PCI Express - co to je a hlavní vlastnosti. Návod pro kupujícího herní grafické karty Formáty sběrnice PCI-E

V minulosti se běžní spotřebitelé zajímali hlavně o dva typy SSD: buď vysokorychlostní prémiové modely, jako je Samsung 850 PRO, nebo cenově výhodné nabídky jako Crucial BX100 nebo SanDisk Ultra II. To znamená, že segmentace trhu SSD byla extrémně slabá, a přestože se konkurence mezi výrobci rozvíjela v oblasti výkonu a ceny, mezera mezi horním a spodním řešením zůstala poměrně malá. Tento stav byl částečně způsoben tím, že samotná technologie SSD výrazně zlepšuje uživatelskou zkušenost s počítačem, a proto problémy s implementací u mnohých ustupují do pozadí. Ze stejného důvodu byly spotřebitelské SSD začleněny do staré infrastruktury, která se zpočátku zaměřovala na mechanické pevné disky. To značně usnadnilo jejich implementaci, nicméně SSD uzavřel do poměrně úzkého rámce, což v mnoha ohledech brání jak růstu propustnosti, tak snižování latence diskového subsystému.

Ale do určité doby tento stav vyhovoval všem. Technologie SSD byla nová a uživatelé přecházející na SSD byli s jejich nákupem spokojeni, i když v podstatě dostávali produkty, které ve skutečnosti fungovaly daleko za hranicemi jejich možností, s umělými bariérami výkonu, které bránily jejich výkonu. K dnešnímu dni však lze SSD považovat za skutečný mainstream. Každý sebevědomý majitel osobního počítače, pokud nemá ve svém systému alespoň jeden SSD, velmi vážně uvažuje o jeho pořízení ve velmi blízké budoucnosti. A za těchto podmínek jsou výrobci prostě nuceni přemýšlet o tom, jak konečně nasadit plnohodnotnou konkurenci: zničit všechny bariéry a přejít k výrobě širších produktových řad, které se zásadně liší navrhovanými vlastnostmi. Naštěstí pro to byla připravena všechna potřebná půda a především většina vývojářů SSD má chuť a příležitost začít uvolňovat produkty, které nefungují přes starší rozhraní SATA, ale přes mnohem efektivnější sběrnici PCI Express.

Jelikož je šířka pásma SATA omezena na 6 Gb/s, maximální rychlost vlajkových lodí SATA SSD nepřesahuje 500 MB/s. Dnešní flash disky však dokážou mnohem více: koneckonců, když se nad tím zamyslíte, mají více společného se systémovou pamětí než s mechanickými pevnými disky. Pokud jde o sběrnici PCI Express, nyní se aktivně používá jako transportní vrstva při připojení grafických karet a dalších přídavných řadičů, které potřebují vysokorychlostní výměnu dat, jako je Thunderbolt. Poskytuje jeden pruh PCI Express Gen 2 propustnost na úrovni 500 MB/s a řada PCI Express 3.0 může dosahovat rychlosti až 985 MB/s. Karta rozhraní instalovaná ve slotu PCIe x4 (se čtyřmi pruhy) si tedy může vyměňovat data rychlostí až 2 GB/s v případě PCI Express 2.0 a až téměř 4 GB/s při použití PCI Express třetí generace. Jedná se o vynikající indikátory, které jsou docela vhodné pro moderní jednotky SSD.

Z řečeného přirozeně vyplývá, že kromě SATA SSD by měly postupně najít distribuci na trhu i vysokorychlostní disky využívající sběrnici PCI Express. A skutečně se to děje. V obchodech lze nalézt několik modelů spotřebitelských SSD od předních výrobců, vyrobených ve formě rozšiřujících karet nebo karet M.2, které využívají různé varianty sběrnice PCI Express. Rozhodli jsme se je dát dohromady a porovnat z hlediska výkonu a dalších parametrů.

Účastníci testu

Intel SSD 750 400 GB

Na trhu SSD se Intel drží spíše nestandardní strategie a nevěnuje přílišnou pozornost vývoji SSD pro spotřebitelský segment, soustředí se na serverové produkty. Jeho návrhy se však nestávají nezajímavými, zvláště pokud jde o SSD pro sběrnici PCI Express. V tomto případě se Intel rozhodl přizpůsobit svou nejpokročilejší serverovou platformu pro použití ve vysoce výkonných klientských SSD. Tak se zrodil Intel SSD 750 400 GB, který získal nejen působivé výkonové charakteristiky a řadu serverových technologií odpovědných za spolehlivost, ale také podporu nového rozhraní NVMe, což je třeba říci pár slov samostatně.

Pokud mluvíme o konkrétních vylepšeních NVMe, pak si především zaslouží zmínku snížení režijních nákladů. Například přenos nejtypičtějších 4kilobajtových bloků v novém protokolu vyžaduje pouze jeden příkaz namísto dvou. A celá sada řídicích instrukcí byla natolik zjednodušena, že jejich zpracování na úrovni ovladačů snižuje zátěž procesoru a z toho plynoucí zpoždění minimálně o polovinu. Druhou důležitou novinkou je podpora deep pipeliningu a multitaskingu, která spočívá v možnosti paralelně vytvářet více front požadavků namísto dříve existující jediné fronty pro 32 příkazů. Protokol rozhraní NVMe je schopen obsloužit až 65536 front a každá z nich může obsahovat až 65536 příkazů. Ve skutečnosti jsou všechna omezení eliminována, a to je velmi důležité pro serverová prostředí, kde lze diskovému subsystému přiřadit obrovské množství simultánních I/O operací.

Ale i přes rozhraní NVMe Intel SSD 750 stále není server, ale spotřebitelská jednotka. Ano, téměř stejná hardwarová platforma jako v tomto disku je použita v serverových SSD Intel DC P3500, P3600 a P3700, ale Intel SSD 750 používá levnější obyčejnou MLC NAND a kromě toho je upraven firmware. Výrobce věří, že díky takovým změnám výsledný produkt osloví nadšence, protože kombinuje vysoký výkon, zcela nové rozhraní NVMe a nepříliš odstrašující náklady.

Intel SSD 750 je PCIe x4 karta s poloviční výškou, která může využívat čtyři 3.0 pruhy a dosahovat sekvenční přenosové rychlosti až 2,4 GB/s a náhodných operací až 440K IOPS. Pravda, nejprostornější modifikace 1,2 TB je nejproduktivnější, zatímco 400 GB verze, kterou jsme dostali na testy, je o něco pomalejší.

Deska pohonu je kompletně pokryta pancířem. Na přední straně se jedná o hliníkový chladič a na zadní straně je ozdobná kovová deska, která ve skutečnosti nepřichází do kontaktu s mikroobvody. Nutno podotknout, že použití radiátoru je zde nutností. Hlavní řadič Intel SSD generuje velké množství tepla a při vysoké zátěži se i disk vybavený takovým chlazením dokáže zahřát na teploty řádově 50-55 stupňů. Ale díky předinstalovanému chlazení tu není žádný náznak škrcení – výkon zůstává konstantní i při nepřetržitém a intenzivním používání.

Intel SSD 750 je založen na řadiči Intel CH29AE41AB0 na úrovni serveru, který pracuje na frekvenci 400 MHz a má osmnáct (!) kanálů pro připojení flash paměti. Vzhledem k tomu, že většina řadičů SSD pro spotřebitele má buď osm nebo čtyři kanály, je jasné, že Intel SSD 750 skutečně dokáže přečerpat podstatně více dat po sběrnici než běžné modely SSD.

Co se týče použité flash paměti, Intel SSD 750 v této oblasti nijak neinovuje. Je založen na obvyklé MLC NAND vyrobené společností Intel, vydané podle 20nm procesní technologie a mající proložená jádra 64 a 128 Gb. Nutno podotknout, že většina ostatních výrobců SSD takové paměti již dávno opustila a přešla na čipy vyrobené podle tenčích standardů. A samotný Intel začal do 16nm paměti převádět nejen své spotřebitelské, ale také serverové disky. Nicméně i přes to všechno Intel SSD 750 používá starší paměť, která má prý vyšší zdroj.

Serverový původ Intel SSD 750 lze vysledovat také ve skutečnosti, že celková kapacita flash paměti tohoto SSD je 480 GiB, z čehož je uživateli k dispozici pouze asi 78 procent. Zbytek je přidělen na náhradní fond, sběr odpadu a technologie na ochranu dat. Intel SSD 750 implementuje tradiční schéma podobné vlajkové lodi RAID 5 na úrovni čipů MLC NAND, které umožňuje úspěšnou obnovu dat, i když jeden z čipů zcela selže. Intel SSD navíc poskytuje kompletní ochranu dat před výpadky napájení. Intel SSD 750 má dva elektrolytické kondenzátory a jejich kapacita stačí na běžné vypínání disku v offline režimu.

