PCI express 3.0 utvidelsesspor. Hva er PCI Express. PCI-E-bussformater

PCI - Uttrykke (PCIePCI -E)– seriell, universalbuss først avduket 22. juli 2002årets.

Er generell, samlende en buss for alle noder på hovedkortet, der alle enheter koblet til det sameksisterer. Kom for å erstatte et utdatert dekk PCI og dens variasjoner AGP, på grunn av økte krav til bussgjennomstrømning og manglende evne til å forbedre hastighetsytelsen til sistnevnte til en rimelig pris.

Dekket fungerer som bytte om, bare å sende et signal fra ett punkt til et annet uten å endre det. Dette tillater, uten åpenbart tap av hastighet, med minimale endringer og feil sende og motta et signal.

Data på bussen går simpleks(full dupleks), det vil si samtidig i begge retninger med samme hastighet, og signal langs linjene flyter kontinuerlig, selv når enheten er slått av (som D.C., eller et bitsignal med null).

Synkronisering konstruert ved hjelp av en redundant metode. Det vil si i stedet for 8 bit informasjon overføres 10 biter, hvorav to er offisielt (20% ) og server i en bestemt rekkefølge beacons Til synkronisering klokkegeneratorer eller identifisere feil. Derfor er den deklarerte hastigheten for én linje inn 2,5 Gbps, er faktisk lik ca 2,0 Gbps ekte.

Ernæring hver enhet på bussen, valgt separat og regulert ved hjelp av teknologi ASPM (Active State Power Management). Den tillater når enheten er inaktiv (uten å sende et signal) senke klokkegeneratoren og sette bussen i modus redusert energiforbruk. Hvis det ikke mottas noe signal innen noen få mikrosekunder, vil enheten anses som inaktiv og bytter til modus forventninger(tiden avhenger av enhetstype).

Hastighetskarakteristikker i to retninger PCI - Express 1.0 :*

1 x PCI-E~ 500 Mbps

4x PCI-E~ 2 Gbps

8 x PCI-E~ 4 Gbps

16x PCI-E~ 8 Gbps

32x PCI-E~ 16 Gbps

*Dataoverføringshastigheten i én retning er 2 ganger lavere enn disse indikatorene

15. januar 2007, PCI-SIG utgitt en oppdatert spesifikasjon kalt PCI-Express 2.0

Den viktigste forbedringen var i 2 ganger økt hastighet Data overføring ( 5,0 GHz, mot 2,5 GHz V gammel versjon). Også forbedret punkt-til-punkt kommunikasjonsprotokoll(punkt-til-punkt), modifisert programvarekomponent og lagt til system programvareovervåking i henhold til dekkhastigheten. Samtidig ble den bevart kompatibilitet med protokollversjoner PCI-E 1.x

I den nye versjonen av standarden ( PCI -Express 3.0 ), vil hovedinnovasjonen være modifisert kodesystem Og synkronisering. I stedet for 10 biter systemer ( 8 bit informasjon, 2 biter offisielle), vil gjelde 130 bit (128 bit informasjon, 2 biter offisielt). Dette vil redusere tap i fart fra 20 % til ~1,5 %. Vil også bli redesignet synkroniseringsalgoritme sender og mottaker, forbedret PLL(faselåst sløyfe).Overføringshastighet forventes å øke 2 ganger(sammenlignet med PCI-E 2.0), hvori kompatibilitet vil forbli med tidligere versjoner PCI-Express.

Når du bytter bare ett skjermkort, må du huske på at nye modeller rett og slett ikke passer til hovedkortet ditt, siden det ikke bare er flere forskjellige typer utvidelsesspor, men også flere forskjellige versjoner av dem (for både AGP og PCI Express) . Hvis du ikke er sikker på din kunnskap om dette emnet, vennligst les avsnittet nøye.

Som vi bemerket ovenfor, settes skjermkortet inn i et spesielt utvidelsesspor på datamaskinens hovedkort, og gjennom dette sporet utveksler videobrikken informasjon med sentral prosessor systemer. På hovedkort Oftest er det utvidelsesspor av en eller to forskjellige typer, forskjellige i båndbredde, strøminnstillinger og andre egenskaper, og ikke alle er egnet for å installere skjermkort. Det er viktig å kjenne til kontaktene som er tilgjengelige i systemet og kun kjøpe skjermkortet som passer til dem. Ulike utvidelseskontakter er fysisk og logisk inkompatible, og et skjermkort designet for en type passer ikke inn i en annen og vil ikke fungere.

Heldigvis har ikke bare utvidelsessporene for ISA og VESA Local Bus (som bare er av interesse for fremtidige arkeologer) og de tilsvarende skjermkortene sunket inn i glemselen i løpet av den siste tiden, men også skjermkortene for PCI-spor har praktisk talt forsvunnet, og alle AGP-modeller er håpløst utdaterte. Og alle er moderne GPUer De bruker bare én type grensesnitt - PCI Express. Tidligere ble AGP-standarden mye brukt; disse grensesnittene skiller seg betydelig fra hverandre, inkludert gjennomstrømning, mulighetene som er gitt for å drive skjermkortet, samt andre mindre viktige egenskaper.

Bare en svært liten del av moderne hovedkort har ikke PCI Express-spor, og hvis systemet ditt er så gammelt at det bruker et AGP-skjermkort, vil du ikke kunne oppgradere det - du må endre hele systemet. La oss se nærmere på disse grensesnittene; dette er sporene du trenger å se etter på hovedkortene dine. Se bilder og sammenlign.

AGP (Accelerated Graphics Port eller Advanced Graphics Port) er et høyhastighetsgrensesnitt basert på PCI-spesifikasjonen, men laget spesielt for tilkobling av skjermkort og hovedkort. AGP-bussen, selv om den er bedre egnet for videoadaptere sammenlignet med PCI (ikke Express!), gir en direkte forbindelse mellom sentralprosessoren og videobrikken, samt noen andre funksjoner som øker ytelsen i noen tilfeller, for eksempel GART - muligheten til å lese teksturer direkte fra RAM, uten å kopiere dem til videominne; høyere klokkehastigheter, forenklede dataoverføringsprotokoller osv., men denne typen spor er håpløst utdatert og nye produkter med det har ikke blitt sluppet på lenge.

Men la oss likevel, for ordens skyld, nevne denne typen. AGP-spesifikasjonene dukket opp i 1997, da Intel ga ut den første versjonen av spesifikasjonen, inkludert to hastigheter: 1x og 2x. I den andre versjonen (2.0) dukket AGP 4x opp, og i 3.0 - 8x. La oss vurdere alle alternativene mer detaljert:
AGP 1x er en 32-bits link som opererer ved 66 MHz, med en gjennomstrømning på 266 MB/s, som er dobbelt så stor PCI-båndbredden (133 MB/s, 33 MHz og 32 bits).
AGP 2x er en 32-bits kanal som opererer med dobbel båndbredde på 533 MB/s med samme frekvens på 66 MHz på grunn av dataoverføring på to fronter, tilsvarende DDR-minne (kun for retningen "til skjermkortet").
AGP 4x er den samme 32-bits kanalen som opererer på 66 MHz, men som et resultat av ytterligere justeringer ble det oppnådd en firedobbel "effektiv" frekvens på 266 MHz, med en maksimal gjennomstrømning på mer enn 1 GB/s.
AGP 8x - ytterligere endringer i denne modifikasjonen gjorde det mulig å oppnå gjennomstrømning på opptil 2,1 GB/s.

Skjermkort med AGP-grensesnitt og tilsvarende spor på hovedkort er kompatible innenfor visse grenser. Videokort klassifisert for 1,5V fungerer ikke i 3,3V-spor, og omvendt. Det finnes imidlertid også universalkontakter som støtter begge typer brett. Videokort designet for et moralsk og fysisk utdatert AGP-spor har ikke blitt vurdert på lenge, så for å lære om gamle AGP-systemer, ville det være bedre å lese artikkelen:

PCI Express (PCIe eller PCI-E, ikke å forveksle med PCI-X), tidligere kjent som Arapahoe eller 3GIO, skiller seg fra PCI og AGP ved at det er et serielt snarere enn parallelt grensesnitt, noe som gir færre pinner og høyere båndbredde. PCIe er bare ett eksempel på overgangen fra parallelle til serielle busser; andre eksempler på denne bevegelsen er HyperTransport, Serial ATA, USB og FireWire. En viktig fordel med PCI Express er at den lar flere enkeltbaner stables i én kanal for å øke gjennomstrømningen. Flerkanals seriell design øker fleksibiliteten, trege enheter kan tildeles færre linjer med et lite antall kontakter, og raske enheter kan tildeles flere.

PCIe 1.0-grensesnittet overfører data med 250 MB/s per bane, som er nesten dobbelt så stor kapasitet som konvensjonelle PCI-spor. Maksimalt antall baner som støttes av PCI Express 1.0-spor er 32, noe som gir en gjennomstrømning på opptil 8 GB/s. Et PCIe-spor med åtte arbeidsfelt kan i denne parameteren omtrent sammenlignes med den raskeste AGP-versjonen - 8x. Noe som er enda mer imponerende når du tenker på muligheten til å sende samtidig i begge retninger i høye hastigheter. De vanligste PCI Express x1-sporene gir enkeltfelts båndbredde (250 MB/s) i hver retning, mens PCI Express x16, som brukes til skjermkort og kombinerer 16 baner, gir opptil 4 GB/s båndbredde i hver retning.

Selv om tilkoblingen mellom to PCIe-enheter noen ganger består av flere baner, støtter alle enheter et enkelt felt på et minimum, men kan valgfritt håndtere flere av dem. Fysisk sett passer PCIe-utvidelseskort og fungerer normalt i alle spor med like eller flere baner, så et PCI Express x1-kort vil fungere problemfritt i x4- og x16-spor. Dessuten kan et fysisk større spor fungere med et logisk mindre antall linjer (det ser for eksempel ut som en vanlig x16-kontakt, men bare 8 linjer rutes). I et av alternativene ovenfor vil PCIe selv velge høyest mulig modus og vil fungere normalt.

Oftest brukes x16-kontakter til videoadaptere, men det finnes også kort med x1-kontakter. Og de fleste hovedkort med to PCI Express x16-spor opererer i x8-modus for å lage SLI- og CrossFire-systemer. Fysisk sett brukes ikke andre sporalternativer, for eksempel x4, for skjermkort. La meg minne deg på at alt dette bare gjelder det fysiske nivået; det er også hovedkort med fysiske PCI-E x16-kontakter, men i virkeligheten med 8, 4 eller til og med 1 kanaler. Og alle skjermkort designet for 16 kanaler vil fungere i slike spor, men med lavere ytelse. Bildet ovenfor viser forresten x16-, x4- og x1-sporene, og til sammenligning er PCI også igjen (nedenfor).

