И двете устройства на Samsung, PCI Express 3.0 x4 SM951 и обикновеният SATA 850 PRO, се представят много добре в този тест, надминавайки почти всички други SSD дискове. В някои случаи само Intel SSD 750 може да им устои, което, благодарение на командната система NVMe, е идеално оптимизирано за работа със случайни записи. И когато комбинацията от потоци от операции се повиши до 80 процента или повече, той скача напред.

Резултати в CrystalDiskMark

CrystalDiskMark е популярно и просто приложение за сравнителен анализ, което работи върху файловата система и дава резултати, които лесно се повтарят от обикновените потребители. Получените в него показатели за ефективност трябва да допълват подробните графики, които изградихме въз основа на тестове в IOMeter.

Тези четири диаграми имат само теоретична стойност, показващи върхова производителност, която не е постижима при типичните задачи на клиента. Дълбочината на опашката за заявки от 32 команди в персоналните компютри никога не се случва, но при специални тестове ви позволява да получите максимални показатели за ефективност. И в този случай водещата производителност с голям марж се дава от Intel SSD 750, който има архитектура, наследена от сървърни устройства, където голяма дълбочина на опашката за заявки е доста често срещана.

Но тези четири диаграми вече представляват практически интерес - те показват производителността при натоварване, което е типично за персоналните компютри. И тук най -добро представяне дава Samsung SM951, който изостава от Intel SSD 750 само със случайни 4K записи.

PCMark 8 2.0 Случаи за реална употреба

Тестовият пакет Futuremark PCMark 8 2.0 е интересен с това, че не е синтетичен по природа, а по -скоро се основава на това как работят реалните приложения. По време на преминаването му се възпроизвеждат реални сценарии за използване на диска при обичайни задачи на работния плот и се измерва скоростта на тяхното изпълнение. Текущата версия на този тест симулира натоварване, взето от приложения за реални игри Battlefield 3 и World of Warcraft и софтуерни пакети от Abobe и Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint и Word. Крайният резултат се изчислява под формата на средната скорост, показана от задвижванията при преминаване на тестови писти.

Бенчмаркът PCMark 8 2.0, който оценява производителността на системите за съхранение в реални приложения, ясно ни казва, че има само два PCIe устройства, чиято скорост е фундаментално по -висока от тази на обичайните модели със SATA интерфейс. Това са Samsung SM951 и Intel SSD 750, които печелят и много други тестове. Други PCIe SSD дискове, например Plextor M6e Black Edition и Kingston HyperX Predator изостават от лидерите с повече от един и половина пъти. Е, OCZ ReveDrive 350 демонстрира откровено лошо представяне. Това е повече от половината от скоростта на най -добрите PCIe SSD дискове и в същото време отстъпва по скорост дори на Samsung 850 PRO, който работи чрез SATA интерфейса.

Интегралният резултат от PCMark 8 трябва да бъде допълнен с показателите за производителност, дадени от флаш устройства при преминаване на отделни тестови писти, които симулират различни варианти на реално натоварване. Въпросът е, че флашките често се държат малко по -различно при различни натоварвания.

За каквото и приложение да говорим, във всеки случай най -висока производителност дава един от SSD дисковете с интерфейса PCI Express 3.0 x4: или Samsung SM951, или Intel SSD 750. Интересното е, че останалите PCIe SSD в някои случаи обикновено доставят скорост само на нивото на SATA SSD ... Всъщност предимството на същите Kingston HyperX Predator и Plextor M6e Black Edition пред Samsung 850 PRO може да се види само в Adobe Photoshop, Battlefield 3 и Microsoft Word.

Копиране на файлове

Като се има предвид, че SSD устройствата се въвеждат все повече в персоналните компютри, решихме да добавим измерване на производителността към нашата методология за нормални файлови операции - при копиране и работа с архиватори - които се извършват „вътре“ в устройството. Това е типична дискова дейност, която възниква, когато SSD не действа като системно устройство, а като обикновен диск.