Kingston HyperX Predator 480 GB

Kingston HyperX Predator je ve srovnání s Intel SSD 750 mnohem tradičnějším řešením. Za prvé funguje přes protokol AHCI, nikoli NVMe a za druhé tento SSD vyžaduje pro připojení k systému běžnější sběrnici PCI Express 2.0. To vše dělá verzi Kingston poněkud pomalejší - špičkové rychlosti pro sekvenční operace nepřesahují 1400 MB / s a náhodné - 160 tisíc IOPS. HyperX Predator ale na systém neklade žádné speciální požadavky – je kompatibilní s jakýmikoli, včetně starých platforem.

Spolu s tím má pohon ne úplně jednoduchou dvousložkovou konstrukci. Samotný SSD je deska formátu M.2, která je doplněna adaptérem PCI Express, který umožňuje připojit disky M.2 prostřednictvím běžných slotů PCIe plné velikosti. Adaptér je vyroben ve formě karty PCIe x4 s poloviční výškou, která využívá všechny čtyři linky PCI Express. Díky této konstrukci prodává Kingston svůj HyperX Predator ve dvou verzích: jako PCIe SSD pro desktopy a jako M.2 disk pro mobilní systémy (v tomto případě není součástí dodávky adaptér).

Kingston HyperX Predator je založen na řadiči Marvell Altaplus (88SS9293), který na jedné straně podporuje čtyři linky PCI Express 2.0 a na druhé straně má osm kanálů pro připojení flash paměti. Jedná se o dosud nejrychlejší sériově vyráběný PCI Express SSD řadič Marvell. Marvell se však brzy dočká rychlejších následovníků s podporou NVMe a PCI Express 3.0, které čip Altaplus nemá.

Vzhledem k tomu, že Kingston sám řadiče ani paměti nevyrábí a své SSD montuje z elementové základny zakoupené od jiných výrobců, není nic divného na tom, že HyperX Predator PCIe SSD je založen nejen na řadiči třetí strany, ale také na 128 -gigabitové 19- nm čipy MLC NAND od společnosti Toshiba. Taková paměť má nízkou pořizovací cenu a je nyní instalována v mnoha produktech Kingston (a dalších společností), a to především ve spotřebitelských modelech.

Použití takové paměti však vytvořilo paradox: přestože je Kingston HyperX Predator PCIe SSD podle svého formálního umístění prémiovým produktem, má pouze tříletou záruku a udávanou střední dobu mezi poruchami je mnohem menší než u vlajkových lodí SATA SSD jiných výrobců.

Kingston HyperX Predator také neposkytuje žádné speciální technologie ochrany dat. Disk má ale očím uživatele skrytou poměrně velkou plochu, jejíž velikost je 13 procent z celkové kapacity disku. Náhradní flash paměť, která je v ní obsažena, se používá pro sběr odpadu a vyrovnávání opotřebení, ale primárně se vynakládá na výměnu poškozených paměťových buněk.

Zbývá jen dodat, že konstrukce HyperX Predator neposkytuje žádné speciální prostředky pro odvod tepla z ovladače. Na rozdíl od většiny ostatních vysoce výkonných řešení tento disk nemá chladič. Tento SSD ale není vůbec náchylný na přehřívání – jeho maximální odvod tepla je jen o málo vyšší než 8 wattů.

OCZ Revodrive 350 480 GB

OCZ Revodrive 350 je právem jedním z nejstarších SSD PCI Express pro spotřebitele. V dobách, kdy žádný jiný výrobce ani neuvažoval o vydání klientských PCIe SSD, měl OCZ ve své řadě RevoDrive 3 (X2), prototyp moderního Revodrive 350. Nicméně přetrvávající kořeny OCZ PCIe disku z něj dělají poněkud zvláštní návrh. na pozadí současných konkurentů. Zatímco většina výrobců vysoce výkonných PC mechanik používá moderní řadiče s nativní podporou sběrnice PCI Express, Revodrive 350 má velmi složitou a zjevně neoptimální architekturu. Základem jsou dva nebo čtyři (v závislosti na hlasitosti) řadiče SandForce SF-2200, které jsou sestaveny do pole RAID s nulovou úrovní.

Pokud mluvíme o 480 GB modelu OCZ Revodrive 350, který se tohoto testu zúčastnil, pak je ve skutečnosti založen na čtyřech SATA SSD s kapacitou 120 GB, z nichž každý je založen na vlastním čipu SF-2282 (analogový rozšířeného SF-2281). Poté jsou tyto prvky spojeny do jediného čtyřsložkového pole RAID 0. K tomuto účelu je však použit ne zcela známý RAID řadič, ale proprietární virtualizační procesor (VCA 2.0) OCZ ICT-0262. Je to však velmi podobné tomu, že se pod tímto názvem skrývá přehozený čip Marvell 88SE9548, což je čtyřportový SAS / SATA 6 Gb / s RAID řadič s rozhraním PCI Express 2.0 x8. Ale i tak si inženýři OCZ pro tento ovladač napsali vlastní firmware a ovladač.

Jedinečnost softwarové komponenty RevoDrive 350 spočívá v tom, že neimplementuje zcela klasický RAID 0, ale jakýsi ten s interaktivním vyvažováním zátěže. Namísto rozdělení datového toku do bloků pevné velikosti a jejich sekvenčního přenosu do různých řadičů SF-2282 technologie VCA 2.0 zahrnuje analýzu a flexibilní přerozdělení I/O operací v závislosti na aktuálním obsazení řadičů paměti flash. RevoDrive 350 proto pro uživatele vypadá jako SSD. Do jeho BIOSu se nedostanete a bez podrobného seznámení s hardwarovou náplní je nemožné zjistit, že se v útrobách tohoto SSD skrývá RAID pole. A co víc, na rozdíl od konvenčních polí RAID, RevoDrive 350 podporuje všechny typické funkce SSD: SMART monitorování, TRIM a Secure Erase.

RevoDrive 350 je k dispozici jako desky s rozhraním PCI Express 2.0 x8. Navzdory skutečnosti, že je skutečně použito všech osm linek rozhraní, jsou deklarované výkonnostní ukazatele znatelně nižší než jejich celková teoretická propustnost. maximální rychlost sekvenční operace jsou omezeny na 1800 MB/s a výkon libovolných operací nepřesahuje 140 tisíc IOPS.

Stojí za zmínku, že OCZ RevoDrive 350 je PCI Express x8 deska s plnou výškou, což znamená, že je fyzicky větší než všechny ostatní SSD, které jsme testovali, a proto ji nelze instalovat do nízkoprofilových systémů. Přední plocha desky RevoDrive 350 je pokryta ozdobným kovovým pláštěm, který zároveň funguje jako chladič pro základní čip RAID řadiče. Kontroléry SF-2282 jsou umístěny na zadní straně desky a nemají žádné chlazení.

K vytvoření pole flash pamětí OCZ použila čipy své mateřské společnosti Toshiba. Použité čipy jsou vyráběny 19nm procesní technologií a mají kapacitu 64 Gbps. Celková velikost flash paměti v RevoDrive 350 480 GB je 512 GB, ale 13 % je vyhrazeno pro interní potřeby – vyrovnávání opotřebení a sběr odpadu.

Stojí za zmínku, že architektura RevoDrive 350 není jedinečná. Na trhu je několik dalších modelů podobných SSD, které fungují na principu „RAID pole SATA SSD založené na řadičích SandForce“. Všechna taková řešení, jako je uvažovaný OCZ PCIe disk, však mají nepříjemnou nevýhodu – jejich výkon zápisu se časem snižuje. To je způsobeno zvláštnostmi vnitřních algoritmů řadičů SandForce, u kterých operace TRIM nevrací rychlost zápisu na původní úroveň.

Nespornou skutečnost, že je RevoDrive 350 o krok níže než další generace PCI Express disků, zdůrazňuje také fakt, že na tento disk je poskytována pouze tříletá záruka a jeho garantovaný zdroj pro zápis je pouze 54 TB – mnohonásobně méně než jeho konkurentů. Navíc, přestože je RevoDrive 350 založen na stejném designu jako server Z-Drive 4500, nemá žádnou ochranu proti přepětí. To vše však nebrání OCZ se svou neodmyslitelnou drzostí umístit RevoDrive 350 jako prémiové řešení na úroveň Intel SSD 750.

Plextor M6e Black Edition 256 GB

Nutno hned podotknout, že pohon Plextor M6e Black Edition je přímým nástupcem známého modelu M6e. Podobnost novinky s předchůdcem lze vysledovat téměř ve všem, pokud se bavíme o technické, nikoli estetické složce. Nový SSD má také dvoudílný design, včetně skutečného disku ve formátu M.2 2280 a adaptéru, který vám umožní nainstalovat jej do libovolného běžného PCIe x4 slotu (nebo rychlejšího). Je také založen na osmikanálovém řadiči Marvell 88SS9183, který komunikuje s vnějším světem prostřednictvím dvou linek PCI Express 2.0. Stejně jako v předchozí verzi používá M6e Black Edition flash paměť MLC společnosti Toshiba.