Selv om forskjellen på spill ikke er så stor. Her er for eksempel en gjennomgang av to hovedkort på nettsiden vår, som undersøker forskjellen i hastigheten til 3D-spill på to hovedkort, et par testskjermkort som opererer i henholdsvis 8-kanals og 1-kanals modus:

Sammenligningen vi er interessert i er på slutten av artikkelen, vær oppmerksom på de to siste tabellene. Som du kan se, er forskjellen ved middels innstillinger veldig liten, men i tunge moduser begynner den å øke, og en stor forskjell noteres når det gjelder et mindre kraftig skjermkort. Vennligst noter.

PCI Express skiller seg ikke bare i gjennomstrømning, men også i nye strømforbruksmuligheter. Dette behovet oppsto fordi AGP 8x-sporet (versjon 3.0) ikke kan overføre mer enn 40 watt totalt, noe som allerede manglet på datidens skjermkort designet for AGP, som ble installert med en eller to standard fire-pinners strøm koblinger. PCI Express-sporet kan bære opptil 75 W, med ytterligere 75 W tilgjengelig via standard seks-pinners strømkontakt (se siste del av denne delen). Nylig har det dukket opp skjermkort med to slike kontakter, som totalt gir opptil 225 W.

Deretter presenterte PCI-SIG-gruppen, som utvikler relevante standarder, hovedspesifikasjonene til PCI Express 2.0. Den andre versjonen av PCIe doblet standardbåndbredden, fra 2,5 Gbps til 5 Gbps, slik at x16-kontakten kan overføre data med hastigheter på opptil 8 GB/s i hver retning. Samtidig er PCIe 2.0 kompatibel med PCIe 1.1; gamle utvidelseskort fungerer vanligvis bra i nye hovedkort.

PCIe 2.0-spesifikasjonen støtter overføringshastigheter på både 2,5 Gbps og 5 Gbps, dette gjøres for å sikre bakoverkompatibilitet med eksisterende løsninger PCIe 1.0 og 1.1. PCI Express 2.0 bakoverkompatibilitet gjør at eldre 2,5 Gb/s-løsninger kan brukes i 5,0 Gb/s-spor, som da ganske enkelt vil operere med lavere hastighet. Og enheter designet til versjon 2.0-spesifikasjoner kan støtte hastigheter på 2,5 Gbps og/eller 5 Gbps.

Selv om hovedinnovasjonen i PCI Express 2.0 er hastigheten doblet til 5 Gbps, er ikke dette den eneste endringen; det er andre modifikasjoner for å øke fleksibiliteten, nye mekanismer for programkontroll tilkoblingshastighet osv. Vi er mest interessert i endringer knyttet til strømforsyningen til enheter, siden strømkravene til skjermkort øker jevnt. PCI-SIG har utviklet en ny spesifikasjon for å imøtekomme det økende strømforbruket til grafikkort, den utvider dagens strømforsyningskapasitet til 225/300 W per skjermkort. For å støtte denne spesifikasjonen brukes en ny 2x4-pinners strømkontakt, designet for å gi strøm til avanserte grafikkort.

Videokort og hovedkort med støtte for PCI Express 2.0 dukket opp på stort salg allerede i 2007, og nå kan du ikke finne andre på markedet. Begge de store produsentene av videobrikke, AMD og NVIDIA, har gitt ut nye linjer med GPUer og skjermkort basert på dem, og støtter den økte båndbredden til den andre versjonen av PCI Express og drar nytte av nye elektriske kraftmuligheter for utvidelseskort. Alle er bakoverkompatible med hovedkort som har PCI Express 1.x-spor om bord, selv om det i noen sjeldne tilfeller er inkompatibilitet, så du må være forsiktig.

Faktisk var fremveksten av den tredje versjonen av PCIe en åpenbar hendelse. I november 2010 ble spesifikasjonene for den tredje versjonen av PCI Express endelig godkjent. Selv om dette grensesnittet har en overføringshastighet på 8 Gt/s i stedet for 5 Gt/s i versjon 2.0, er det gjennomstrømning igjen økt nøyaktig to ganger sammenlignet med PCI Express 2.0-standarden. For å gjøre dette brukte vi et annet kodeskjema for data sendt over bussen, men det var kompatibelt med tidligere versjoner PCI Express forblir den samme. De første produktene til PCI Express 3.0-versjonen ble presentert sommeren 2011, og ekte enheter har bare så vidt begynt å dukke opp på markedet.

Det brøt ut en hel krig blant hovedkortprodusentene om retten til å være den første til å introdusere et produkt med støtte for PCI Express 3.0 (hovedsakelig basert på Intel brikkesett Z68), og flere selskaper presenterte tilsvarende pressemeldinger på en gang. Selv om det på tidspunktet for oppdatering av veiledningen rett og slett ikke er noen skjermkort med slik støtte, så det er rett og slett ikke interessant. Innen PCIe 3.0-støtte er nødvendig, vil helt andre kort dukke opp. Mest sannsynlig vil dette skje tidligst i 2012.

Vi kan forresten anta at PCI Express 4.0 vil bli introdusert i løpet av de neste årene, og den nye versjonen vil også nok en gang doble båndbredden som etterspørres innen den tid. Men dette vil ikke skje snart, og vi er ikke interessert ennå.

Ekstern PCI Express

I 2007, PCI-SIG, en formell standardgruppe PCI-løsninger Express kunngjorde bruken av PCI Express External Cabling 1.0-spesifikasjonen, som beskriver dataoverføringsstandarden over det eksterne PCI Express 1.1-grensesnittet. Denne versjonen tillater dataoverføring med en hastighet på 2,5 Gbps, og den neste bør øke gjennomstrømningen til 5 Gbps. Standarden inkluderer fire eksterne kontakter: PCI Express x1, x4, x8 og x16. De eldre kontaktene er utstyrt med en spesiell tunge som gjør tilkoblingen enklere.

Den eksterne versjonen av PCI Express-grensesnittet kan brukes ikke bare for tilkobling eksterne skjermkort, men også for eksterne stasjoner og andre utvidelseskort. Maksimal anbefalt kabellengde er 10 meter, men den kan økes ved å koble kablene gjennom en repeater.

Teoretisk sett kan dette gjøre livet enklere for elskere av bærbare datamaskiner, når de bruker en innebygd videokjerne med lav effekt når de kjører på batterier, og et kraftig eksternt skjermkort når de er koblet til en stasjonær skjerm. Å oppgradere slike skjermkort er betydelig enklere; det er ikke nødvendig å åpne PC-dekselet. Produsenter kan lage helt nye kjølesystemer som ikke er begrenset av funksjonene til utvidelseskort, og det bør være færre problemer med strømforsyningen - mest sannsynlig vil eksterne strømforsyninger bli brukt, designet spesielt for et spesifikt skjermkort; de kan bygges inn i en ekstern sak med et skjermkort, ved hjelp av ett kjølesystem. Det kan gjøre det lettere å sette sammen systemer på flere skjermkort (SLI/CrossFire), og gitt den konstante veksten i popularitet til mobile løsninger, burde slike eksterne PCI Express ha vunnet en viss popularitet.

Det burde de ha gjort, men de vant ikke. Fra høsten 2011 eksterne alternativer Det er praktisk talt ingen skjermkort på markedet. Utvalget deres er begrenset av utdaterte modeller av videobrikker og et smalt utvalg av kompatible bærbare datamaskiner. Dessverre gikk ikke virksomheten med eksterne skjermkort lenger og døde sakte ut. Vi hører ikke engang vinnende reklameuttalelser fra produsenter av bærbare datamaskiner lenger... Kanskje kraften til moderne mobile skjermkort rett og slett har blitt nok selv for krevende 3D-applikasjoner, inkludert mange spill.

Det er fortsatt håp for utvikling av eksterne løsninger i et lovende grensesnitt for tilkobling eksterne enheter Thunderbolt, tidligere kjent som Light Peak. Den ble utviklet av Intel Corporation basert på DisplayPort-teknologi, og de første løsningene er allerede utgitt av Apple. Thunderbolt kombinerer egenskapene til DisplayPort og PCI Express og lar deg koble til eksterne enheter. Men så langt eksisterer de ganske enkelt ikke, selv om kabler allerede eksisterer:

I denne artikkelen berører vi ikke utdaterte grensesnitt; det store flertallet av moderne skjermkort er designet for PCI Express 2.0-grensesnittet, så når du velger et skjermkort, foreslår vi at du bare vurderer det; alle data på AGP er kun gitt som referanse. De nye kortene bruker PCI Express 2.0-grensesnittet, og kombinerer hastigheten til 16 PCI Express-baner, som gir en gjennomstrømning på opptil 8 GB/s i hver retning, noe som er flere ganger mer enn den samme egenskapen til den beste AGP. I tillegg opererer PCI Express med slike hastigheter i hver retning, i motsetning til AGP.

På den annen side har ikke produkter med støtte for PCI-E 3.0 kommet ut ennå, så det gir ikke mye mening å vurdere dem heller. Hvis vi snakker om å oppgradere en gammel eller kjøpe nytt styre eller samtidig endre system og skjermkort, så trenger du bare å kjøpe kort med PCI Express 2.0-grensesnittet, som vil være ganske tilstrekkelig og mest utbredt i flere år, spesielt siden produkter av forskjellige versjoner av PCI Express er kompatible med hverandre.

Våren 1991 fullførte Intel utviklingen av den første prototypeversjonen av PCI-bussen. Ingeniørene fikk i oppgave å utvikle en rimelig og høyytelsesløsning som ville realisere egenskapene til 486-, Pentium- og Pentium Pro-prosessorene. I tillegg var det nødvendig å ta hensyn til feilene som ble gjort av VESA ved utformingen av VLB-bussen (den elektriske belastningen tillot ikke å koble til mer enn 3 utvidelseskort), og også implementere automatisk oppsett enheter.

I 1992 dukket den første versjonen av PCI-bussen opp, Intel kunngjorde at bussstandarden ville være åpen, og opprettet PCI Special Interest Group. Takket være dette har enhver interessert utviklere muligheten til å lage enheter for PCI-bussen uten å måtte kjøpe en lisens. Den første versjonen av bussen hadde en klokkefrekvens på 33 MHz, kunne være 32- eller 64-bit, og enheter kunne operere med signaler på 5 V eller 3,3 V. Teoretisk var bussgjennomstrømningen 133 MB/s, men i virkeligheten gjennomstrømningen var ca. 80 MB/s

Hovedtrekk:

• bussfrekvens - 33,33 eller 66,66 MHz, synkron overføring;
• bussbredde - 32 eller 64 biter, multiplekset buss (adresse og data overføres over samme linjer);
• toppgjennomstrømming for 32-bitsversjonen som opererer ved 33,33 MHz er 133 MB/s;
• minneadresseplass - 32 biter (4 byte);
• adresserom for I/O-porter - 32 bits (4 byte);
• konfigurasjonsadresserom (for én funksjon) - 256 byte;
• spenning - 3,3 eller 5 V.