При копиращите тестове лидерите са същите Samsung SM951 и Intel SSD 750. Ако обаче говорим за големи последователни файлове, тогава Kingston HyperX Predator може да се конкурира с тях. Трябва да кажа, че с просто копие почти всички PCIe SSD дискове се оказват по -бързи от Samsung 850 PRO. Единственото изключение е Plextor M6e Black Edition. А OCZ RevoDrive 350, който в други тестове стабилно се озова в позицията на безнадежден външен човек, неочаквано заобикаля не само SATA SSD, но и най -бавния PCIe SSD.

Втората група тестове беше извършена при ципване и разархивиране на директория с работни файлове. Основната разлика между този случай е, че половината от операциите се извършват с разпръснати файлове, а другата половина - с един голям архивен файл.

Подобна е ситуацията и при работа с архиви. Единствената разлика е, че тук Samsung SM951 успява уверено да се откъсне от всички конкуренти.

TRIM и фоново събиране на боклук

Когато тестваме различни твърдотелни устройства, винаги проверяваме как се справят с командата TRIM и дали са в състояние да събират боклуци и да възстановят производителността си без поддръжка от операционната система, тоест в ситуация, в която командата TRIM не се предава. Такова тестване беше проведено и този път. Схемата на този тест е стандартна: след създаване на продължително непрекъснато натоварване при запис на данни, което води до влошаване на скоростта на запис, деактивираме поддръжката на TRIM и изчакваме 15 минути, през които SSD може да се опита да се възстанови самостоятелно, като използва своя собствена алгоритъм за събиране на боклук, но без външна помощ операционна система и измерване на скоростта. След това командата TRIM се изпраща принудително към устройството - и след кратка пауза скоростта се измерва отново.

Резултатите от такова тестване са показани в следната таблица, където за всеки тестван модел е посочено дали отговаря на TRIM чрез изчистване на неизползваната част от флаш паметта и дали може да подготви празни страници с флаш памет за бъдещи операции, ако командата TRIM е не е изпратен до него. За дискове, които са били в състояние да извършват събиране на боклук без командата TRIM, ние също посочихме количеството флаш памет, която е освободена независимо от SSD контролера за бъдещи операции. В случай на използване на устройството в среда без поддръжка на TRIM, това е точно количеството данни, което може да бъде записано в устройството с висока начална скорост след прекъсване.

Докато качествената поддръжка от екипа на TRIM се превърна в индустриален стандарт, някои производители намират за допустимо да продават устройства, които не поддържат напълно екипа на TRIM. OCZ Revodrive 350 демонстрира такъв отрицателен пример. Формално той разбира TRIM и дори се опитва да направи нещо, когато получи тази команда, но няма нужда да се говори за пълно връщане на скоростта на запис към първоначалните й стойности. И в това няма нищо странно: в основата на Revodrive 350 са контролерите SandForce, които се отличават с необратимо влошаване на производителността. Съответно, той присъства и в Revodrive 350.

Всички други PCIe SSD дискове работят с TRIM точно както техните SATA колеги. Тоест в идеалния случай: в операционните системи, които издават тази команда на дискове, производителността остава на постоянно високо ниво.

Искаме обаче повече - висококачественото устройство трябва да може да извършва събиране на боклук, без да издава команда TRIM. И тук Plextor M6e Black Edition се откроява - устройство, което е в състояние независимо да освободи много повече флаш памет за предстоящи операции от своите конкуренти. Въпреки че, разбира се, в една или друга степен автономното събиране на боклук работи на всички тествани от нас SSD, с изключение на Samsung SM951. С други думи, производителността на Samsung SM951 няма да се влоши при нормална употреба в съвременна среда, но в случаите, когато TRIM не се поддържа, този SSD не се препоръчва.

изводи

Вероятно трябва да се обобщи с констатацията на факта, че потребителските SSD дискове с интерфейс PCI Express вече не са екзотика и не са някакви експериментални продукти, а цял пазарен сегмент, в който играят най-бързите твърдотелни устройства за ентусиасти. Естествено, това също означава, че няма проблеми с PCIe SSD от дълго време: те поддържат всички функции, които са в SATA SSD, но в същото време са по -продуктивни и понякога имат някои нови интересни технологии.