A to znamená, že přestože sestavená M6e Black Edition vypadá jako poloviční PCI Express x4 karta, ve skutečnosti tento SSD používá pouze dva PCI Express 2.0 pruhy. Proto ty nepříliš ohromující rychlosti, které jsou jen o málo rychlejší než tradiční SATA SSD. Výkon pasu na sekvenční operace je omezen na 770 MB / s a na libovolné - 105 tisíc IOPS. Za zmínku stojí, že Plextor M6e Black Edition pracuje podle staršího protokolu AHCI, což zajišťuje jeho širokou kompatibilitu s různými systémy.

I přesto, že Plextor M6e Black Edition je stejně jako Kingston HyperX Predator kombinací PCI Express adaptéru a „jádra“ ve formátu M.2 desky, nelze to z přední strany určit. Celý disk se ukrývá pod tvarovaným černým hliníkovým pláštěm, v jehož středu je zapuštěn červený chladič, který by měl odvádět teplo z řadiče a paměťových čipů. Výpočet designérů je jasný: podobné barevné řešení je široce používáno v různém herním hardwaru, takže Plextor M6e Black Edition bude vypadat harmonicky vedle mnoha herních základních desek a grafických karet od většiny předních výrobců.

Pole flash paměti v Plextor M6e Black Edition je poháněno druhou generací 19nm MLC NAND čipů Toshiba s kapacitou 64 Gb/s. Rezerva použitá na náhradní fond a provoz vnitřních algoritmů vyrovnávání opotřebení a sběru odpadu je přidělena 7 procent z celkové částky. Vše ostatní má uživatel k dispozici.

Vzhledem k použití dosti slabého řadiče Marvell 88SS9183 s externí sběrnicí PCI Express 2.0 x2 je třeba disk Plextor M6e Black Edition považovat za spíše pomalé PCIe SSD. To však nebrání výrobci odkazovat tento produkt na vrchol cenová kategorie. Na jedné straně je stále rychlejší než SATA SSD a na druhé straně má dobré spolehlivostní vlastnosti: má dlouhou dobu mezi poruchami a vztahuje se na něj pětiletá záruka. Nejsou v něm však implementovány žádné speciální technologie, které mohou chránit M6e Black Edition před přepětím nebo zvýšit jeho zdroje.

Samsung SM951 256 GB

Samsung SM951 je nejvíce nepolapitelný disk v dnešním testování. Faktem je, že zpočátku se jedná o produkt pro počítačové sestavovače, takže v maloobchodních prodejích spíše vybledl. Nicméně na přání je stále možné jej zakoupit, a tak jsme neodmítli uvažovat o SM951. Navíc, soudě podle vlastností, jde o velmi vysokorychlostní model. Je navržen pro práci na sběrnici PCI Express 3.0 x4, používá protokol AHCI a slibuje působivé rychlosti: až 2150 MB/s v sekvenčních operacích a až 90 000 IOPS v náhodných operacích. Ale co je nejdůležitější, navzdory tomu všemu je Samsung SM951 levnější než mnoho jiných PCIe SSD, takže jeho hledání v prodeji může mít velmi specifický obchodní případ.

Dalším rysem Samsung SM951 je, že přichází ve formě M.2. Zpočátku je toto řešení zaměřeno na mobilní systémy, takže k jednotce nejsou přiloženy žádné adaptéry pro sloty PCIe v plné velikosti. To však lze jen stěží považovat za vážný nedostatek – většina základních desek vlajkových lodí má na desce také sloty pro rozhraní M.2. Potřebné adaptérové desky jsou navíc na trhu běžně dostupné. Samotný Samsung SM951 je deska formátu M.2 2280, jejíž konektor má klíč typu M, indikující potřebu SSD ve čtyřech PCI Express drahách.

Samsung SM951 je založen na výjimečně výkonném řadiči Samsung UBX, vyvinutém výrobcem speciálně pro PCI Express SSD. Je založen na třech jádrech s architekturou ARM a teoreticky je schopen pracovat s příkazy AHCI i NVMe. V dotyčném SSD je v řadiči povolen pouze režim AHCI. Verze NVMe tohoto řadiče se však brzy objeví v novém spotřebitelském SSD, který má společnost Samsung uvést na trh letos na podzim.

Vzhledem k OEM zaměření se u daného disku neuvádí žádná záruční doba ani předpokládaná výdrž. Tyto parametry musí deklarovat montéři systémů, do kterých bude SM951 instalován, nebo prodejci. Je však třeba poznamenat, že 3D V-NAND, které nyní Samsung aktivně propaguje u spotřebitelských SSD jako rychlejší a spolehlivější typ flash paměti, není v SM951 použito. Místo toho používá obvyklý planární Toggle Mode 2.0 MLC NAND, pravděpodobně vyráběný pomocí 16nm technologie (některé zdroje naznačují 19nm procesní technologii). To znamená, že u SM951 nelze očekávat stejně vysokou výdrž jako vlajkový disk 850 PRO SATA. V tomto parametru se SM951 blíží běžným modelům střední třídy, navíc je v tomto SSD alokováno pro redundanci pouze 7 procent flash paměťového pole. Samsung SM951 nemá žádné speciální technologie na úrovni serveru pro ochranu dat před výpadky napájení. Jinými slovy, důraz je v tomto modelu kladen pouze na rychlost práce a vše ostatní je odříznuto, aby se snížily náklady.

Za zmínku stojí ještě jedna věc. Při vysoké zátěži vykazuje Samsung SM951 poměrně vážné zahřívání, které nakonec může vést i k zařazení škrcení. Proto je ve vysoce výkonných systémech pro SM951 žádoucí organizovat alespoň proudění vzduchu, nebo lépe, uzavřít jej radiátorem.

Srovnávací charakteristiky testovaných SSD

Problémy s kompatibilitou

Jako každá nová technologie, ani PCI Express SSD zatím nejsou 100% bezproblémové s žádnou platformou, zvláště se staršími. Správný SSD si proto musíte vybrat nejen na základě spotřebitelských charakteristik, ale také s ohledem na kompatibilitu. Zde je důležité mít na paměti dva body.

Za prvé, různá SSD mohou využívat různý počet PCI Express pruhů a různé generace této sběrnice – 2.0 nebo 3.0. Před nákupem PCIe disku se proto musíte ujistit, že systém, kam jej plánujete nainstalovat, má volný slot s požadovanou šířkou pásma. Rychlejší PCIe SSD jsou samozřejmě zpětně kompatibilní s pomalejšími sloty, ale v tomto případě pořízení vysokorychlostního SSD nedává moc smysl – prostě nemůže naplno využít svůj potenciál.

Plextor M6e Black Edition má v tomto smyslu nejširší kompatibilitu – vyžaduje pouze dva pruhy PCI Express 2.0 a takový volný slot se jistě najde téměř na každém základní deska. Kingston HyperX Predator již potřebuje čtyři linky PCI Express 2.0: mnoho základních desek má také takové sloty PCIe, ale některé levné platformy nemusí mít další sloty se čtyřmi nebo více pruhy PCI Express. To platí zejména pro základní desky postavené na čipových sadách nízké úrovně, jejichž celkový počet lze snížit na šest. Před zakoupením Kingston HyperX Predator proto nezapomeňte zkontrolovat, zda má systém volný slot se čtyřmi a více PCI Express linkami.

OCZ Revodrive 350 posouvá věci o krok dále – již nyní vyžaduje osm PCI Express pruhů. Takové sloty obvykle neimplementuje čipová sada, ale procesor. Nejlepším místem pro použití takového disku jsou proto platformy LGA 2011/2011-3, kde má řadič procesoru PCI Express nadměrný počet drah, což umožňuje obsluhu více než jedné grafické karty. V systémech s procesory LGA 1155/1150/1151 bude OCZ Revodrive 350 vhodný pouze v případě použití grafiky integrované do CPU. Jinak ve prospěch SSD budete muset GPU ubrat polovinu řádků přepnutím do režimu PCI Express x8.

Intel SSD 750 a Samsung SM951 jsou poněkud podobné OCZ Revodrive 350: je také vhodnější použít je v PCI Express slotech napájených CPU. Důvodem zde však není počet pruhů – ty vyžadují pouze čtyři pruhy PCI Express, ale generace tohoto rozhraní: oba tyto disky jsou schopny využívat zvýšenou šířku pásma PCI Express 3.0. Existuje však výjimka: nejnovější čipové sady Intel sté řady, určené pro procesory rodiny Skylake, dostaly podporu PCI Express 3.0, takže do nejnovějších desek LGA 1151 je lze bez výčitek svědomí nainstalovat do čipové sady PCIe. sloty, do kterých jsou alespoň čtyři řádky.

Problém s kompatibilitou má druhou část. Ke všem omezením spojeným s šířkou pásma různých variant PCI Express slotů existují také omezení spojená s použitými protokoly. Nejbezporuchovější v tomto smyslu jsou SSD, které fungují přes AHCI. Vzhledem k tomu, že emulují chování konvenčního SATA řadiče, mohou pracovat s jakoukoli, i starou, platformou: jsou vidět v BIOSu všech základních desek, mohou být spouštěcí disky a pro jejich fungování v operačním systému nejsou potřeba žádné další ovladače. Jinými slovy, Kingston HyperX Predator a Plextor M6e Black Edition jsou dva z nejvíce bezproblémových PCIe SSD.