Bilder av koblinger:

MiniPCI - 124 pins
MiniPCI Express MiniSata/mSATA - 52 pins
Apple MBA SSD, 2012
Apple SSD, 2012
Apple PCIe SSD
MXM, grafikkort, 230 / 232 pins
MXM2 NGIFF 75 pinner NØKKEL EN PCIe x2 NØKKEL B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, grafikkort, 314 pins
PCI 5V
PCI Universal
PCI-X 5v
AGP Universal
AGP 3.3v
AGP 3.3 v + ADS Power
PCIe x1
PCIe x16
Egendefinert PCIe
ISA 8bit
ISA 16bit
eISA
VESA
NuBus
PDS
PDS
Apple II/GS Expasion-spor
PC/XT/AT ekspansjonsbuss 8 bit
ISA (industristandardarkitektur) - 16 bit
eISA
MBA - Micro Bus-arkitektur 16 bit
MBA - Micro Bus-arkitektur med 16 bit video
MBA - Micro Bus-arkitektur 32 bit
MBA - Micro Bus-arkitektur med 32 bit video
ISA 16 + VLB (VESA)
Prosessor Direct Slot PDS
601-prosessor direktespor PDS
LC-prosessor Direkte spor PERCH
NuBus
PCI (Peripheral Computer Interconnect) - 5v
PCI 3.3v
CNR (kommunikasjon / nettverksstigning)
AMR (lyd-/modemstigning)
ACR (Advanced Communication Riser)
PCI-X (Perifer PCI) 3,3v
PCI-X 5v
PCI 5v + RAID-alternativ - ARO
AGP 3.3v
AGP 1,5v
AGP Universal
AGP Pro 1.5v
AGP Pro 1,5v+ADC strøm
PCIe (periferal component interconnect express) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

Den første versjonen av grunnstandarden som ble utbredt brukte både kort og spor med en signalspenning på kun 5 volt. Maksimal gjennomstrømning - 133 MB/s.

PCI 2.1 - 3.0

De skilte seg fra versjon 2.0 i muligheten for samtidig drift av flere bussmastere (engelsk bus-master, såkalt konkurransemodus), samt utseendet til universelle utvidelseskort som er i stand til å operere både i spor med en spenning på 5 volt, og i spor som bruker 3,3 volt (med en frekvens på henholdsvis 33 og 66 MHz). Maksimal gjennomstrømning for 33 MHz er 133 MB/s, og for 66 MHz er den 266 MB/s.

• Versjon 2.1 - arbeid med kort designet for en spenning på 3,3 volt, og tilstedeværelsen av passende kraftledninger var valgfri.
• Versjon 2.2 - utvidelseskort laget i samsvar med disse standardene har en universell strømkontaktnøkkel og kan fungere i mange senere typer PCI-bussspor, så vel som, i noen tilfeller, i versjon 2.1-spor.
• Versjon 2.3 - Inkompatibel med PCI-kort designet for å bruke 5 volt, til tross for fortsatt bruk av 32-bits spor med en 5 volt nøkkel. Utvidelseskort har en universalkontakt, men kan ikke fungere i 5-volts spor fra tidligere versjoner (opptil 2.1 inkludert).
• Versjon 3.0 - fullfører overgangen til 3,3 volt PCI-kort, 5 volt PCI-kort støttes ikke lenger.

PCI 64

En utvidelse av den grunnleggende PCI-standarden, introdusert i versjon 2.1, som dobler antall datafelt, og dermed gjennomstrømmingen. PCI 64-sporet er en utvidet versjon av det vanlige PCI-sporet. Formelt sett er kompatibiliteten til 32-bits kort med 64-bits spor (forutsatt at det er en felles støttet signalspenning) full, men kompatibiliteten til et 64-bits kort med 32-bits spor er begrenset (i alle fall vil det være tap av ytelse). Fungerer med en klokkefrekvens på 33 MHz. Maksimal gjennomstrømning - 266 MB/s.

• Versjon 1 - bruker et 64-bits PCI-spor og en spenning på 5 volt.
• Versjon 2 - bruker et 64-bits PCI-spor og en spenning på 3,3 volt.

PCI 66

PCI 66 er en 66 MHz utvikling av PCI 64; bruker 3,3 volt i sporet; kortene har en universal eller 3,3 V formfaktor.Paks gjennomstrømming er 533 MB/s.

PCI 64/66

Kombinasjonen av PCI 64 og PCI 66 tillater fire ganger dataoverføringshastigheten sammenlignet med grunnleggende standard PCI; bruker 64-bits 3.3V-spor, kun kompatible med universelle, og 3.3V 32-bits utvidelseskort. PCI64/66-kort har enten en universell (men med begrenset kompatibilitet med 32-bits spor) eller en 3,3-volts formfaktor (det siste alternativet er fundamentalt inkompatibelt med 32-biters 33-MHz spor av populære standarder). Maksimal gjennomstrømning - 533 MB/s.

PCI-X

PCI-X 1.0 er en utvidelse av PCI64-bussen med tillegg av to nye driftsfrekvenser, 100 og 133 MHz, samt en egen transaksjonsmekanisme for å forbedre ytelsen når flere enheter opererer samtidig. Generelt bakoverkompatibel med alle 3,3V og generiske PCI-kort. PCI-X-kort er vanligvis implementert i et 64-bit 3.3B-format og har begrenset bakoverkompatibilitet med PCI64/66-spor, og noen PCI-X-kort er i et universelt format og er i stand til å fungere (selv om dette nesten ikke har noen praktisk verdi ) i en vanlig PCI 2.2/2.3. I vanskelige tilfeller, for å være helt trygg på funksjonaliteten til kombinasjonen av hovedkort og utvidelseskort, må du se på kompatibilitetslistene til produsentene av begge enhetene.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0 - ytterligere utvidelse av egenskapene til PCI-X 1.0; frekvenser på 266 og 533 MHz er lagt til, samt paritetsfeilkorrigering under dataoverføring (ECC). Tillater oppdeling i 4 uavhengige 16-bits busser, som utelukkende brukes i innebygd og industrielle systemer ; Signalspenningen er redusert til 1,5 V, men kontaktene er bakoverkompatible med alle kort som bruker en signalspenning på 3,3 V. For tiden, for det ikke-profesjonelle segmentet av høyytelses datamaskinmarkedet (kraftige arbeidsstasjoner og servere) inngangsnivå), der PCI-X-bussen brukes, produseres det svært få hovedkort som støtter bussen. Et eksempel på et hovedkort for dette segmentet er ASUS P5K WS. I det profesjonelle segmentet brukes den i RAID-kontrollere og SSD-stasjoner for PCI-E.

Mini PCI

Formfaktor PCI 2.2, beregnet for bruk hovedsakelig i bærbare datamaskiner.

PCI Express

PCI Express, eller PCIe, eller PCI-E (også kjent som 3GIO for 3. generasjons I/O; må ikke forveksles med PCI-X og PXI) - datamaskin buss(selv om det på det fysiske nivået ikke er en buss, som er en punkt-til-punkt-forbindelse), ved hjelp av programvaremodell PCI-busser og en høyytelses fysisk protokoll basert på seriell dataoverføring. Utviklingen av PCI Express-standarden ble startet av Intel etter å ha forlatt InfiniBand-bussen. Offisielt dukket den første grunnleggende PCI Express-spesifikasjonen opp i juli 2002. Utviklingen av PCI Express-standarden er utført av PCI Special Interest Group.

I motsetning til PCI-standarden, som brukte en felles buss for dataoverføring med flere enheter koblet parallelt, er PCI Express generelt et pakkenettverk med stjernetopologi. PCI Express-enheter kommuniserer med hverandre gjennom et medium dannet av brytere, med hver enhet direkte koblet med en punkt-til-punkt-forbindelse til bryteren. I tillegg støtter PCI Express-bussen:

• hot swap-kort;
• garantert båndbredde (QoS);
• energiledelse;
• overvåke integriteten til overførte data.

PCI Express-bussen er kun ment å brukes som en lokal buss. Fordi programvaremodell PCI Express er i stor grad arvet fra PCI, eksisterende systemer og kontrollere kan modifiseres for å bruke PCI Express-bussen ved kun å erstatte fysisk nivå uten endringer programvare. Den høye ytelsen til PCI Express-bussen gjør at den kan brukes i stedet for AGP-busser, og enda mer PCI og PCI-X. De facto erstattet PCI Express disse bussene i personlige datamaskiner.

• MiniCard (Mini PCIe) - erstatning for Mini PCI-formfaktoren. Minikortkontakten har følgende busser: x1 PCIe, 2.0 og SMBus.
  • M.2 er den andre versjonen av Mini PCIe, opptil x4 PCIe og SATA.
• ExpressCard - lik PCMCIA formfaktor. ExpressCard-kontakten støtter x1 PCIe- og USB 2.0-busser; ExpressCard-kort støtter hot plugging.
• AdvancedTCA, MicroTCA - formfaktor for modulært telekommunikasjonsutstyr.
  
• Mobile PCI Express Module (MXM) er en industriell formfaktor laget for bærbare datamaskiner av NVIDIA. Den brukes til å koble til grafikkakseleratorer.
• PCI Express-kabelspesifikasjonene tillater at lengden på en tilkobling når titalls meter, noe som gjør det mulig å lage en datamaskin hvis eksterne enheter er plassert på en betydelig avstand.
  
• StackPC - spesifikasjon for bygning stables datasystemer. Denne spesifikasjonen beskriver utvidelseskontaktene StackPC, FPE og deres relative posisjoner.

Til tross for at standarden tillater x32 linjer per port, er slike løsninger fysisk ganske klumpete og er ikke tilgjengelige.

År utgivelse	Versjon PCI Express	Koding	Hastighet overføringer	Båndbredde på x linjer
				×1	×2	× 4	× 8	×16
2002	1.0	8b/10b	2,5 GT/s	2	4	8	16	32
2007	2.0	8b/10b	5 GT/s	4	8	16	32	64
2010	3.0	128b/130b	8 GT/s	~7,877	~15,754	~31,508	~63,015	~126,031
2017	4.0	128b/130b	16 GT/s	~15,754	~31,508	~63,015	~126,031	~252,062
2019	5.0	128b/130b	32 GT/s	~32	~64	~128	~256	~512

PCI Express 2.0

PCI-SIG ga ut PCI Express 2.0-spesifikasjonen 15. januar 2007. Nøkkelinnovasjoner i PCI Express 2.0:

• Økt gjennomstrømning: båndbredde på én linje 500 MB/s, eller 5 GT/s ( Gigatransaksjoner/s).
• Det er gjort forbedringer i overføringsprotokollen mellom enheter og programvaremodellen.
• Dynamisk hastighetskontroll (for å kontrollere kommunikasjonshastigheten).
• Båndbreddevarsel (for å varsle programvare om endringer i busshastighet og -bredde).
• Tilgangskontrolltjenester - Valgfrie punkt-til-punktjoner.
• Tidsavbruddskontroll for utførelse.
• Tilbakestilling av funksjonsnivå er en valgfri mekanisme for å tilbakestille PCI-funksjoner i en PCI-enhet.
• Omdefinering av strømgrensen (for å omdefinere sporstrømgrensen når du kobler til enheter som bruker mer strøm).