В същото време пазарът на клиентски PCIe SSD дискове не е толкова претъпкан и досега само компании с висок инженерен потенциал успяха да влязат в кохортата производители на такива твърдотелни устройства. Това се дължи на факта, че независимите разработчици на масови SSD контролери все още нямат дизайнерски решения, които да позволят стартирането на пускането на PCIe-устройства с минимални инженерни усилия. Следователно всеки от PCIe SSD дисковете, представени в момента на рафтовете на магазините, е отличителен и уникален по свой начин.

В това тестване успяхме да съберем пет от най -популярните и най -широко използвани PCIe SSD дискове за използване в персонални компютри. И според резултатите от запознаването с тях става ясно, че купувачите, които искат да преминат към използване на твърдотелни устройства с прогресивен интерфейс, не са заплашени от сериозна агония на избор. В повечето случаи изборът ще бъде недвусмислен, тестваните модели се различават толкова много по своите потребителски качества.

Като цяло най -атрактивният модел PCIe SSD беше Samsung SM951... Това е брилянтно решение на един от лидерите на пазара, работещ чрез шината PCI Express 3.0 x4, която не само се оказа, че може да осигури най -висока производителност при типични общи натоварвания, но и значително по -евтина от всички други PCIe устройства.

Samsung SM951 обаче все още не е перфектен. Първо, той няма специални технологии, насочени към повишаване на надеждността, но все пак бих искал да ги има в премиум продукти. Второ, този SSD е доста трудно да се намери в продажба в Русия - той не се доставя у нас по официални канали. За щастие можем да предложим да обърнем внимание на добра алтернатива - Intel SSD 750... Този SSD също работи през PCI Express 3.0 x4 и е само малко зад Samsung SM951. Но той е пряк роднина на сървърните модели и следователно има висока надеждност и работи по протокола NVMe, което му позволява да демонстрира ненадмината скорост при операции на произволно запис.

По принцип на фона на Samsung SM951 и Intel SSD 750 останалите PCIe SSD дискове изглеждат доста слаби. Все още обаче има ситуации, в които ще трябва да предпочетат някой друг модел PCIe SSD. Факт е, че усъвършенстваните устройства Samsung и Intel са съвместими само със съвременни дънни платки, базирани на чипсети Intel от деветдесета или стотна серия. В по -старите системи те могат да работят само като „втори диск“ и ще бъде невъзможно да стартирате операционната система от тях. Следователно нито Samsung SM951, нито Intel SSD 750 не са подходящи за надграждане на платформи от предишни поколения и изборът ще трябва да бъде спрян на устройството. Хищник хищник Кингстън, което, от една страна, може да осигури добра производителност, а от друга страна, гарантирано няма да има проблеми със съвместимостта със стари платформи.

Поддръжка за PCI Express 3.0 в дънните платки - истинско предимство или маркетингов трик?

През последните месеци дънните платки започнаха да се появяват в линията на различни производители, в които е декларирана поддръжка за интерфейса PCI Express 3.0. Първите подобни решения бяха обявени от ASRock, MSI и GIGABYTE. В момента обаче на пазара няма абсолютно никакви чипсети, графики и централни процесори, които да поддържат интерфейса PCI Express 3.0.

Припомнете си, че стандартът PCI Express 3.0 беше одобрен миналата година. Той има многобройни предимства пред предшествениците си, така че не е изненадващо, че производителите на видеокарти и дънни платки искат да го внедрят в своите решения възможно най -скоро. Съществуващите чипсети от компаниите на Intel и AMD обаче са ограничени до поддръжка на стандарта PCI Express 2.0. Единствената надежда да се възползваме от интерфейса PCI Express 3.0 в близко бъдеще е свързана с новите процесори Intel Ivy Bridge, чието обявяване е насрочено само за март-април следващата година. Тези процесори имат интегриран шинен контролер PCI Express 3.0, но само графични чипове могат да го използват, тъй като други компоненти използват контролера на чипсета.