A co druhý pár AHCI disků? U nich je situace trochu složitější. OCZ Revodrive 350 funguje v operačním systému přes vlastní ovladač, ale i tak nejsou problémy se zaváděním tohoto disku. Horší situace je u Samsungu SM951. Přestože tento SSD komunikuje se systémem pomocí staršího protokolu AHCI, nemá vlastní BIOS, a proto jej musí inicializovat BIOS základní desky. Podpora tohoto SSD bohužel není k dispozici u všech základních desek, zejména u starších. S plnou důvěrou proto můžeme hovořit pouze o jeho kompatibilitě s deskami založenými na nejnovějších čipsetech Intel devadesáté a sté série. V jiných případech se může stát, že se prostě neuvidí. základní deska. To samozřejmě nebrání použití Samsung SM951 v operačním systému, kde jej snadno inicializuje ovladač AHCI, ale v tomto případě budete muset zapomenout na možnost bootování z vysokorychlostního SSD.

Největší nepříjemnosti ale může způsobit Intel SSD 750, který funguje přes nové rozhraní NVMe. Ovladače, které jsou vyžadovány pro podporu SSD pomocí tohoto protokolu, jsou k dispozici pouze v nejnovějších operačních systémech. Takže v Linuxu se podpora NVMe objevila v jádře verze 3.1; "Nativní" ovladač NVMe je k dispozici v systémech Microsoft počínaje Windows 8.1 a Windows Server 2012 R2; a v OS X byla ve verzi 10.10.3 přidána kompatibilita s disky NVMe. NVMe SSD navíc nepodporují všechny základní desky. Aby mohly být takové disky použity jako bootovatelné, musí mít BIOS základní desky také příslušný ovladač. Potřebnou funkcionalitu však výrobci zabudovali pouze do nejnovějších verzí firmwaru vydaných pro nejnovější modely základních desek. Tak si stáhněte podporu operační systém Disky NVMe jsou dostupné pouze na nejmodernějších deskách nadšenců založených na čipsetech Intel Z97, Z170 a X99. Na starších a levnějších platformách budou uživatelé moci používat NVMe SSD jako druhé disky pouze v omezené sadě operačních systémů.

I přesto, že jsme se snažili popsat všechny možné kombinace platforem a PCI Express disků, hlavním závěrem z řečeného je, že kompatibilita PCIe SSD se základními deskami není zdaleka tak samozřejmá jako v případě SATA SSD. Před zakoupením jakéhokoli vysokorychlostního SSD, který funguje přes PCI Express, si proto na webu výrobce nezapomeňte ověřit jeho kompatibilitu s konkrétní základní deskou.

Konfigurace, nástroje a metodika testování

Testování se provádí na operačním sále systém Microsoft Windows 8.1 Professional x64 s aktualizací správně rozpoznává a obsluhuje moderní SSD. To znamená, že v procesu absolvování testů je stejně jako při běžném každodenním používání SSD podporován a aktivně zapojen příkaz TRIM. Měření výkonu se provádí u disků v "použitém" stavu, čehož je dosaženo jejich předvyplněním daty. Před každým testem jsou disky vyčištěny a udržovány pomocí příkazu TRIM. Mezi jednotlivými testy je dodržena 15minutová pauza, vyhrazená pro správný vývoj technologie odvozu odpadu. Všechny testy, pokud není uvedeno jinak, používají randomizovaná, nestlačitelná data.

Použité aplikace a testy:

Iometr 1.1.0

Měření rychlosti sekvenčního čtení a zápisu dat v blocích 256 KB (nejtypičtější velikost bloku pro sekvenční operace v úlohách desktopu). Odhady rychlostí se provádějí během jedné minuty, poté se vypočítá průměr.
Měření rychlosti náhodného čtení a zápisu ve 4 KB blocích (tato velikost bloku se používá v naprosté většině reálných operací). Test probíhá dvakrát – bez fronty požadavků a s frontou požadavků s hloubkou 4 příkazů (typické pro desktopové aplikace, které aktivně pracují s rozvětveným souborovým systémem). Datové bloky jsou zarovnány se stránkami paměti flash na jednotkách. Rychlosti se vyhodnocují po dobu tří minut, po kterých se vypočítá průměr.
Stanovení závislosti rychlosti náhodného čtení a zápisu při práci disku se 4kB bloky na hloubce fronty požadavků (v rozsahu od 1 do 32 příkazů). Datové bloky jsou zarovnány se stránkami paměti flash na jednotkách. Rychlosti se vyhodnocují po dobu tří minut, po kterých se vypočítá průměr.
Stanovení závislosti rychlosti náhodného čtení a zápisu, když jednotka pracuje s bloky různých velikostí. Používají se bloky od 512 bajtů do 256 KB. Hloubka fronty požadavků během testu je 4 příkazy. Datové bloky jsou zarovnány se stránkami paměti flash na jednotkách. Rychlosti se vyhodnocují po dobu tří minut, po kterých se vypočítá průměr.
Měření výkonu při smíšeném vícevláknovém zatížení a stanovení jeho závislosti na poměru mezi operacemi čtení a zápisu. Test se provádí dvakrát: pro sekvenční čtení a zápis ve 128 KB blocích, prováděný ve dvou nezávislých vláknech, a pro náhodné operace se 4 KB bloky, které se provádějí ve čtyřech vláknech. V obou případech se poměr mezi čtením a zápisem pohybuje po 20 procentech. Rychlosti se vyhodnocují po dobu tří minut, po kterých se vypočítá průměr.
Zkoumání degradace výkonu SSD při zpracování nepřetržitého proudu operací náhodného zápisu. Používají se bloky 4 KB a hloubka fronty 32 příkazů. Datové bloky jsou zarovnány se stránkami paměti flash na jednotkách. Doba trvání testu je dvě hodiny, okamžité měření rychlosti se provádí každou sekundu. Na konci testu je dodatečně kontrolována schopnost pohonu obnovit svůj výkon na původní hodnoty z důvodu provozu technologie garbage collection a po zpracování příkazu TRIM.

CrystalDiskMark 5.0.2
Syntetický benchmark, který vrací typický výkon SSD měřený na 1 GB oblasti disku „nahoře“ souborového systému. Z celé sady parametrů, které lze pomocí této utility vyhodnocovat, dbáme na rychlost sekvenčního čtení a zápisu a také na výkon náhodného čtení a zápisu ve 4kilobajtových blocích bez fronty požadavků a s frontou 32 pokynů hluboko.
PC Mark 8 2.0
Test založený na emulaci reálného zatížení disku, což je typické pro různé populární aplikace. Na testovaném disku se v systému souborů NTFS vytvoří jeden oddíl pro celý dostupný svazek a test sekundárního úložiště se provede v PCMark 8. Jako výsledky testů se bere v úvahu jak konečný výkon, tak rychlost provádění jednotlivých testovacích tras generovaných různými aplikacemi.
Testy kopírování souborů
Tento test měří rychlost kopírování adresářů se soubory jiný typ, stejně jako rychlost archivace a rozbalování souborů uvnitř disku. Pro kopírování použijte standard nástroj Windows- Nástroj Robocopy při archivaci a rozbalování - 7-zip archivátor verze 9.22 beta. Testy zahrnují tři sady souborů: ISO - sada, která obsahuje několik diskových obrazů s distribucí softwaru; Program – sada, která je předinstalovaným softwarovým balíčkem; Práce - soubor pracovních souborů, včetně kancelářských dokumentů, fotografií a ilustrací, souborů pdf a multimediální obsah. Každá ze sad má celkovou velikost souboru 8 GB.

Jako testovací platforma je použit počítač se základní deskou ASUS Z97-Pro, Jádrový procesor i5-4690K s integrovanou grafikou Intel HD Graphics 4600 a 16 GB DDR3-2133 SDRAM. Disky s rozhraním SATA jsou připojeny k řadiči SATA 6 Gb/s zabudovanému v čipové sadě základní desky a pracují v režimu AHCI. Jednotky PCI Express jsou instalovány v prvním slotu PCI Express 3.0 x16 s plnou rychlostí. Použité ovladače jsou Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.5.2.1000 a Intel Windows NVMe ovladač 1.2.0.1002.

Objem a rychlost přenosu dat v benchmarcích jsou uváděny v binárních jednotkách (1 KB = 1024 bajtů).

Kromě pěti hlavních postav tohoto testu - klientských SSD s rozhraním PCI Express jsme do společnosti přidali nejrychlejší SATA SSD - Samsung 850 PRO.

V důsledku toho měl seznam testovaných modelů následující podobu:

Intel SSD 750 400 GB (SSDPEDMW400G4, firmware 8EV10135);
Kingston HyperX Predator PCIe 480 GB (SHPM2280P2H/480G, Firmware OC34L5TA);
OCZ RevoDrive 350 480 GB (RVD350-FHPX28-480G, firmware 2.50);
Plextor M6e Black Edition 256 GB (PX-256M6e-BK, firmware 1.05);
Samsung 850 Pro 256 GB (MZ-7KE256, firmware EXM01B6Q);
Samsung SM951 256 GB (MZHPV256HDGL-00000, firmware BXW2500Q).