PCI Express 2.0 er fullt kompatibel med PCI Express 1.1 (gamle vil fungere i hovedkort med nye kontakter, men bare med en hastighet på 2,5 GT/s, siden gamle brikkesett ikke kan støtte doble dataoverføringshastigheter; nye videoadaptere vil fungere uten problemer i gamle PCI Express 1.x-kontakter).

PCI Express 2.1

Når det gjelder fysiske egenskaper (hastighet, kobling) tilsvarer det 2.0; i programvaredelen er det lagt til funksjoner som planlegges fullt implementert i versjon 3.0. Siden de fleste hovedkort selges med versjon 2.0, kan du ikke bruke 2.1-modus hvis du kun har et skjermkort med 2.1.

PCI Express 3.0

I november 2010 ble spesifikasjonene for PCI Express 3.0 godkjent. Grensesnittet har en dataoverføringshastighet på 8 GT/s ( Gigatransaksjoner/s). Men til tross for dette ble den faktiske gjennomstrømningen fortsatt doblet sammenlignet med PCI Express 2.0-standarden. Dette ble oppnådd takket være et mer aggressivt 128b/130b-kodingsskjema, der 128 biter med data sendt over bussen er kodet i 130 biter. Samtidig opprettholdes full kompatibilitet med tidligere versjoner av PCI Express. PCI Express 1.x- og 2.x-kort vil fungere i spor 3.0, og omvendt vil et PCI Express 3.0-kort fungere i spor 1.x og 2.x.

PCI Express 4.0

PCI Special Interest Group (PCI SIG) uttalte at PCI Express 4.0 kunne standardiseres før slutten av 2016, men i midten av 2016, da en rekke brikker allerede var under forberedelse for produksjon, rapporterte media at standardisering var forventet tidlig i 2017 . vil ha en gjennomstrømning på 16 GT/s, det vil si at den vil være dobbelt så rask som PCIe 3.0.

Legg igjen din kommentar!

Innledning Tidligere var masseforbrukeren først og fremst interessert i bare to typer SSD-er: enten høyhastighets premium-modeller som Samsung 850 PRO, eller verdi for pengene-tilbud som Crucial BX100 eller SanDisk Ultra II. Det vil si at segmenteringen av SSD-markedet var ekstremt svak, og konkurranse mellom produsenter, selv om den utviklet seg innen ytelse og pris, forble gapet mellom topp- og bunnnivåløsninger ganske lite. Denne tilstanden skyldtes delvis det faktum at SSD-teknologien i seg selv forbedrer brukeropplevelsen av å jobbe med en datamaskin betydelig, og derfor kommer problemer med spesifikk implementering i bakgrunnen for mange. Av samme grunn ble forbruker-SSD-er passet inn i den gamle infrastrukturen, som opprinnelig var fokusert på mekanisk harddisker. Dette forenklet implementeringen i stor grad, men plasserte SSD-er innenfor et ganske smalt rammeverk, som i stor grad begrenset både veksten av gjennomstrømming og reduksjonen i latens for diskundersystemet.

Men inntil en viss tid passet denne tingenes tilstand alle. SSD-teknologi var ny, og brukere som migrerte til SSD-er var fornøyde med kjøpene sine, selv om de egentlig fikk produkter som faktisk ikke presterte på sitt beste, med ytelse som ble holdt tilbake av kunstige barrierer. Imidlertid kan SSD-er i dag kanskje betraktes som virkelig mainstream. Enhver eier av en personlig datamaskin med respekt for seg selv, hvis han ikke har minst én SSD i systemet sitt, er veldig seriøse med å kjøpe en i nær fremtid. Og under disse forholdene blir produsentene ganske enkelt tvunget til å tenke på hvordan de endelig skal utvikle fullverdig konkurranse: å ødelegge alle barrierer og gå videre til å produsere bredere produktlinjer som er fundamentalt forskjellige i egenskapene som tilbys. Heldigvis er all nødvendig grunn lagt til rette for dette, og for det første har de fleste SSD-utviklere ønsket og muligheten til å begynne å produsere produkter som ikke fungerer gjennom det eldre SATA-grensesnittet, men gjennom den mye mer produktive PCI Express-bussen.

Siden SATA-båndbredden er begrenset til 6 Gb/s, overstiger ikke maksimalhastigheten til flaggskipet SATA SSD-er omtrent 500 MB/s. Imidlertid er moderne flash-minnebaserte stasjoner i stand til mye mer: Tross alt, hvis du tenker på det, har de mer til felles med systemminne enn med mekanisk harddisk. Når det gjelder PCI Express-bussen, brukes den nå aktivt som et transportlag ved tilkobling av grafikkort og andre tilleggskontrollere som krever høyhastighets datautveksling, for eksempel Thunderbolt. En enkelt Gen 2 PCI Express-bane gir 500 MB/s båndbredde, mens en PCI Express 3.0-bane kan nå hastigheter på opptil 985 MB/s. Dermed kan et grensesnittkort installert i et PCIe x4-spor (med fire baner) utveksle data med hastigheter på opptil 2 GB/s for PCI Express 2.0 og opptil nesten 4 GB/s ved bruk av PCI Express tredje generasjon. Dette er utmerkede indikatorer som er ganske egnet for moderne solid-state-stasjoner.

Av ovenstående følger det naturligvis at i tillegg til SATA SSD-er, bør høyhastighetsstasjoner som bruker PCI Express-bussen etter hvert bli utbredt på markedet. Og dette skjer virkelig. I butikkene kan du finne flere modeller av forbruker-SSD-er fra ledende produsenter, laget i form av utvidelseskort eller M.2-kort som bruker forskjellige versjoner av PCI Express-bussen. Vi bestemte oss for å sette dem sammen og sammenligne dem når det gjelder ytelse og andre parametere.

Testdeltakere

Intel SSD 750 400 GB

I solid-state drive-markedet følger Intel en ganske ukonvensjonell strategi og legger ikke for mye vekt på utviklingen av SSD-er for forbrukersegmentet, og konsentrerer seg om produkter for servere. Dette gjør imidlertid ikke forslagene hennes uinteressante, spesielt ikke når det kommer til en solid-state-stasjon for PCI Express-bussen. I dette tilfellet bestemte Intel seg for å tilpasse sin mest avanserte serverplattform for bruk i en klient-SSD med høy ytelse. Dette er nøyaktig hvordan Intel SSD 750 400 GB ble født, som ikke bare fikk imponerende ytelsesegenskaper og en rekke teknologier på servernivå som er ansvarlige for pålitelighet, men også støtte for det nymotens NVMe-grensesnitt, som noen få ord bør sies separat om. .

Hvis vi snakker om spesifikke forbedringer av NVMe, så fortjener reduksjonen i overheadkostnader å nevnes først. For eksempel, sending av de vanligste 4K-blokkene i den nye protokollen krever utstedelse av bare én kommando i stedet for to. Og hele settet med kontrollinstruksjoner er forenklet så mye at behandlingen på drivernivå reduserer prosessorbelastningen og de resulterende forsinkelsene med minst halvparten. Den andre viktige innovasjonen er støtte for dyp pipelining og multitasking, som består i muligheten til å lage flere forespørselskøer parallelt i stedet for den tidligere eksisterende enkeltkøen for 32 kommandoer. NVMe-grensesnittprotokollen er i stand til å betjene opptil 65536 køer, og hver av dem kan inneholde opptil 65536 kommandoer. Faktisk elimineres eventuelle begrensninger helt, og dette er veldig viktig for servermiljøer der diskundersystemet kan være gjenstand for et stort antall samtidige I/O-operasjoner.

Men til tross for at den jobber gjennom NVMe-grensesnittet, er Intel SSD 750 fortsatt ikke en serverstasjon, men en forbrukerstasjon. Ja, nesten samme maskinvareplattform som i denne stasjonen brukes i serverklasse SSD-er Intel DC P3500, P3600 og P3700, men Intel SSD 750 bruker billigere vanlig MLC NAND, og ​​i tillegg er fastvaren modifisert. Produsenten mener at takket være slike endringer vil det resulterende produktet appellere til entusiaster, siden det kombinerer høy kraft, fundamentalt nytt grensesnitt NVMe og ikke for skummel kostnad.

Intel SSD 750 er et halvhøyt PCIe x4-kort som kan bruke fire 3.0-baner og oppnå sekvensielle overføringshastigheter på opptil 2,4 GB/s og tilfeldige operasjonshastigheter på opptil 440 tusen IOPS. Riktignok har den mest romslige 1,2 TB-modifikasjonen den høyeste ytelsen, men 400 GB-versjonen vi mottok for testing er litt tregere.

Drivbrettet er fullstendig dekket med rustning. På forsiden er det en aluminiumsradiator, og på baksiden er det en dekorativ metallplate som faktisk ikke kommer i kontakt med mikrokretsene. Det skal bemerkes at bruk av en radiator her er en nødvendighet. Hovedkontrolleren til en Intel SSD genererer mye varme, og under høy belastning kan selv en stasjon utstyrt med slik kjøling varmes opp til temperaturer på rundt 50-55 grader. Men takket være den forhåndsinstallerte kjølingen er det ingen antydning til struping - ytelsen forblir konstant selv under kontinuerlig og intensiv bruk.

Intel SSD 750 er basert på en serverkontroller Intel nivå CH29AE41AB0, som opererer med en frekvens på 400 MHz og har atten (!) kanaler for tilkobling av flashminne. Når du tenker på at de fleste forbruker SSD-kontrollere har enten åtte eller fire kanaler, blir det klart at Intel SSD 750 faktisk kan pumpe betydelig mer data over bussen enn konvensjonelle SSD-modeller.

Når det gjelder flashminnet som brukes, gjør ikke Intel SSD 750 noen nyvinninger på dette området. Den er basert på vanlig Intel-laget MLC NAND, produsert ved hjelp av en 20-nm prosessteknologi og har kjerner med et volum på både 64 og 128 Gbit ispedd. Det skal bemerkes at de fleste andre SSD-produsenter forlot slikt minne for ganske lenge siden, og byttet til brikker laget etter tynnere standarder. Og Intel selv har begynt å konvertere ikke bare sine forbrukere, men også serverstasjoner til 16nm minne. Til tross for alt dette er imidlertid Intel SSD 750 utstyrt med eldre minne, som visstnok har en høyere ressurs.