Обърнете внимание, че въпросът не се ограничава до подмяната на процесора. Необходимо е допълнително актуализиране на настройките на BIOS и фърмуера на чипсета. Освен това при дънни платки с няколко PCI Express x16 слота има проблем с „превключвателите“ - малки микросхеми, които са разположени близо до всеки слот и отговарят за бързото преконфигуриране на броя на специалните линии. Тези "ключове" също трябва да са съвместими с PCI Express 3.0. Трябва да се отбележи, че микросхемите nForce 200 или Lucid bridge поддържат само стандарта PCI Express 2.0 и не могат да работят със спецификацията PCI Express 3.0.

Последният аргумент е, че в момента производителите на дънни платки нямат инженерни образци на нови процесори от линията Intel Ivy Bridge или нови графични чипове, които поддържат PCI Express 3.0 спецификацията на хардуерно ниво. Обявената съвместимост с този високоскоростен интерфейс е теоретична и не може да бъде потвърдена на практика.

По този начин поддръжката на спецификацията PCI Express 3.0 от съвременните дънни платки е чисто маркетингов трик, ползите от който потребителят ще може да получи само след няколко месеца, като замени процесора и актуализира софтуерните компоненти.

Този въпрос ми е задаван повече от веднъж, така че сега ще се опитам да дам най -достъпния и кратък отговор на него, за това ще дам снимки на слотовете за разширение PCI Express и PCI на дънната платка за по -ясно разбиране и Разбира се, ще посоча основните разлики в характеристиките, т.е. .е. много скоро ще разберете какви са тези интерфейси и как изглеждат.

Така че, първо, нека накратко да отговорим на такъв въпрос, какво точно са PCI Express и PCI.

Какво представляват PCI Express и PCI?

PCIТова е компютърна паралелна I / O шина за свързване на периферни устройства към дънната платка на компютъра. PCI се използва за свързване на: видеокарти, звукови карти, мрежови карти, телевизионни тунери и други устройства. Интерфейсът PCI е остарял, така че вероятно няма да можете да намерите например модерна видеокарта, която се свързва чрез PCI.

PCI Express(PCIe или PCI-E) е компютърна серийна I / O шина за свързване на периферни устройства към дънната платка на компютъра. Тези. в същото време вече се използва двупосочна серийна връзка, която може да има няколко линии (x1, x2, x4, x8, x12, x16 и x32) колкото повече такива линии, толкова по-голяма е честотната лента на шината PCI-E . Интерфейсът PCI Express се използва за свързване на устройства като: видеокарти, звукови карти, мрежови карти, SSD устройства и други.

Има няколко версии на интерфейса PCI-E: 1.0, 2.0 и 3.0 (версия 4.0 идва скоро). Този интерфейс обикновено е обозначен, например, така PCI-E 3.0 x16което означава версия на PCI Express 3.0 с 16 ленти.

Ако говорим за това дали например видеокартата, която има интерфейс PCI-E 3.0 на дънна платка, която поддържа само PCI-E 2.0 или 1.0, ще работи, така че разработчиците казват, че всичко ще работи, просто имайте предвид, че честотната лента ще бъде ограничена от възможностите на дънната платка. Ето защо в този случай мисля, че не си струва да плащате за видеокарта с по -нова версия на PCI Express ( ако само за в бъдеще, т.е. Планирате да закупите нова дънна платка с PCI-E 3.0). Също така, и обратно, да предположим, че вашата дънна платка поддържа PCI Express 3.0, а вашата видеокарта поддържа, да речем, 1.0, тогава тази конфигурация също трябва да работи, но само с възможности на PCI-E 1.0, т.е. тук няма ограничение, тъй като видеокартата в този случай ще работи на границата на своите възможности.