Výkon

Sekvenční operace čtení a zápisu

Nová generace SSD, přenesená na sběrnici PCI Express, by měla vynikat především vysokou rychlostí sekvenčního čtení a zápisu. A to je přesně to, co vidíme na grafu. Všechny PCIe SSD překonávají nejlepší SATA SSD, Samsung 850 PRO. I tak jednoduchá zátěž, jako je sekvenční čtení a zápis, však ukazuje obrovské rozdíly mezi SSD od různých výrobců. Varianta použité sběrnice PCI Express navíc nemá rozhodující význam. Nejlepší výkon zde může podat disk Samsung SM951 PCI Express 3.0 x4 a na druhém místě je Kingston HyperX Predator fungující přes PCI Express 2.0 x4. Progresivní NVMe disk Intel SSD 750 byl až na třetím místě.

Náhodné čtení

Pokud mluvíme o náhodném čtení, jak můžete vidět z diagramů, PCIe SSD se nijak zvlášť neliší rychlostí od tradičních SATA SSD. Navíc to platí nejen pro disky AHCI, ale také pro produkt, který pracuje s kanálem NVMe. Ve skutečnosti pouze tři účastníci tohoto testu mohou prokázat lepší výkon než Samsung 850 PRO v operacích náhodného čtení na malých frontách požadavků: Samsung SM951, Intel SSD 750 a Kingston HyperX Predator.

Navzdory skutečnosti, že operace s hlubokou frontou požadavků pro osobní počítače nejsou typické, stále uvidíme, jak závisí výkon uvažovaného SSD na hloubce fronty požadavků při čtení 4kilobajtových bloků.

Graf jasně ukazuje, jak řešení fungující prostřednictvím PCI Express 3.0 x4 mohou překonat všechny ostatní SSD. Křivky odpovídající Samsungu SM951 a Intel SSD 750 jsou výrazně vyšší než křivky ostatních disků. Z výše uvedeného schématu lze vyvodit další závěr: OCZ RevoDrive 350 je ostudně pomalý SSD. Při operacích náhodného čtení je zhruba poloviční za SATA SSD, což je dáno jeho architekturou RAID a použitím zastaralých řadičů SandForce druhé generace.

Kromě toho doporučujeme podívat se na to, jak závisí rychlost náhodného čtení na velikosti datového bloku:

Zde je obrázek mírně odlišný. S narůstající velikostí bloku se operace začnou tvářit jako sekvenční, takže roli začíná hrát nejen architektura a výkon SSD řadiče, ale také šířka pásma sběrnice, kterou používají. Na velkých blocích lepší výkon poskytují Samsung SM951, Intel SSD 750 a Kingston HyperX Predator.

Náhodné zápisy

Někde se měly projevit výhody rozhraní NVMe, které poskytuje nízké latence, a řadiče Intel SSD 750 s vysokou úrovní paralelismu. Kromě toho vám prostorná vyrovnávací paměť DRAM dostupná v tomto SSD umožňuje organizovat velmi efektivní ukládání dat do mezipaměti. Výsledkem je, že Intel SSD 750 poskytuje nepřekonatelný výkon náhodného zápisu, i když má fronta požadavků minimální hloubku.

Chcete-li jasněji vidět, co se stane s výkonem náhodného zápisu s rostoucí hloubkou fronty požadavků, podívejte se na následující graf, který ukazuje výkon náhodného zápisu 4K vs. hloubka fronty požadavků:

Výkon Intel SSD 750 se zvyšuje, dokud hloubka fronty nedosáhne 8 instrukcí. Toto je typické chování pro spotřebitelské SSD. Intel odlišuje však to, že jeho rychlosti náhodného zápisu jsou výrazně vyšší než u jakéhokoli jiného SSD, včetně nejrychlejších modelů PCIe, jako je Samsung SM951 nebo Kingston HyperX Predator. Jinými slovy, při náhodném zápisu nabízí Intel SSD 750 zásadně lepší výkon než jakýkoli jiný SSD. Jinými slovy, přechod na používání rozhraní NVMe umožňuje napumpovat rychlost náhodného nahrávání. A to je jistě důležitá vlastnost, ale především pro serverové jednotky. Intel SSD 750 je ve skutečnosti jen blízkým příbuzným modelů jako Intel DC P3500, P3600 a P3700.

Následující graf ukazuje výkon náhodného zápisu versus velikost datového bloku.

S rostoucí velikostí bloků ztrácí Intel SSD 750 svou nepopiratelnou výhodu. Samsung SM951 a Kingston HyperX Predator začínají produkovat přibližně stejný výkon.

Vzhledem k tomu, že náklady na disky SSD se již nepoužívají výhradně jako systémové disky a stávají se běžnými pracovními disky. V takových situacích dostává SSD nejen rafinovanou zátěž ve formě zápisů nebo čtení, ale také smíšené požadavky, kdy operace čtení a zápisu jsou iniciovány různými aplikacemi a musí být zpracovávány současně. Značným problémem však zůstává plně duplexní provoz moderních SSD řadičů. Při smíchání čtení a zápisu ve stejné frontě rychlost většiny spotřebitelských SSD disků znatelně klesá. To byl důvod pro samostatnou studii, ve které ověřujeme, jak si SSD vedou, když je potřeba zpracovávat sekvenční operace proložené. Další dvojice grafů ukazuje nejtypičtější případ pro stolní počítače, kde je poměr počtu čtení a zápisu 4 ku 1.

Při sekvenčním smíšeném zatížení s převládajícími operacemi čtení, což je typické pro běžné osobní počítače, podávají Samsung SM951 a Kingston HyperX Predator nejlepší výkon. Náhodné smíšené zatížení se ukazuje jako obtížnější pro SSD a ponechává Samsung SM951 v čele, ale na druhé místo se posouvá Intel SSD 750. Zároveň se obecně ukazuje, že Plextor M6e Black Edition, Kingston HyperX Predator a OCZ RevoDrive 350 jsou znatelně horší než běžný SATA SSD.

Následujících pár grafů poskytuje podrobnější obrázek o výkonu smíšené zátěže a ukazuje rychlost SSD versus poměr čtení a zápisu na něj.

Vše výše uvedené je dobře potvrzeno ve výše uvedených grafech. Ve smíšené zátěži se sekvenčními operacemi předvádí nejlepší výkon Samsung SM951, který se při jakékoli práci se sériovými daty cítí jako ryba ve vodě. U libovolných smíšených operací je situace mírně odlišná. Oba disky Samsung, oba PCI Express 3.0 x4 SM951 i běžný SATA 850 PRO, si v tomto testu vedou velmi dobře a předčí téměř všechny ostatní SSD. V některých případech jim odolá pouze Intel SSD 750, který je díky příkazovému systému NVMe dokonale optimalizován pro práci s náhodnými zápisy. A když pracovní tok smíšeného obchodu stoupne na 80 procent nebo více záznamů, poskočí vpřed.

Výsledky v CrystalDiskMark

CrystalDiskMark je oblíbená a jednoduchá testovací aplikace, která běží „navrchu“ souborového systému, což vám umožňuje získat výsledky snadno replikovatelné běžnými uživateli. Údaje o výkonu získané v něm by měly doplňovat podrobné grafy, které jsme vytvořili na základě testů v IOMeter.

Tyto čtyři grafy jsou pouze teoretickou hodnotou a ukazují špičkový výkon, který není dosažitelný v typických klientských úlohách. Hloubka fronty požadavků 32 příkazů se na osobních počítačích nikdy nevyskytuje, ale ve speciálních testech vám umožňuje získat maximální výkon. A v tomto případě vedoucí výkon s velkým náskokem dává Intel SSD 750, který má architekturu zděděnou ze serverových disků, kde je velká hloubka fronty požadavků docela v pořádku.

Tyto čtyři diagramy jsou ale již praktické – zobrazují výkon při zátěži, který je typický pro osobní počítače. A zde podává nejlepší výkon Samsung SM951, který za Intel SSD 750 zaostává jen s náhodnými 4kilobajtovými zápisy.

PCMark 8 2.0 skutečné případy použití

Testovací balíček Futuremark PCMark 8 2.0 je zajímavý tím, že není syntetického charakteru, ale naopak vychází z toho, jak fungují reálné aplikace. Během jeho průchodu se reprodukují reálné scénáře-stopy používání disku v běžných úlohách desktopu a měří se rychlost jejich provádění. Aktuální verze tohoto testu simuluje pracovní zátěž, která je převzata ze skutečných herních aplikací a softwarových balíčků Battlefield 3 a World of Warcraft od společností Abobe a Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint a Word. Konečný výsledek se vypočítá jako průměrná rychlost, kterou pohony vykazují při průjezdu testovacími tratěmi.