Serveropprinnelsen til Intel SSD 750 kan også spores i det faktum at den totale mengden flashminne i denne SSD-en er 480 GiB, hvorav kun rundt 78 prosent er tilgjengelig for brukeren. Resten tildeles erstatningsfondet, søppelinnsamling og databeskyttelsesteknologier. Intel SSD 750 implementerer et RAID 5-lignende opplegg, tradisjonelt for flaggskipstasjoner, på MLC NAND-brikkenivå, som lar deg gjenopprette data selv om en av brikkene svikter fullstendig. I tillegg gir Intel SSD full beskyttelse data fra strømbrudd. Intel SSD 750 har to elektrolytiske kondensatorer, og deres kapasitet er tilstrekkelig for normal nedstenging av stasjonen i frakoblet modus.

Kingston HyperX Predator 480 GB

Kingston HyperX Predator er en mye mer tradisjonell løsning sammenlignet med Intel SSD 750. For det første fungerer den via AHCI-protokollen, ikke NVMe, og for det andre krever denne SSD-en den mer vanlige PCI Express 2.0-bussen for å koble til systemet. Alt dette gjør Kingston-versjonen noe tregere - topphastigheter for sekvensielle operasjoner overstiger ikke 1400 MB/s, og tilfeldige - 160 tusen IOPS. Men HyperX Predator stiller ingen spesielle krav til systemet - det er kompatibelt med alle, inkludert eldre plattformer.

Samtidig har drevet et ikke helt enkelt to-komponent design. Selve SSD-en er et kort i M.2-formfaktoren, som kompletteres av en PCI Express-adapter som lar deg koble til M.2-stasjoner gjennom vanlige PCIe-spor i full størrelse. Adapteren er designet som et halvhøyt PCIe x4-kort som bruker alle de fire PCI Express-banene. Takket være denne designen selger Kingston sin HyperX Predator i to versjoner: som en PCIe SSD for stasjonære datamaskiner og som en M.2-stasjon for mobile systemer (i dette tilfellet er adapteren ikke inkludert i leveransen).

Kingston HyperX Predator er basert på Marvell Altaplus-kontrolleren (88SS9293), som på den ene siden støtter fire PCI Express 2.0-baner, og på den andre har åtte kanaler for tilkobling av flashminne. På dette øyeblikket Dette er Marvells raskeste kommersielt tilgjengelige SSD-kontroller med PCI Express-støtte. Marvell vil imidlertid snart få raskere etterfølgere med støtte for NVMe og PCI Express 3.0, som Altaplus-brikken ikke har.

Fordi hun selv Kingston selskapet produserer verken kontrollere eller minne, og setter sammen SSD-ene fra elementbasen kjøpt fra andre produsenter, er det ikke noe rart i det faktum at HyperX Predator PCIe SSD ikke bare er basert på en tredjepartskontroller, men også på 128-gigabit 19-nm MLC NAND-brikker Toshiba-selskap. Slikt minne har en lav innkjøpspris og er nå installert i mange produkter fra Kingston (og andre selskaper), og først og fremst i forbrukermodeller.

Bruken av slikt minne har imidlertid gitt opphav til et paradoks: til tross for at Kingston HyperX Predator PCIe SSD i henhold til sin formelle plassering er et premiumprodukt, kommer den bare med tre års garanti, og det oppgitte gjennomsnittet. tiden mellom feilene er betydelig mindre enn for flaggskip SATA SSD-er fra andre produsenter.

Kingston HyperX Predator tilbyr heller ingen spesielle databeskyttelsesteknologier. Men stasjonen har et relativt stort område skjult for brukerens øyne, hvor størrelsen er 13 prosent av den totale kapasiteten til stasjonen. Backup-flashminnet som er inkludert i den brukes til søppeloppsamling og slitasjeutjevning, men brukes først og fremst på å erstatte mislykkede minneceller.

Det gjenstår bare å legge til at HyperX Predator-designet ikke gir noen spesielle midler for å fjerne varme fra kontrolleren. I motsetning til de fleste andre høyytelsesløsninger, har ikke denne stasjonen en kjøleribbe. Denne SSD-en er imidlertid ikke i det hele tatt utsatt for overoppheting - dens maksimale varmespredning er bare litt høyere enn 8 W.

OCZ Revodrive 350 480 GB

OCZ Revodrive 350 kan med rette kalles en av de eldste forbruker-SSDene med PCI Express-grensesnitt. Tilbake i tiden da ingen av de andre produsentene i det hele tatt tenkte på å gi ut klient PCIe SSD-er modellutvalg OCZ-selskapet hadde RevoDrive 3 (X2) - prototypen til den moderne Revodrive 350. Røttene til OCZ PCIe-stasjonen, som går tilbake til fortiden, gjør det imidlertid til et noe merkelig forslag sammenlignet med nåværende konkurrenter. Mens de fleste produsenter av høyytelses PC-stasjoner bruker moderne kontrollere med innebygd støtte for PCI Express-bussen, implementerer Revodrive 350 en svært intrikat og klart suboptimal arkitektur. Den er basert på to eller fire (avhengig av volumet) SandForce SF-2200-kontrollere, som er satt sammen til en null-nivå RAID-array.

Hvis vi snakker om OCZ Revodrive 350 480 GB-modellen som deltok i denne testingen, så er den faktisk basert på fire SATA SSD-er med en kapasitet på 120 GB, som hver er basert på sin egen SF-2282-brikke (analog av mye brukt SF-2281). Disse elementene kombineres deretter til en enkelt firedelt RAID 0-array. For dette formålet brukes imidlertid ikke en veldig kjent RAID-kontroller, men en proprietær virtualiseringsprosessor (VCA 2.0) OCZ ICT-0262. Det er imidlertid svært sannsynlig at dette navnet skjuler en redesignet Marvell 88SE9548-brikke, som er en fireports SAS/SATA 6 Gb/s RAID-kontroller med et PCI Express 2.0 x8-grensesnitt. Men selv om det var så, skrev OCZ-ingeniører sin egen fastvare og driver for denne kontrolleren.

Det unike med RevoDrive 350-programvarekomponenten ligger i det faktum at den implementerer ikke helt den klassiske RAID 0, men noe som ligner på den med interaktiv lastbalansering. I stedet for å dele opp datastrømmen i blokker med fast størrelse og sekvensielt overføre dem til forskjellige SF-2282-kontrollere, involverer VCA 2.0-teknologi analyse og fleksibel omfordeling av I/O-operasjoner avhengig av gjeldende bruk av flashminnekontrollere. Derfor ser RevoDrive 350 ut som en monolitisk SSD for brukeren. Det er umulig å gå inn i BIOS, og det er umulig å oppdage at en RAID-array er skjult i dypet av denne SSD-en uten en detaljert bekjentskap med maskinvaren. Dessuten, i motsetning til konvensjonelle RAID-arrayer, støtter RevoDrive 350 alle typiske SSD-funksjoner: SMART-overvåking, TRIM og sikker sletting.

RevoDrive 350 er tilgjengelig i form av kort med PCI Express 2.0 x8-grensesnitt. Til tross for at alle de åtte grensesnittlinjene faktisk brukes, er de oppgitte ytelsestallene merkbart lavere enn deres totale teoretiske gjennomstrømning. Maksimal hastighet for sekvensielle operasjoner er begrenset til 1800 MB/s, og ytelsen til tilfeldige operasjoner overstiger ikke 140 tusen IOPS.

Det er verdt å merke seg at OCZ RevoDrive 350 er laget som et PCI Express x8-kort i full høyde, det vil si at denne stasjonen er fysisk større enn alle de andre SSD-ene som deltar i testing, og derfor kan den ikke installeres i lavprofilsystemer. Frontflaten på RevoDrive 350-kortet er dekket med et dekorativt metallhus, som også fungerer som en radiator for RAID-kontrollerbrikken. SF-2282-kontrollerne er plassert på baksiden av brettet og har ingen kjøling.

For å danne flashminnearrayen brukte OCZ brikker fra morselskapet Toshiba. Det brukes brikker produsert ved hjelp av en 19-nm prosessteknologi og med en kapasitet på 64 Gbit. Den totale mengden flashminne i RevoDrive 350 480 GB er 512 GB, men 13 % er reservert for interne behov – slitasjeutjevning og søppeloppsamling.

Det er verdt å merke seg at arkitekturen til RevoDrive 350 ikke er unik. Det er flere flere modeller av lignende SSD-er på markedet, som opererer etter prinsippet om en "RAID-array av SATA SSD-er basert på SandForce-kontrollere." Imidlertid har alle slike løsninger, som OCZ PCIe-stasjonen under vurdering, en ubehagelig ulempe - ytelsen deres på skriveoperasjoner forringes over tid. Dette er på grunn av særegenhetene til de interne algoritmene til SandForce-kontrollere, hvis TRIM-operasjon ikke returnerer skrivehastigheten til det opprinnelige nivået.

Det ubestridelige faktum at RevoDrive 350 er ett trinn lavere enn PCI Express-stasjonene til den nye generasjonen, understrekes av det faktum at denne stasjonen kun har tre års garanti, og den garanterte opptaksressursen er bare 54 TB - flere ganger mindre enn det til konkurrentene. Dessuten, til tross for at RevoDrive 350 er basert på samme design som serveren Z-Drive 4500, har den ingen beskyttelse mot strømstøt. Alt dette hindrer imidlertid ikke OCZ, med sin karakteristiske frekkhet, fra å posisjonere RevoDrive 350 som en premiumløsning på Intel SSD 750-nivå.

Plextor M6e Black Edition 256 GB

Det skal umiddelbart bemerkes at Plextor M6e Black Edition-stasjonen er en direkte etterfølger til den velkjente M6e-modellen. Likheten til det nye produktet med forgjengeren kan sees i nesten alt, hvis vi snakker om den tekniske snarere enn den estetiske komponenten. Den nye SSD-en har også en to-komponent design, inkludert selve stasjonen i M.2 2280-formatet og en adapter som lar deg installere den i et hvilket som helst vanlig PCIe x4 (eller raskere) spor. Den er også basert på en åtte-kanals Marvell 88SS9183-kontroller, som kommuniserer med omverdenen via to PCI Express 2.0-linjer. Akkurat som den forrige modifikasjonen, bruker M6e Black Edition Toshiba MLC flash-minne.

Dette betyr at mens M6e Black Edition ser ut som et halvhøyt PCI Express x4-kort når den er satt sammen, bruker denne SSD-en faktisk bare to PCI Express 2.0-baner. Derav de ikke veldig imponerende hastighetene, som bare er litt høyere enn ytelsen til tradisjonelle SATA SSD-er. Den nominelle ytelsen for sekvensielle operasjoner er begrenset til 770 MB/s, og for vilkårlige operasjoner - 105 tusen IOPS. Det er verdt å merke seg at Plextor M6e Black Edition bruker den eldre AHCI-protokollen, og dette sikrer bred kompatibilitet med ulike systemer.