Разлики PCI Express от PCI

Основната разлика в характеристиките е, разбира се, честотната лента, за PCI Express тя е много по-висока, например PCI на 66 MHz има честотна лента от 266 Mb / s, а PCI-E 3.0 (x16) 32 GB / сек.

Външно интерфейсите също са различни, така че няма да можете да свържете например видеокарта PCI Express към слота за разширение PCI. Интерфейсите на PCI Express с различен брой ленти също се различават, ще покажа всичко това на снимките.

PCI Express и PCI разширителни слотове на дънни платки

PCI и AGP слотове

PCI-E x1, PCI-E x16 и PCI слотове

#PCI_Express

Серийната шина PCI Express, разработена от Intel и нейните партньори, е предназначена да замени паралелната шина PCI и нейния разширен и специализиран вариант на AGP. Въпреки сходните имена, шините PCI и PCI Express имат малко общо. Използваният от PCI протокол за паралелен трансфер на данни налага ограничения върху честотната лента и честотата на шината; Серийният трансфер на данни, използван в PCI Express, осигурява мащабируемост (спецификациите описват PCI Express реализациите 1x, 2x, 4x, 8x, 16x и 32x). В момента версията на гумата с индекс 3.0 е актуална.

PCI-E 3.0

През ноември 2010 г. PCI-SIG, организацията за стандартизация на технологията PCI Express, обяви приемането на спецификацията PCIe Base 3.0.
Ключовата разлика от предишните две версии на PCIe е променената схема на кодиране - сега вместо 8 бита полезна информация от 10 предадени бита (8b / 10b), 128 бита полезна информация от 130 изпратени бита могат да бъдат предадени по шината , т.е. коефициентът на полезен товар е почти 100%. В допълнение, скоростта на пренос на данни се е увеличила до 8 GT / s. Припомнете си, че тази стойност за PCIe 1.x беше 2.5 GT / s, а за PCIe 2.x - 5 GT / s.
Всички горепосочени промени доведоха до удвояване на честотната лента на шината в сравнение с шината PCI-E 2.x. Това означава, че общата честотна лента на шината PCIe 3.0 в 16x конфигурация ще достигне 32 Gb / s. Първите процесори с PCIe 3.0 контролер бяха процесори на Intel, базирани на микроархитектурата Ivy Bridge.

Въпреки повече от три пъти пропускателната способност на PCI-E 3.0 в сравнение с PCI-E 1.1, производителността на същите видеокарти при използване на различни интерфейси не се различава много. Таблицата по -долу показва сравнителните резултати на GeForce GTX 980 в различни тестове. Измерванията са извършени със същите графични настройки, в същата конфигурация Версията на шината PCI-E е променена в настройките на BIOS.

PCI Express 3.0 все още е съвместим с предишните версии на PCIe.

PCI-E 2.0

През 2007 г. е приета нова спецификация на шината PCI Express - 2.0, чиято основна разлика е удвоената честотна лента на всяка преносна линия във всяка посока, т.е. в случай на най-популярната версия на PCI-E 16x, използвана във видеокартите, честотната лента е 8Gb / s във всяка посока. Първият чипсет, поддържащ PCI-E 2.0, беше Intel X38.

PCI-E 2.0 е напълно обратно съвместим с PCI-E 1.0, т.е. всички съществуващи устройства с интерфейс PCI-E 1.0 могат да работят в слотове PCI-E 2.0 и обратно.

PCI-E 1.1

Първата версия на интерфейса PCI Express, която се появи през 2002 г. Осигурена пропускателна способност от 500 MB / s на ред.

Сравнение на скоростта на различни поколения PCI-E

PCI шината работи на 33 или 66 MHz и осигурява 133 или 266 MB / s честотна лента, но тази честотна лента се споделя между всички PCI устройства. Честотата, на която работи шината PCI Express 1.1, е 2.5 GHz, което дава честотна лента от 2500 MHz / 10 * 8 = 250 * 8 Mbit / s = 250 Mb / s информация) за всяко устройство PCI Express 1.1 x1 в една посока. Ако има няколко реда за изчисляване на пропускателната способност, стойността от 250 Mb / s трябва да се умножи по броя линии и по 2, тъй като PCI Express е двупосочна шина.