Test PCMark 8 2.0, který hodnotí výkon úložných systémů v reálných aplikacích, nám jasně říká, že existují pouze dva PCIe disky, které jsou zásadně rychlejší než běžné SATA modely. Jde o Samsung SM951 a Intel SSD 750, které vítězí i v mnoha dalších testech. Ostatní PCIe SSD, jako Plextor M6e Black Edition a Kingston HyperX Predator, jsou více než jedenapůlkrát za lídry. No, OCZ ReveDrive 350 ukazuje upřímně špatný výkon. Je více než dvakrát pomalejší než nejlepší PCIe SSD a má nižší rychlost i než Samsung 850 PRO, který pracuje přes rozhraní SATA.

Integrální výsledek PCMark 8 by měl být doplněn o ukazatele výkonu vydávané flash disky při projíždění jednotlivých testovacích tratí, které simulují různé scénáře reálného zatížení. Faktem je, že při různé zátěži se flash disky často chovají trochu jinak.

Ať už mluvíme o jakékoli aplikaci, v každém případě jeden z SSD s rozhraním PCI Express 3.0 x4 podává nejvyšší výkon: buď Samsung SM951 nebo Intel SSD 750. Zajímavé je, že ostatní PCIe SSD v některých případech dávají obecně pouze rychlosti na úrovni SATA SSD. Ve skutečnosti je výhoda stejného Kingston HyperX Predator a Plextor M6e Black Edition oproti Samsungu 850 PRO vidět pouze v Adobe Photoshop, Battlefield 3 a Microsoft Word.

Kopírování souborů

S ohledem na to, že SSD se do osobních počítačů stále více zavádějí, rozhodli jsme se do naší metodiky přidat i měření výkonu při běžných souborových operacích – při kopírování a práci s archivátory – které se provádějí „uvnitř“ disku. Jde o typickou diskovou aktivitu, ke které dochází, pokud SSD neplní roli systémového disku, ale běžného disku.

V testech kopírování jsou lídry stále stejné Samsung SM951 a Intel SSD 750. Pokud se však bavíme o velkých sekvenčních souborech, pak jim Kingston HyperX Predator může konkurovat. Musím říct, že s jednoduchým kopírováním jsou téměř všechny PCIe SSD rychlejší než Samsung 850 PRO. Existuje pouze jedna výjimka - Plextor M6e Black Edition. A OCZ RevoDrive 350, který se ve zbytku testů stabilně octl v pozici beznadějného podrazáka, nečekaně obchází nejen SATA SSD, ale i nejpomalejší PCIe SSD.

Druhá skupina testů byla provedena při archivaci a rozbalení adresáře s pracovními soubory. Zásadní rozdíl je v tomto případě v tom, že polovina operací se provádí s rozptýlenými soubory a druhá polovina s jedním velkým archivním souborem.

Obdobná situace je i při práci s archiváliemi. Jediný rozdíl je v tom, že zde se Samsung SM951 dokáže sebevědomě odpoutat od všech konkurentů.

Jak funguje TRIM a sběr odpadu na pozadí

Při testování různých SSD disků vždy kontrolujeme, jak zpracovávají příkaz TRIM a zda jsou schopny sbírat odpadky a obnovovat svůj výkon bez podpory operačního systému, tedy v situaci, kdy se příkaz TRIM nepřenáší. Takové testování bylo provedeno i tentokrát. Schéma tohoto testu je standardní: po vytvoření dlouhého nepřetržitého zatížení při zápisu dat, které vede ke snížení rychlosti zápisu, zakážeme podporu TRIM a počkáme 15 minut, během kterých se SSD může pokusit o samoobnovení kvůli svému vlastní algoritmus garbage collection, ale bez vnější pomoci operačního systému, a měřit rychlost. Poté je do pohonu vynuceně odeslán příkaz TRIM – a po krátké pauze se znovu změří rychlost.

Výsledky takového testování jsou uvedeny v následující tabulce, která u každého testovaného modelu udává, zda reaguje na TRIM vymazáním nepoužívané části flash paměti a zda dokáže připravit čisté stránky flash paměti pro budoucí operace, pokud příkaz TRIM nebude dáno tomu. U disků, u kterých se ukázalo, že jsou schopny provádět shromažďování odpadu bez příkazu TRIM, jsme také uvedli množství paměti flash, která byla nezávisle uvolněna řadičem SSD pro budoucí operace. V případě provozu disku v prostředí bez podpory TRIM se jedná pouze o množství dat, které lze uložit na disk vysokou počáteční rychlostí po době nečinnosti.

Navzdory skutečnosti, že vysoce kvalitní podpora příkazu TRIM se stala průmyslovým standardem, někteří výrobci považují za přijatelné prodávat disky, ve kterých není tento příkaz plně zpracován. Takový negativní příklad demonstruje OCZ Revodrive 350. Formálně si s TRIMem rozumí a při příjmu tohoto příkazu se dokonce snaží něco udělat, ale o úplném návratu rychlosti zápisu na původní hodnoty není třeba hovořit. A není na tom nic divného: Revodrive 350 je založen na ovladačích SandForce, které se vyznačují nevratným snížením výkonu. V souladu s tím je také přítomen v Revodrive 350.

Všechny ostatní PCIe SSD fungují s TRIM stejně jako jejich protějšky SATA. To znamená, že v ideálním případě: v operačních systémech, které vydávají tento příkaz jednotkám, zůstává výkon na trvale vysoké úrovni.

My však chceme víc – kvalitní disk by měl být schopen provádět sbírání odpadu bez vydávání příkazu TRIM. A zde vyniká Plextor M6e Black Edition - disk, který je schopen samostatně uvolnit mnohem více flash paměti pro nadcházející operace než jeho konkurenti. I když offline garbage collection samozřejmě do jisté míry funguje na všech námi testovaných SSD, s výjimkou Samsungu SM951. Jinými slovy, při běžném používání v dnešním prostředí se výkon Samsungu SM951 nesníží, ale v případech, kdy TRIM není podporován, se tento SSD nedoporučuje.

závěry

Shrnutí bychom asi měli začít konstatováním faktu, že spotřebitelská SSD s rozhraním PCI Express již nejsou exotikou a ne nějakými experimentálními produkty, ale celým segmentem trhu, ve kterém hrají nejrychlejší SSD disky pro nadšence. Přirozeně to také znamená, že s PCIe SSD už dlouho nejsou žádné problémy: podporují všechny funkce, které mají SATA SSD, ale zároveň jsou produktivnější a občas mají nějaké nové zajímavé technologie.

Klientský trh PCIe SSD přitom není tak přeplněný a do kohorty výrobců takových SSD se zatím mohly dostat jen firmy s vysokým inženýrským potenciálem. Je to dáno tím, že nezávislí vývojáři sériově vyráběných SSD řadičů zatím nemají designová řešení, která by jim umožnila začít vyrábět PCIe disky s minimálním inženýrským úsilím. Proto je každé z PCIe SSD, které se aktuálně nachází na pultech obchodů, osobité a svým způsobem jedinečné.

V tomto testu jsme byli schopni dát dohromady pět nejoblíbenějších a nejběžnějších PCIe SSD určených pro použití v osobních počítačích. A podle výsledků seznámení s nimi je zřejmé, že kupující, kteří chtějí přejít na používání SSD s progresivním rozhraním, zatím žádné vážné výběrové trápení nečekají. Výběr bude ve většině případů jednoznačný, tolik se testované modely liší svými spotřebitelskými kvalitami.

Obecně se ukázal být nejatraktivnějším modelem PCIe SSD Samsung SM951. Jedná se o skvělé řešení PCI Express 3.0 x4 od jednoho z lídrů na trhu, které nejenže dokázalo poskytnout nejvyšší výkon v typickém obecném pracovním zatížení, ale je také výrazně levnější než všechny ostatní PCIe disky.

Samsung SM951 však stále není dokonalý. Jednak neobsahuje žádné speciální technologie zaměřené na zlepšení spolehlivosti, přesto bychom je rádi měli v produktech prémiové úrovně. Za druhé, tento SSD je poměrně obtížné najít v prodeji v Rusku - není dodáván do naší země oficiálními kanály. Naštěstí můžeme nabídnout věnovat pozornost dobré alternativě - Intel SSD 750. Tento SSD také běží přes PCI Express 3.0 x4 a za Samsungem SM951 jen mírně zaostává. Je však přímým příbuzným serverových modelů, a proto má vysokou spolehlivost a funguje na protokolu NVMe, což mu umožňuje prokázat nepřekonatelnou rychlost při operacích náhodného zápisu.

V zásadě na pozadí Samsung SM951 a Intel SSD 750 vypadají ostatní PCIe SSD spíše slabě. Stále však existují situace, kdy budou muset dát přednost nějakému jinému modelu PCIe SSD. Faktem je, že pokročilé disky Samsung a Intel jsou kompatibilní pouze s moderními základními deskami postavenými na čipsetech devadesáté nebo sté řady Intel. Ve starších systémech mohou fungovat pouze jako „druhý disk“ a načtení operačního systému z nich nebude možné. Samsung SM951 ani Intel SSD 750 proto nejsou vhodné pro upgrade platforem předchozích generací a výběr bude nutné provést na disku Kingston HyperX Predator, který na jednu stranu umí poskytnout dobrý výkon a na druhou stranu zaručeně nebude mít problémy s kompatibilitou se staršími platformami.