Til tross for at Plextor M6e Black Edition, i likhet med Kingston HyperX Predator, er en kombinasjon av en PCI Express-adapter og en «kjerne» i M.2-kortformat, er det umulig å fastslå dette fra forsiden. Hele stasjonen er skjult under et figurert svart aluminiumshus, i midten av hvilket det er en rød radiator innebygd, som skal fjerne varme fra kontrolleren og minnebrikker. Designernes beregning er klar: Et lignende fargeskjema er mye brukt i forskjellige spillmaskinvare, så Plextor M6e Black Edition vil se harmonisk ut ved siden av mange spillhovedkort og skjermkort fra de fleste ledende produsenter.

Flash-minnearrayen i Plextor M6e Black Edition er utstyrt med Toshibas andregenerasjons 19-nm MLC NAND-brikker med en kapasitet på 64 Gbit. Reserven som benyttes til erstatningsfondet og drift av interne algoritmer for utjevning av slitasje og søppelhenting tildeles 7 prosent av totalvolumet. Alt annet er tilgjengelig for brukeren.

På grunn av bruken av en ganske svak Marvell 88SS9183-kontroller med en ekstern PCI Express 2.0 x2-buss, bør Plextor M6e Black Edition-stasjonen betraktes som en ganske treg PCIe SSD. Dette hindrer imidlertid ikke produsenten i å klassifisere dette produktet i den øvre priskategorien. På den ene siden er den fortsatt raskere enn en SATA SSD, og ​​på den andre har den gode pålitelighetsegenskaper: den har en lang MTBF og dekkes av en fem års garanti. Ingen spesielle teknologier som kan beskytte M6e Black Edition mot spenningsstøt eller øke levetiden er imidlertid implementert i den.

Samsung SM951 256 GB

Samsung SM951 er den mest unnvikende stasjonen i dagens testing. Faktum er at dette i utgangspunktet er et produkt for datamaskinmontører, så det presenteres i detaljhandelen ganske dårlig. Men hvis du ønsker det, er det fortsatt mulig å kjøpe det, så vi nektet ikke å vurdere SM951. Dessuten, etter egenskapene å dømme, er dette en veldig hurtigvirkende modell. Den er designet for å fungere på PCI Express 3.0 x4-bussen, bruker AHCI-protokollen og lover imponerende hastigheter: opptil 2150 MB/s for sekvensielle operasjoner og opptil 90 tusen IOPS for tilfeldige operasjoner. Men viktigst av alt, med alt dette er Samsung SM951 billigere enn mange andre PCIe SSD-er, så søket etter salg kan ha en veldig spesifikk økonomisk begrunnelse.

En annen funksjon ved Samsung SM951 er at den kommer i M.2-format. I utgangspunktet er denne løsningen rettet mot mobile systemer, så ingen adaptere for PCIe-spor i full størrelse følger med stasjonen. Dette kan imidlertid neppe betraktes som en alvorlig ulempe - de fleste flaggskip hovedkort har også M.2-grensesnittspor ombord. I tillegg er de nødvendige adapterkortene allment tilgjengelige for salg. Samsung SM951 i seg selv er et bord i formfaktoren M.2 2280, hvis kontakt har en M-type nøkkel, noe som indikerer behovet for en SSD med fire PCI Express-linjer.

Samsung SM951 er basert på en usedvanlig kraftig Samsung UBX-kontroller, utviklet av produsenten spesielt for SSD-er med PCI Express-grensesnitt. Den er basert på tre kjerner med ARM-arkitektur og er i teorien i stand til å jobbe med både AHCI- og NVMe-kommandoer. I den aktuelle SSD-en er kun AHCI-modus aktivert i kontrolleren. Men NVMe-versjonen av denne kontrolleren kan snart sees i en ny forbruker-SSD som Samsung skal lansere til høsten.

På grunn av OEM-fokuset er verken garantiperioden eller forventet varighet gitt for den aktuelle stasjonen. Byggere av systemer som SM951 skal installeres i, eller selgere må deklarere disse parameterne. Det skal imidlertid bemerkes at 3D V-NAND, som nå aktivt promoteres av Samsung i forbruker-SSD-er som en raskere og mer pålitelig type flash-minne, ikke brukes i SM951. I stedet bruker den konvensjonell plan Toggle Mode 2.0 MLC NAND, antagelig produsert ved hjelp av 16nm-teknologi (noen kilder foreslår en 19nm prosessteknologi). Dette betyr at SM951 ikke bør forventes å ha samme høye utholdenhet som flaggskipet SATA 850 PRO-stasjonen. I denne parameteren er SM951 nærmere konvensjonelle mellomnivåmodeller; dessuten er bare 7 prosent av flashminnearrayet tildelt redundans i denne SSD-en. Samsung SM951 har ingen spesiell teknologi på servernivå for å beskytte data mot strømbrudd. Med andre ord, vekten i denne modellen er utelukkende på hastighet, og alt annet er kuttet for å redusere kostnadene.

Et poeng til er verdt å merke seg. Under høy belastning viser Samsung SM951 ganske alvorlig oppvarming, som til slutt kan føre til struping. Derfor, i høyytelsessystemer, er det tilrådelig å organisere minst luftstrøm for SM951, eller enda bedre, dekke den med en radiator.

Sammenlignende egenskaper for testede SSD-er

Kompatibilitetsproblemer

Som enhver ny teknologi kan solid-state-stasjoner med PCI Express-grensesnitt ennå ikke skryte av 100 % problemfri drift med alle plattformer, spesielt eldre. Derfor må du velge en passende SSD ikke bare basert på forbrukeregenskaper, men også med tanke på kompatibilitet. Og her er det viktig å ha to punkter i bakhodet.

For det første kan forskjellige SSD-er bruke forskjellig antall PCI Express-baner og ulike generasjoner dette dekket er 2.0 eller 3.0. Derfor, før du kjøper en PCIe-stasjon, må du sørge for at systemet der du planlegger å installere den har et ledig spor med nødvendig båndbredde. Selvfølgelig er raskere PCIe SSD-er bakoverkompatible med trege spor, men i dette tilfellet gir det ikke så mye mening å kjøpe en høyhastighets SSD - den vil rett og slett ikke kunne utløse sitt fulle potensial.

Plextor M6e Black Edition har den bredeste kompatibiliteten i denne forstand – den krever kun to PCI Express 2.0-baner, og et slikt ledig spor vil sannsynligvis finnes på nesten hvilket som helst hovedkort. Kingston HyperX Predator krever allerede fire PCI Express 2.0-baner: mange kort har også slike PCIe-spor, men noen billige plattformer har kanskje ikke ekstra spor med fire eller flere PCI Express-baner. Dette gjelder spesielt for hovedkort bygget på brikkesett på lavere nivå, hvor det totale antallet linjer kan reduseres til seks. Derfor, før du kjøper en Kingston HyperX Predator, sørg for å sjekke at systemet har et ledig spor med fire eller flere PCI Express-baner.

OCZ Revodrive 350 utgjør et vanskeligere problem - den krever allerede åtte PCI Express-baner. Slike spor implementeres vanligvis ikke av brikkesettet, men av prosessoren. Derfor er det optimale stedet for å bruke en slik stasjon LGA 2011/2011-3-plattformer, der PCI Express-prosessorkontrolleren har et overflødig antall baner, slik at den kan betjene mer enn ett skjermkort. I systemer med LGA 1155/1150/1151-prosessorer vil OCZ Revodrive 350 bare være egnet hvis grafikken som er innebygd i CPU-en brukes. Ellers, til fordel for solid-state-stasjonen, må du ta bort halvparten av linjene fra GPUen og bytte den til PCI Express x8-modus.

Intel SSD 750 og Samsung SM951 ligner litt på OCZ Revodrive 350: de er også å foretrekke å bruke i PCI Express-spor drevet av prosessoren. Grunnen her er imidlertid ikke antall baner - de krever bare fire PCI Express-baner, men genereringen av dette grensesnittet: begge disse stasjonene er i stand til å bruke den økte båndbredden til PCI Express 3.0. Det er imidlertid et unntak: de nyeste Intel-brikkesettene i 100.-serien, designet for prosessorer fra Skylake-familien, har fått støtte for PCI Express 3.0, så i de nyeste LGA 1151-kortene kan de installeres uten et stikk av samvittighet i brikkesettet PCIe-spor, som minst fire linjer.

Det er en annen del av kompatibilitetsproblemet. I tillegg til alle restriksjonene knyttet til gjennomstrømmingen til ulike varianter av PCI Express-spor, er det også begrensninger knyttet til protokollene som brukes. De mest problemfrie i denne forstand er SSD-er som opererer via AHCI. På grunn av det faktum at de emulerer oppførselen til en vanlig SATA-kontroller, kan de jobbe med alle, til og med gamle, plattformer: de er sett i BIOS på alle hovedkort, de kan være oppstartsdisker, og for deres drift i operativsystemet kreves det ingen ekstra drivere. Kingston HyperX Predator og Plextor M6e Black Edition er med andre ord to av de mest problemfrie PCIe SSD-ene.

Hva med det andre paret med AHCI-stasjoner? Situasjonen med dem er litt mer komplisert. OCZ Revodrive 350 kjører i operativsystemet gjennom sin egen driver, men til tross for dette er det ingen problemer med å gjøre denne stasjonen oppstartbar. Situasjonen er verre med Samsung SM951. Selv om denne SSD-en kommuniserer med systemet via den eldre AHCI-protokollen, har den ikke sin egen BIOS, og må derfor initialiseres Hovedkort BIOS avgifter. Dessverre er det ikke alle hovedkort, spesielt gamle, som støtter denne SSD-en. Derfor kan vi bare snakke med full tillit om kompatibiliteten med kort basert på de nyeste Intel-brikkesettene i 90. og 100. serien. I andre tilfeller kan han rett og slett ikke bli sett hovedkort. Dette vil selvfølgelig ikke hindre deg i å bruke Samsung SM951 i et operativsystem der den lett initialiseres av AHCI-driveren, men i dette tilfellet må du glemme muligheten for å starte opp fra en høyhastighets SSD.

Men den største ulempen kan forårsakes av Intel SSD 750, som opererer via det nye NVMe-grensesnittet. Driverne som kreves for å støtte SSD-er som bruker denne protokollen, er kun tilgjengelig på de nyeste operativsystemene. Således, i Linux, dukket NVMe-støtte opp i kjerneversjon 3.1; Den "medfødte" NVMe-driveren er tilgjengelig i Microsoft-systemer, og starter med Windows 8.1 og Windows Server 2012 R2; og i OS X ble kompatibilitet med NVMe-stasjoner lagt til i versjon 10.10.3. I tillegg støttes ikke NVMe SSD av alle hovedkort. For at slike stasjoner skal kunne brukes som oppstartsstasjoner, må hovedkortets BIOS også ha riktig driver. Imidlertid har produsentene kun bygget inn den nødvendige funksjonaliteten i det meste siste versjoner fastvare utgitt for de nyeste hovedkortmodellene. Last derfor ned støtte operativsystem med NVMe-stasjoner er kun tilgjengelig på de mest moderne brettene for entusiaster, basert på sett Intel logikk Z97, Z170 og X99. På eldre og billigere plattformer vil brukere kun kunne bruke NVMe SSD-er som andre stasjoner i et begrenset sett med OSer.