PCI Express 1.1 линии	Пропускателна способност в една посока	Обща производителност
1	250 MB / сек	500 MB / сек
2	500 Mb / s	1 GB / сек
4	1 GB / сек	2 GB / сек
8	2 GB / сек	4 GB / сек
16	4 GB / сек	8 GB / сек
32	8 GB / сек	16 GB / сек

Забележка! Не трябва да се опитвате да инсталирате PCI Express карта в PCI слот и обратно, PCI картите не се вписват в слот PCI Express. Въпреки това, PCI Express 1x карта, например, може да бъде инсталирана и най -вероятно ще функционира нормално в PCI Express 8x или 16x слот, но не и обратно: PCI Express 16x карта няма да се побере в PCI Express 1x слот.

В момента в областта на сложната електроника се наблюдава активно и бързо въвеждане на нови технологии, в резултат на което някои системни компоненти могат да остареят и да не подлежат на актуализиране и т.н.

В тази връзка е необходимо да се свържат различни добавки към тях и, за които често се изисква един или друг адаптер.

В тази статия ще разгледаме адаптера pci-e pci, как работи и какви функции има.

Определение

Какво представлява това устройство и за какво е? Строго погледнато, това е входна и изходна шина, която се свързва с персонален компютър.

Към самата тази шина, тоест към адаптера, можете да свържете определен (различен в зависимост от конфигурацията) брой външни периферни устройства.

Серийна връзка свързва тези периферни устройства с компютъра.

Основната характеристика на такова устройство е неговата честотна лента.

Тя е тази, която характеризира (в общия случай) качеството на работа, нейната скорост и скоростта на компютъра и свързаните по този начин елементи.

Характеристиката на пропускателната способност се изразява в броя на свързващите линии (от 1 до 32).

В зависимост от тази основна характеристика, цената на това устройство може да варира значително. Тоест, колкото по -добра е тази характеристика (индикаторът е по -висок), толкова по -висока е цената на такова устройство. В допълнение, много зависи от статуса на производителя, надеждността на оборудването и неговата издръжливост. Средно цената започва от 250-500 рубли (за азиатски продукти с ниска честотна лента), до 2000 рубли (за европейски и японски устройства с висока честотна лента).

Спецификации

От техническа гледна точка такова устройство има три компонента:

По -горе беше написано за изключителното значение на честотната лента на устройството за нормалната му работа.

Какво е честотна лента? За да отговорите на този въпрос, е необходимо да разберете принципа на работа на такъв адаптер.

Той е в състояние едновременно двупосочно (от карта към периферия и от периферия към карта) свързване на оборудване.

В този случай предаването на данни може да се осъществи както през една, така и през няколко реда.

Колкото повече такива линии, толкова по -стабилно работи устройството, толкова по -голяма е неговата честотна лента и по -бързо ще бъде периферното оборудване.

Важно!В зависимост от броя на редовете, устройството може да има различни конфигурации: x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32. Фигурата показва директно броя на лентите за двупосочно едновременно предаване на информация. Всяка от тези ленти се състои от две двойки проводници (за двупосочно предаване).

Както можете да видите от описанието, тази конфигурация влияе значително върху цената на устройството.

Но каква практическа стойност има, наистина ли има смисъл да харчите допълнително, когато купувате устройство?

Това зависи пряко от това колко планирате да свържете към дънната платка - колкото повече има, толкова повече честотна лента се нуждае от устройството за поддържане на стабилна работа на компютъра.

Шифроване

При такава система за предаване на информация се използва специфична система за защита от изкривяване и загуба.

Този метод на защита е обозначен с 8V / 10V.

Въпросът е, че за да се прехвърлят 8 бита от необходимата информация, трябва да се използват допълнителни 2 бита за обслужване, за да се гарантира безопасността и защитата от изкривяване.