Podpora rozhraní PCI Express 3.0 v základních deskách – skutečná výhoda nebo marketingový tah?

Během posledních měsíců v sestavě různých výrobců se začaly objevovat základní desky, které deklarovaly podporu rozhraní PCI Express 3.0. ASRock, MSI a GIGABYTE byly první, kdo taková řešení oznámil. V tuto chvíli však na trhu nejsou absolutně žádné čipové sady, grafiky a centrální procesory, které by podporovaly rozhraní PCI Express 3.0.

Připomeňme, že loni byl schválen standard PCI Express 3.0. Oproti svým předchůdcům má četné výhody, a tak není divu, že jej výrobci grafických karet a základních desek chtějí co nejdříve implementovat do svých řešení. V současnosti existující čipové sady od Intelu a AMD jsou však omezeny na podporu standardu PCI Express 2.0. Jedinou nadějí na využití rozhraní PCI Express 3.0 v blízké budoucnosti jsou nové procesory Intel Ivy Bridge, jejichž uvedení je naplánováno až na březen-duben příštího roku. Tyto procesory mají integrovaný řadič sběrnice PCI Express 3.0, ale využívat jej budou moci pouze grafické čipy, protože řadič čipové sady využívají ostatní komponenty.

Všimněte si, že záležitost se neomezuje pouze na výměnu procesoru. Musíte dodatečně aktualizovat nastavení systému BIOS a firmware čipové sady. Na základních deskách s několika sloty PCI Express x16 je navíc problém s "switche" - malými mikroobvody, které jsou umístěny v blízkosti každého slotu a jsou zodpovědné za provozní rekonfiguraci počtu vyhrazených linek. Tyto „přepínače“ musí být také kompatibilní s rozhraním PCI Express 3.0. Je třeba poznamenat, že čipy nForce 200 nebo Lucid bridge podporují pouze standard PCI Express 2.0 a nemohou pracovat se specifikací PCI Express 3.0.

Posledním argumentem je, že v tuto chvíli výrobci základních desek nemají technické vzorky nových procesorů Intel Ivy Bridge ani nových grafických čipů, které na hardwarové úrovni podporují specifikaci PCI Express 3.0. Ohlášená kompatibilita s tímto vysokorychlostním rozhraním je tedy teoretická a nelze ji v tuto chvíli prakticky potvrdit.

Podpora specifikace PCI Express 3.0 moderními základními deskami je tedy čistě marketingovým tahem, výhody, které uživatel získá až za pár měsíců výměnou procesoru a aktualizací softwarových komponent.

Tuto otázku jsem dostal více než jednou, takže se na ni nyní pokusím odpovědět co nejjasněji a nejstručněji, k tomu uvedu obrázky rozšiřujících slotů PCI Express a PCI na základní desce pro lepší pochopení a samozřejmě , uvedu hlavní rozdíly v charakteristikách, t .e. velmi brzy zjistíte, co tato rozhraní jsou a jak vypadají.

Pro začátek si tedy stručně odpovězme na tuto otázku, co je PCI Express a PCI obecně.

Co je PCI Express a PCI?

PCI je počítačová paralelní I/O sběrnice pro připojení periferií k základní desce počítače. PCI se používá pro připojení: grafických karet, zvukových karet, síťových karet, TV tunerů a dalších zařízení. Rozhraní PCI je zastaralé, takže pravděpodobně nenajdete například moderní grafickou kartu, která by se připojovala přes PCI.

PCI Express(PCIe nebo PCI-E) je sériová I/O sběrnice počítače pro připojení periferií k základní desce počítače. Tito. toto již využívá obousměrné sériové připojení, které může mít několik linek (x1, x2, x4, x8, x12, x16 a x32), čím více takových linek, tím vyšší propustnost sběrnice PCI-E. Rozhraní PCI Express se používá pro připojení zařízení, jako jsou grafické karty, zvukové karty, síťové karty, SSD disky jiný.

Existuje několik verzí rozhraní PCI-E: 1,0, 2,0 a 3,0 (verze 4.0 bude brzy vydána). Toto rozhraní je obvykle označeno například takto PCI-E 3.0 x16, což je zkratka pro verzi PCI Express 3.0 s 16 pruhy.

Pokud se budeme bavit například o tom, zda bude fungovat grafická karta, která má rozhraní PCI-E 3.0 na základní desce, která podporuje pouze PCI-E 2.0 nebo 1.0, tak vývojáři říkají, že vše bude fungovat, ale samozřejmě mějte na paměti že šířka pásma bude omezena možnostmi základní desky. Proto si v tomto případě myslím, že se nevyplatí přeplácet grafickou kartu s novější verzí PCI Express ( kdyby jen do budoucna, tzn. Plánujete nákup nové základní desky s PCI-E 3.0). Také naopak, řekněme, že vaše základní deska podporuje verzi PCI Express 3.0 a grafická karta podporuje verzi 1.0, pak by tato konfigurace měla také fungovat, ale pouze s možnostmi PCI-E 1.0, tj. zde není žádné omezení, protože grafická karta v tomto případě bude fungovat na hranici svých možností.

Rozdíly mezi PCI Express a PCI

Hlavním rozdílem ve vlastnostech je samozřejmě šířka pásma, pro PCI Express je mnohem vyšší, například pro PCI na 66 MHz je šířka pásma 266 Mb / s a pro PCI-E 3.0 (x16) 32 Gb/s.

Externě se liší i rozhraní, takže do rozšiřujícího slotu PCI nepřipojíte například grafickou kartu PCI Express. Liší se i rozhraní PCI Express s různým počtem pruhů, to vše nyní ukážu na obrázcích.

Rozšiřující sloty PCI Express a PCI na základních deskách

PCI a AGP sloty

Sloty PCI-E x1, PCI-E x16 a PCI

#PCI Express

Sériová sběrnice PCI Express, vyvinutá společností Intel a jejími partnery, je navržena tak, aby nahradila paralelní sběrnici PCI a její rozšířenou a specializovanou variantu AGP. Navzdory podobným jménům mají sběrnice PCI a PCI Express pramálo společného. Protokol paralelního přenosu dat používaný PCI omezuje šířku pásma a frekvenci sběrnice; sériový přenos dat používaný v PCI Express poskytuje škálovatelnost (specifikace popisují implementace PCI Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x a 32x). V tuto chvíli je relevantní verze pneumatiky s indexem 3.0.

PCI-E3.0

V listopadu 2010 oznámila organizace PCI-SIG, která standardizuje technologii PCI Express, přijetí specifikace PCIe Base 3.0.
Za klíčový rozdíl od předchozích dvou verzí PCIe lze považovat změněné schéma kódování – nyní místo 8 bitů užitečné informace z 10 přenášených bitů (8b / 10b) lze po sběrnici přenést 128 bitů užitečné informace ze 130 odeslaných bitů, tzn. Poměr užitečného zatížení se blíží 100 %. Rychlost přenosu dat se navíc zvýšila na 8 GT/s. Připomeňme, že tato hodnota pro PCIe 1.x byla 2,5 GT/s a pro PCIe 2.x to bylo 5 GT/s.
Všechny výše uvedené změny měly za následek zdvojnásobení šířky pásma sběrnice oproti sběrnici PCI-E 2.x. To znamená, že celková šířka pásma sběrnice PCIe 3.0 v konfiguraci 16x dosáhne 32 Gb/s. První procesory, které byly vybaveny řadičem PCIe 3.0, byly procesory Intel na základě mikroarchitektury Ivy Bridge.

Přes více než trojnásobnou propustnost PCI-E 3.0 ve srovnání s PCI-E 1.1 se výkon stejných grafických karet při použití různých rozhraní příliš neliší. Níže uvedená tabulka ukazuje výsledky benchmarků pro GeForce GTX 980 v různých benchmarcích. Měření byla provedena se stejným nastavením grafiky, ve stejné konfiguraci.V nastavení BIOSu byla změněna verze sběrnice PCI-E.

PCI Express 3.0 je nadále zpětně kompatibilní s předchozími verzemi PCIe.

PCI-E 2.0

V roce 2007 byla přijata nová specifikace pro sběrnici PCI Express - 2.0, jejímž hlavním rozdílem je dvojnásobná šířka pásma každé přenosové linky v každém směru, tzn. v případě nejoblíbenější verze PCI-E 16x používané ve grafických kartách je propustnost 8Gb/s v každém směru. První čipset s podporou PCI-E 2.0 byl Intel X38.

PCI-E 2.0 je plně zpětně kompatibilní s PCI-E 1.0, tzn. všechna stávající zařízení s rozhraním PCI-E 1.0 mohou pracovat ve slotech PCI-E 2.0 a naopak.