Til tross for at vi prøvde å beskrive alle mulige kombinasjoner av plattformer og PCI Express-stasjoner, er hovedkonklusjonen fra ovenstående denne: kompatibiliteten til PCIe SSD-er med hovedkort er ikke et like åpenbart spørsmål som i tilfellet med SATA SSD-er. Derfor, før du kjøper en høyhastighets solid-state-stasjon som opererer via PCI Express, sørg for å sjekke kompatibiliteten med et spesifikt hovedkort på produsentens nettsted.

Testkonfigurasjon, verktøy og testmetodikk

Testing utføres på operasjonsstuen Microsoft system Windows 8.1 Professional x64 med oppdatering, som korrekt gjenkjenner og betjener moderne solid-state-stasjoner. Dette betyr at under testprosessen, som ved vanlig daglig bruk av SSD-en, støttes TRIM-kommandoen og brukes aktivt. Ytelsesmålinger utføres med stasjoner i "brukt" tilstand, noe som oppnås ved å forhåndsfylle dem med data. Før hver test blir stasjonene rengjort og vedlikeholdt ved hjelp av TRIM-kommandoen. Det er en 15-minutters pause mellom individuelle tester, tildelt for riktig utvikling av søppeloppsamlingsteknologi. Alle tester bruker randomiserte, inkomprimerbare data med mindre annet er angitt.

Brukte applikasjoner og tester:

Iometer 1.1.0

Måling av hastigheten på sekvensiell lesing og skriving av data i blokker på 256 KB (den mest typiske blokkstørrelsen for sekvensielle operasjoner i skrivebordsoppgaver). Hastighetene estimeres i løpet av et minutt, hvoretter gjennomsnittet beregnes.
Måling av hastigheten på tilfeldig lesing og skriving i 4 KB-blokker (denne blokkstørrelsen brukes i det store flertallet av virkelige operasjoner). Testen utføres to ganger - uten forespørselskø og med forespørselskø med en dybde på 4 kommandoer (typisk for skrivebordsapplikasjoner som aktivt jobber med et forgrenet filsystem). Datablokker er justert i forhold til flash-minnesidene til stasjonene. Fartsvurderingen utføres i tre minutter, hvoretter gjennomsnittet beregnes.
Etablere avhengigheten av tilfeldige lese- og skrivehastigheter ved drift av en stasjon med 4 KB-blokker på dybden av forespørselskøen (fra én til 32 kommandoer). Datablokker er justert i forhold til flash-minnesidene til stasjonene. Fartsvurderingen utføres i tre minutter, hvoretter gjennomsnittet beregnes.
Etablere avhengigheten av tilfeldige lese- og skrivehastigheter når stasjonen opererer med blokker av forskjellige størrelser. Det brukes blokker som varierer i størrelse fra 512 byte til 256 KB. Forespørselskødybden under testen er 4 kommandoer. Datablokker er justert i forhold til flash-minnesidene til stasjonene. Fartsvurderingen utføres i tre minutter, hvoretter gjennomsnittet beregnes.
Måling av ytelse under blandede flertrådede arbeidsbelastninger og bestemme avhengigheten av forholdet mellom lese- og skriveoperasjoner. Testen utføres to ganger: for sekvensiell lesing og skriving i 128 KB-blokker, utført i to uavhengige tråder, og for tilfeldige operasjoner med 4 KB-blokker, utført i fire tråder. I begge tilfeller varierer forholdet mellom lese- og skriveoperasjoner i trinn på 20 prosent. Fartsvurderingen utføres i tre minutter, hvoretter gjennomsnittet beregnes.
Studie av forringelse av SSD-ytelse ved behandling av en kontinuerlig strøm av tilfeldige skriveoperasjoner. Det brukes blokker på 4 KB og en kødybde på 32 kommandoer. Datablokker er justert i forhold til flash-minnesidene til stasjonene. Testvarigheten er to timer, øyeblikkelige hastighetsmålinger utføres hvert sekund. På slutten av testen blir stasjonens evne til å gjenopprette ytelsen til de opprinnelige verdiene i tillegg kontrollert på grunn av driften av søppeloppsamlingsteknologi og etter å ha kjørt TRIM-kommandoen.

CrystalDiskMark 5.0.2
En syntetisk test som gir typiske ytelsesindikatorer for SSD-er målt på et 1 GB diskområde "på toppen" filsystem. Av hele settet med parametere som kan vurderes ved hjelp av dette verktøyet, tar vi hensyn til hastigheten på sekvensiell lesing og skriving, samt ytelsen til tilfeldig lesing og skriving av 4 KB-blokker uten en forespørselskø og med en kødybde på 32 kommandoer.
PCMark 8 2.0
En test basert på å emulere en ekte diskbelastning, som er typisk for ulike populære applikasjoner. På stasjonen som testes, opprettes en enkelt partisjon i filen NTFS-system for hele tilgjengelig kapasitet, og PCMark 8 kjører Secondary Storage-testen. Testresultatene tar hensyn til både den endelige ytelsen og utførelseshastigheten til individuelle testspor generert av ulike applikasjoner.
Fil kopi tester
Denne testen måler hastigheten på kopiering av filkataloger forskjellige typer, samt hastigheten på arkivering og avarkivering av filer inne i stasjonen. For kopiering, bruk standarden Windows-verktøy– Robocopy-verktøy, ved arkivering og utpakking – 7-zip arkiveringsversjon 9.22 beta. Testene involverer tre sett med filer: ISO – et sett som inkluderer flere diskbilder med programdistribusjoner; Program – et sett som er en forhåndsinstallert programvarepakke; Arbeid – et sett med arbeidsfiler, inkludert kontordokumenter, fotografier og illustrasjoner, pdf-filer og multimedieinnhold. Hvert sett har en total filstørrelse på 8 GB.

En datamaskin med hovedkort brukes som testplattform ASUS-kort Z97-Pro Kjerneprosessor i5-4690K med integrert grafikk Intel kjerne HD-grafikk 4600 og 16 GB DDR3-2133 SDRAM. Stasjoner med SATA-grensesnitt kobles til SATA 6 Gb/s-kontrolleren innebygd i hovedkortets brikkesett og fungerer i AHCI-modus. Stasjoner med et PCI Express-grensesnitt er installert i det første fullhastighets PCI Express 3.0 x16-sporet. Driverne som brukes er Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.5.2.1000 og Intel Windows NVMe-driver 1.2.0.1002.

Volumet og hastigheten på dataoverføring i benchmarks er angitt i binære enheter (1 KB = 1024 byte).

I tillegg til de fem hovedheltene i denne testen – klient-SSD-er med PCI Express-grensesnitt, har vi også lagt til den raskeste SATA SSD-en – Samsung 850 PRO.

Som et resultat tok listen over testede modeller følgende form:

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

Opptreden

Sekvensiell lesing og skriving

Den nye generasjonen solid-state-stasjoner, overført til PCI Express-bussen, bør først og fremst utmerke seg ved høye sekvensielle lese- og skrivehastigheter. Og det er akkurat dette vi ser på grafen. Alle PCIe SSD-er viser seg å være mer produktive enn den beste SATA SSD-en – Samsung 850 PRO. Men selv noe så enkelt som sekvensiell lesing og skriving viser store forskjeller mellom SSD-er fra forskjellige produsenter. Dessuten er ikke versjonen av PCI Express-bussen som brukes, avgjørende. Den beste ytelsen her kan oppnås av PCI Express 3.0 x4-stasjonen til Samsung SM951, og på andreplass er Kingston HyperX Predator, som fungerer via PCI Express 2.0 x4. Den progressive NVMe-stasjonen Intel SSD 750 var bare på tredjeplass.

Tilfeldig lesning

Hvis vi snakker om tilfeldig lesing, så, som det fremgår av diagrammene, er ikke PCIe SSD-er spesielt forskjellige i hastighet fra tradisjonelle SATA SSD-er. Dessuten gjelder dette ikke bare AHCI-stasjoner, men også produktet som fungerer med NVMe-kanalen. Faktisk bedre enn Samsung 850 PRO ytelse Bare tre deltakere i denne testen kan demonstrere tilfeldige leseoperasjoner på små forespørselskøer: Samsung SM951, Intel SSD 750 og Kingston HyperX Predator.

Selv om dype spørringskøoperasjoner for personlige datamaskiner ikke er typiske, vil vi likevel se på hvordan ytelsen til den aktuelle SSD-en avhenger av dybden på forespørselskøen når man leser 4-kilobyte blokker.

Grafen viser tydelig hvordan løsninger som kjører via PCI Express 3.0 x4 kan utkonkurrere alle andre SSD-er. Kurvene som tilsvarer Samsung SM951 og Intel SSD 750 er betydelig høyere enn grafene til andre stasjoner. Basert på diagrammet ovenfor kan det trekkes en konklusjon til: OCZ RevoDrive 350 er en skammelig langsom solid-state-stasjon. Ved tilfeldig leseoperasjoner er den omtrent halvparten så god som en SATA SSD, noe som skyldes dens RAID-arkitektur og bruken av utdaterte andregenerasjons SandForce-kontrollere.

I tillegg til dette foreslår vi å se på hvordan den tilfeldige lesehastigheten avhenger av størrelsen på datablokken:

Her er bildet litt annerledes. Etter hvert som blokkstørrelsen øker, begynner operasjoner å ligne sekvensielle, så ikke bare arkitekturen og kraften til SSD-kontrolleren begynner å spille en rolle, men også båndbredden til bussen de bruker. På store blokker bedre ytelse gi Samsung SM951, Intel SSD 750 og Kingston HyperX Predator.

Random skriver

Et sted måtte fordelene med NVMe-grensesnittet med lav latens og den høyparallelle Intel SSD 750-kontrolleren dukke opp. I tillegg tillater den store DRAM-bufferen som er tilgjengelig i denne SSD-en svært effektiv databufring. Som et resultat leverer Intel SSD 750 uovertrufne tilfeldige skrivehastigheter selv når forespørselskøen er minimal.