Когато такъв адаптер работи, 20% от сервизната информация се предава постоянно на компютъра, който не носи никакъв товар и не е необходим за потребителя. Но тя е тази, която въпреки че се зарежда (обаче доста незначително), осигурява стабилността на шината и периферните устройства.

История

В началото на 2000 -те слотът за разширение AGP се използва активно, с негова помощ те бяха инсталирани.

Но в един момент беше достигната максималната технически възможна производителност и се наложи създаването на адаптер от нов тип.

И скоро се появи PCI -E - беше 2002 година.

Веднага имаше нужда от адаптер, който да позволи инсталирането на нови графични решения в остарял слот за разширение или обратно.

Следователно, през 2002 г. много разработчици и производители бяха сериозно ангажирани със създаването на такъв адаптер.

По това време устройството имаше едно важно качество - възможността за надграждане на компютър с минимални разходи, защото вместо да замени дънната платка, беше сравнително евтин адаптер.

Но развитието не беше увенчано с успех, тъй като по това време те струват почти същите като първите адаптери и затова се наложи да се разработи по -проста конфигурация на адаптера.

Интересното е, че производителите също постоянно увеличават честотната лента на такива устройства. Ако за първите конфигурации беше не повече от 8 Gb / s, то за втората вече беше 16 Gb / s, а за третата - 64 Gb / s. Това отговаря на изискванията на нарастващите работни натоварвания, произтичащи от модернизацията на периферните устройства.

В същото време слотовете с различна скорост на предаване са съвместими с всякакви устройства с по-малко „високоскоростно“ ниво.

Тоест, ако графична платформа от второ или първо поколение е свързана към слота от трето поколение, слотът автоматично ще превключи в различен режим на скорост, съответстващ на свързаното устройство.

Разлики между PCI и PCI-E

Какви са специфичните разлики между двете конфигурации?

По своите технически и експлоатационни характеристики PCI е подобен на AGP, докато PCI-E е принципно нова разработка.

Докато PCI осигурява паралелен трансфер на информация, PCI -E - последователен, поради което се постига значително по -висока скорост на предаване на информация и производителност, дори като се вземе предвид използването на адаптер.

Защо е необходимо?

Защо имате нужда от такъв адаптер и за какво може да се използва, можете ли без него?

Трябва да се разбере, че повечето потребители се справят без това оборудване, тъй като не е необходимо дори на стари компютри, подложени на значително износване.

Това е допълнително оборудване, което в някои случаи ще подобри функционалността на вашия компютър, но обикновен потребител може и без него.

Всъщност използването на такъв адаптер дава само едно основно предимство - възможността за свързване на определен брой периферни устройства към картата с памет, докато е невъзможно да се свържат толкова много от тях директно. Например, по този начин можете да свържете дискретно видео или в допълнение към основния.

Също така, доста удобна опция може да бъде едновременното бързо изключване на всички периферни устройства, ако е необходимо.

Например, в случай, че скоростта на компютъра намалява или по други причини. В този случай потребителят не трябва да деактивира програмно компонентите за дълго време.

Недостатъци и възможни проблеми

Съществуват редица значителни недостатъци на тези устройства и проблемите, които те могат да причинят по време на операцията.

Най -често възникват следните трудности:

Устройството е достатъчно голямо, поради което не винаги се вписва в миниатюрни;
Втората точка автоматично следва от първата точка - адаптерът не е предназначен за работа с лаптопи;
Стабилната работа на много устройства е възможна само в комбинация с нископрофилни карти;
Винаги съществува възможност за повреда, софтуерна или техническа (незначителна) несъвместимост на устройството с дънната платка на вашия компютър (всичко се усложнява от факта, че повечето от тези устройства са обявени за универсални, макар че при много от тях те действително работят по -малко стабилни от с други);
Някои обеми от оперативната памет на компютъра остават постоянно заети поради.

Ако има нужда да свържете допълнителни устройства към дънната платка, тогава има смисъл да опитате този метод. Но трябва да запомните, че нормалната стабилна работа е възможна само с висококачествена и ефективна дънна платка и периферно устройство.