PCI-E 1.1

První verze rozhraní PCI Express, představená v roce 2002. Poskytovaná propustnost 500 MB/s na linku.

Porovnání rychlosti práce různých generací PCI-E

Sběrnice PCI běží na 33 nebo 66 MHz a poskytuje šířku pásma 133 nebo 266 MB/s, ale tato šířka pásma je sdílena mezi všemi zařízeními PCI. Frekvence, na které pracuje sběrnice PCI Express 1.1, je 2,5 GHz, což poskytuje šířku pásma 2500 MHz / 10 * 8 = 250 * 8 Mbps = informace 250 Mbps) pro každé zařízení PCI Express 1.1 x1 v jednom směru. Pokud je linek více, pro výpočet propustnosti je třeba hodnotu 250 Mb/s vynásobit počtem linek a 2, protože. PCI Express je obousměrná sběrnice.

Počet PCI Express 1.1 pruhů	Propustnost v jednom směru	Celková propustnost
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! Neměli byste se pokoušet instalovat kartu PCI Express do slotu PCI, a naopak, karty PCI nejsou instalovány do slotů PCI Express. Lze však nainstalovat například kartu PCI Express 1x a s největší pravděpodobností bude normálně fungovat do slotu PCI Express 8x nebo 16x, ale ne naopak: karta PCI Express 16x se do slotu PCI Express 1x nevejde.

V současné době dochází v oblasti komplexní elektroniky k aktivnímu a rychlému zavádění nových technologií, v důsledku čehož mohou některé komponenty systému zastarat a nelze je aktualizovat atd.

V tomto ohledu je nutné k nim připojit různé doplňky, pro které jsou často vyžadovány určité adaptéry.

V tomto článku se podíváme na adaptér pci-e pci, jak funguje a jaké má funkce.

Definice

Co je toto zařízení a k čemu slouží? Přísně vzato se jedná o vstupní a výstupní sběrnici, která se připojuje k osobnímu počítači.

K této sběrnici samotné, tedy k adaptéru, lze připojit určitý (různý v závislosti na konfiguraci) počet externích periferních zařízení.

Sériové připojení připojuje tyto periferie k počítači.

Hlavní charakteristikou takového zařízení je jeho propustnost.

Je to ona, kdo charakterizuje (obecně) kvalitu práce, její rychlost a rychlost počítače a takto propojených prvků.

Propustná charakteristika je vyjádřena počtem přípojných vedení (od 1 do 32).

V závislosti na této základní charakteristice se může výrazně lišit i cena tohoto zařízení. To znamená, že čím lepší je tato charakteristika (ukazatel je vyšší), tím vyšší jsou náklady na takové zařízení. Kromě toho hodně závisí na postavení výrobce, spolehlivosti zařízení a jeho životnosti. V průměru cena začíná od 250 do 500 rublů (u asijských produktů s nízkou šířkou pásma), až do 2 000 rublů (pro evropská a japonská zařízení s vysokou šířkou pásma).

Specifikace

Z technického hlediska takové zařízení má tři složky:

Výše bylo psáno o mimořádné důležitosti šířky pásma zařízení pro jeho normální fungování.

Co je to propustnost? Chcete-li odpovědět na tuto otázku, musíte pochopit princip fungování takového adaptéru.

Je schopen současného obousměrného připojení zařízení (karta-periferie a periferie-karta).

V tomto případě může k přenosu dat dojít jak po jedné, tak po několika linkách.

Čím více takových linek, tím stabilnější zařízení pracuje, tím větší je jeho šířka pásma a tím rychlejší bude periferní zařízení.

Důležité! V závislosti na počtu řádků může mít zařízení různé konfigurace: x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32. Obrázek přímo ukazuje počet jízdních pruhů pro obousměrný současný přenos informací. Každý z těchto pásků se skládá ze dvou párů vodičů (pro přenos ve dvou směrech).

Jak je patrné z popisu, tato konfigurace výrazně ovlivňuje cenu zařízení.

Jaký to má ale praktický význam, má opravdu smysl utrácet při koupi zařízení navíc?

To přímo závisí na tom, kolik jich plánujete připojit k základní desce - čím více jich je, tím větší šířku pásma zařízení potřebuje, aby byl počítač stabilní.

Šifrování

U takového systému přenosu informací se používá specifický systém, který je chrání před zkreslením a ztrátou.

Tento způsob ochrany je označen 8V/10V.

Jde o to, že aby bylo možné přenést 8 bitů potřebných informací, musí být použity další 2 servisní bity pro implementaci zabezpečení a ochrany proti zkreslení.

Při použití takového adaptéru se 20 % servisních informací neustále přenáší do počítače, který nepřenáší žádnou zátěž a uživatel jej nepotřebuje. Je to ale ona, kdo sice zatěžuje (ovšem velmi mírně), ale zajišťuje stabilitu sběrnice a periferních zařízení.

Příběh

Na počátku roku 2000 byl rozšiřující slot AGP aktivně využíván, právě s jeho pomocí .

V určitém okamžiku však bylo dosaženo jeho maximálního technicky možného výkonu a bylo nutné vytvořit nový typ adaptéru.

A brzy se objevilo PCI-E - byl rok 2002.

Okamžitě se objevila potřeba adaptéru, který by vám umožnil instalovat nová grafická řešení do zastaralého rozšiřujícího slotu nebo naopak.

Proto v roce 2002 mnoho vývojářů a výrobců začalo vážně vytvářet takový adaptér.

V té době mělo zařízení jednu důležitou vlastnost - možnost upgradovat PC tím, že za něj utratíte minimální částky, protože místo výměny základní desky stačil relativně levný adaptér.

Vývoj ale nebyl úspěšný, protože v té době stály téměř stejně jako první adaptéry, a proto bylo nutné vyvinout jednodušší konfiguraci adaptéru.

Zajímavé je, že výrobci také důsledně zvyšovali propustnost takových zařízení. Pokud to pro první konfigurace nebylo více než 8 Gb / s, pak pro druhé to bylo již 16 Gb / s a pro třetí - 64 Gb / s. Tím byly splněny požadavky na rostoucí zátěž vyplývající z modernizace periferních zařízení.

Sloty s různou přenosovou rychlostí jsou přitom kompatibilní s jakýmikoli zařízeními nižší „rychlostní“ úrovně.

To znamená, že pokud ke slotu třetí generace připojíte grafickou platformu druhé nebo první generace, slot se automaticky přepne do jiného režimu rychlosti odpovídající připojenému zařízení.

Rozdíly mezi PCI a PCI-E

Jaké jsou konkrétní rozdíly mezi těmito dvěma konfiguracemi?

Z hlediska technických a provozních vlastností je PCI podobný AGP, zatímco PCI-E je zásadně nový vývoj.

Zatímco PCI zajišťuje paralelní přenos informací, PCI-E poskytuje sériový přenos, díky kterému je dosahováno výrazně vyšší rychlosti přenosu informací a výkonu i s použitím adaptéru.

Proč je to potřeba?

Proč je takový adaptér potřeba a k čemu se dá použít, lze se bez něj obejít?

Je třeba si uvědomit, že většina uživatelů se bez tohoto vybavení obejde, protože to není nutné ani na starých počítačích podléhajících značnému opotřebení.

Jedná se o doplňkovou výbavu, která v některých případech zlepší funkčnost vašeho PC, ale bez které se běžný uživatel obejde.

Ve skutečnosti dává použití takového adaptéru pouze jednu hlavní výhodu - možnost připojit k paměťové kartě určitý počet periferních zařízení, přičemž je nemožné jich připojit přímo. Tímto způsobem můžete například připojit diskrétní video nebo navíc k hlavnímu.

Také docela pohodlnou funkcí může být současné rychlé vypnutí všech periferních zařízení v případě potřeby.

Například v případě, kdy se sníží výkon počítače nebo z jiných důvodů. V tomto případě uživatel nemusí komponenty na dlouhou dobu programově zakazovat.

Nevýhody a možné problémy

Existuje řada významných nevýhod těchto zařízení a problémů, které mohou způsobit během provozu.

Nejčastěji se vyskytují následující potíže:

Zařízení je poměrně velké, protože se ne vždy vejde do miniaturních;
Druhý bod automaticky vyplývá z prvního bodu - adaptér není určen pro práci s notebooky;
Stabilní provoz mnoha zařízení je možný pouze v kombinaci s nízkoprofilovými kartami;
Vždy existuje možnost poruchy, softwarové nebo technické (drobné) nekompatibility zařízení se základní deskou vašeho PC (vše je komplikováno tím, že většina těchto zařízení je deklarována jako univerzální, ačkoli ve skutečnosti pracují s mnoha méně stabilními než s ostatními);
Některé svazky jsou neustále obsazené paměť s náhodným přístupem PC kvůli .

Pokud je potřeba připojení k základní desce přídavná zařízení, pak má smysl tuto metodu vyzkoušet. Musíte si však uvědomit, že normální stabilní provoz je možný pouze s vysoce kvalitní a produktivní základní deskou a periferním zařízením.