Du kan se tydeligere hva som skjer med tilfeldig skriveytelse når forespørselskødybden øker ved neste timeplan, som viser avhengigheten av hastigheten på tilfeldig skriving i 4-kilobyte blokker på dybden av forespørselskøen:

Ytelsen til Intel SSD 750 skaleres til kødybden når 8 kommandoer. Dette er typisk oppførsel for forbruker-SSD-er. Imidlertid er Intels nye produkt annerledes ved at de tilfeldige skrivehastighetene er betydelig høyere enn noen andre solid-state-stasjoner, inkludert de raskeste PCIe-modellene som Samsung SM951 eller Kingston HyperX Predator. Med andre ord, under sporadiske skrivebelastninger, tilbyr Intel SSD 750 fundamentalt bedre ytelse enn noen annen SSD. Med andre ord, ved å bytte til NVMe-grensesnittet kan du forbedre den tilfeldige skrivehastigheten. Og dette er absolutt en viktig egenskap, men først og fremst for serverstasjoner. Faktisk er Intel SSD 750 nettopp en nær slektning av slike modeller som Intel DC P3500, P3600 og P3700.

Følgende graf viser tilfeldig skriveytelse som en funksjon av datablokkstørrelsen.

Når blokkstørrelsene øker, mister Intel SSD 750 sin ubetingede fordel. Samsung SM951 og Kingston HyperX Predator begynner å produsere omtrent samme ytelse.


Ettersom SSD-er blir billigere, brukes de ikke lenger som rene systemstasjoner og blir vanlige arbeidsstasjoner. I slike situasjoner mottar SSD-en ikke bare en raffinert belastning i form av skriving eller lesing, men også blandede forespørsler, når lese- og skriveoperasjoner initieres av forskjellige applikasjoner og må behandles samtidig. Full-dupleksdrift er imidlertid fortsatt et betydelig problem for moderne SSD-kontrollere. Når du blander lesing og skriving i samme kø, synker hastigheten til de fleste SSD-er av forbrukerkvalitet merkbart. Dette ble grunnen til å gjennomføre en egen studie, der vi sjekker hvordan SSD-er fungerer når det er nødvendig å behandle sekvensielle operasjoner som ankommer ispedd. De neste par diagrammene viser det mest typiske tilfellet for stasjonære datamaskiner, der forholdet mellom lese- og skriveoperasjoner er 4 til 1.

Med en sekvensiell blandet belastning med dominerende leseoperasjoner, som er typisk for konvensjonelle personlige datamaskiner, gir Samsung SM951 og Kingston HyperX Predator den beste ytelsen. En tilfeldig blandet belastning viser seg å være en vanskeligere test for SSD-er og etterlater Samsung SM951 i ledelsen, men Intel SSD 750 rykker inn på andreplass.Samtidig kommer Plextor M6e Black Edition, Kingston HyperX Predator og OCZ RevoDrive 350 viser seg generelt å være merkbart dårligere enn en vanlig SATA SSD.

Det neste paret med grafer gir et mer detaljert bilde av ytelsen under blandet belastning, og viser avhengigheten av SSD-hastighet på forholdet mellom lese- og skriveoperasjoner på den.

Alt nevnt ovenfor er godt bekreftet av grafene ovenfor. Med en blandet belastning med sekvensielle operasjoner, vises den beste ytelsen av Samsung SM951, som føles som en fisk i vannet når du arbeider med seriedata. For vilkårlige blandede operasjoner er situasjonen litt annerledes. Begge Samsung-stasjonene, SM951 som kjører via PCI Express 3.0 x4, og den vanlige SATA 850 PRO, gir svært gode resultater i denne testen, og overgår nesten alle andre SSD-er. I noen tilfeller er det bare Intel SSD 750 som kan motstå dem, som takket være NVMe-kommandosystemet er perfekt optimalisert for å jobbe med tilfeldige skrivinger. Og når andelen poster i den blandede transaksjonsflyten øker til 80 prosent eller høyere, hopper det fremover.

Resultater i CrystalDiskMark

CrystalDiskMark er en populær og enkel benchmark-applikasjon som kjører på toppen av filsystemet og produserer resultater som enkelt kan gjentas av vanlige brukere. Ytelsesindikatorene innhentet i den skal utfylle de detaljerte grafene vi har bygget basert på tester i IOMeter.

De fire diagrammene som vises er kun av teoretisk verdi, og viser toppytelse som ikke er oppnåelig i typiske klientarbeidsbelastninger. Det er aldri en forespørselskødybde på 32 kommandoer i personlige datamaskiner, men i spesielle tester lar det deg få maksimale ytelsesindikatorer. Og i dette tilfellet er den ledende ytelsen med stor margin gitt av Intel SSD 750, som har en arkitektur som er arvet fra serverstasjoner, hvor en stor forespørselskødybde er ganske normal.

Men disse fire diagrammene er av praktisk interesse - de viser ytelse under belastning, som er typisk for personlige datamaskiner. Og her er den beste ytelsen gitt av Samsung SM951, som ligger bak Intel SSD 750 kun med tilfeldige 4 KB-skrivinger.

PCMark 8 2.0, reelle brukstilfeller

Futuremark PCMark 8 2.0-testpakken er interessant fordi den ikke er av syntetisk karakter, men tvert imot er basert på hvordan virkelige applikasjoner fungerer. I løpet av dens gjennomgang, reproduseres virkelige scenarier-spor etter bruk av disken i vanlige skrivebordsoppgaver, og hastigheten på utførelsen av dem måles. Den nåværende versjonen av denne testen simulerer arbeidsbelastninger som er hentet fra virkelige spillapplikasjoner til Battlefield 3 og World of Warcraft og programvarepakker fra Abobe og Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint og Word. Sluttresultatet beregnes i form av gjennomsnittshastigheten som kjørene viser ved passering av testruter.

PCMark 8 2.0-testen, som evaluerer ytelsen til lagringssystemer i virkelige applikasjoner, forteller oss tydelig at det bare er to PCIe-stasjoner, hvis hastighet er fundamentalt høyere enn for konvensjonelle modeller med SATA-grensesnitt. Dette er Samsung SM951 og Intel SSD 750, som vinner i mange andre tester. Andre PCIe SSD-er, for eksempel Plextor M6e Black Edition og Kingston HyperX Predator, ligger bak lederne med mer enn halvannen gang. Vel, OCZ ReveDrive 350 viser ærlig talt dårlig ytelse. Den er mer enn dobbelt så treg som de beste PCIe SSD-ene og er enda tregere enn Samsung 850 PRO, som opererer via et SATA-grensesnitt.

Det integrerte resultatet av PCMark 8 må suppleres med ytelsesindikatorer produsert av flash-stasjoner når de passerer individuelle testspor som simulerer ulike virkelige belastningsalternativer. Faktum er at under forskjellige belastninger oppfører flash-stasjoner seg ofte litt annerledes.

Uansett hvilken applikasjon vi snakker om, i alle fall er den høyeste ytelsen levert av en av SSD-ene med et PCI Express 3.0 x4-grensesnitt: enten Samsung SM951 eller Intel SSD 750. Interessant nok gir andre PCIe SSD-er i noen tilfeller generelt bare hastigheter på nivå med SATA SSD-er. Faktisk kan fordelen med den samme Kingston HyperX Predator og Plextor M6e Black Edition over Samsung 850 PRO bare sees i Adobe Photoshop, Battlefield 3 og Microsoft Word.

Kopierer filer

Med tanke på at solid-state-stasjoner blir introdusert i personlige datamaskiner mer og mer utbredt, bestemte vi oss for å legge til metodikken vår en måling av ytelse under vanlige filoperasjoner - når du kopierer og arbeider med arkivere - som utføres "inne" i stasjonen . Dette er en typisk diskaktivitet som oppstår når SSD-en ikke fungerer som en systemstasjon, men som en vanlig disk.

I kopieringstestene er lederne fortsatt de samme Samsung SM951 og Intel SSD 750. Men hvis vi snakker om store sekvensielle filer, så kan Kingston HyperX Predator konkurrere med dem. Jeg må si at med enkel kopiering viser nesten alle PCIe SSD-er seg å være raskere enn Samsung 850 PRO. Det er bare ett unntak - Plextor M6e Black Edition. Og OCZ RevoDrive 350, som i andre tester konsekvent befant seg i posisjonen som en håpløs outsider, overgår uventet ikke bare SATA SSD, men også den tregeste PCIe SSD.

Den andre gruppen av tester ble utført ved arkivering og avarkivering av en katalog med arbeidsfiler. Den grunnleggende forskjellen i dette tilfellet er at halvparten av operasjonene utføres med separate filer, og den andre halvdelen med en stor arkivfil.

Situasjonen er lik når man jobber med arkiver. Den eneste forskjellen er at her klarer Samsung SM951 å bryte seg selvsikkert vekk fra alle sine konkurrenter.

Hvordan TRIM og bakgrunnssøppelinnsamling fungerer

Ved testing av ulike SSD-er sjekker vi alltid hvordan de håndterer TRIM-kommandoen og om de er i stand til å samle søppel og gjenopprette ytelsen uten støtte fra operativsystemet, det vil si i en situasjon der TRIM-kommandoen ikke utstedes. Slik testing ble også denne gangen gjennomført. Utformingen av denne testen er standard: etter å ha opprettet en langsiktig kontinuerlig belastning på skrivedata, noe som fører til forringelse av skrivehastighet, deaktiverer vi TRIM-støtte og venter i 15 minutter, hvor SSD-en kan prøve å gjenopprette på egen hånd ved å bruke sin egen søppelinnsamling algoritme, men uten ekstern hjelp operativsystem, og måle hastigheten. Deretter tvinges TRIM-kommandoen inn på drevet - og etter en kort pause måles hastigheten igjen.

Resultatene av denne testen er vist i følgende tabell, som viser for hver testet modell om den reagerer på TRIM ved å tømme ubrukt flash-minne og om den kan skaffe rene flash-minnesider for fremtidige operasjoner hvis en TRIM-kommando ikke utstedes til den. For stasjoner som var i stand til å utføre søppelinnsamling uten TRIM-kommandoen, indikerte vi også mengden flashminne som ble frigjort uavhengig av SSD-kontrolleren for fremtidige operasjoner. Hvis stasjonen brukes i et miljø uten TRIM-støtte, er dette nøyaktig mengden data som kan lagres på stasjonen med høy starthastighet etter inaktivitet.

Til tross for at høykvalitetsstøtte for TRIM-kommandoen har blitt en industristandard, anser noen produsenter det som akseptabelt å selge stasjoner som ikke fullt ut implementerer denne kommandoen. Et slikt negativt eksempel demonstreres av OCZ Revodrive 350. Formelt sett forstår den TRIM, og prøver til og med å gjøre noe når den mottar denne kommandoen, men det er ikke snakk om en fullstendig tilbakeføring av skrivehastigheten til dens opprinnelige verdier. Og det er ikke noe rart med dette: Revodrive 350 er basert på SandForce-kontrollere, som utmerker seg ved deres irreversible ytelsesforringelse. Følgelig er den også til stede i Revodrive 350.

Alle andre PCIe SSD-er fungerer med TRIM akkurat som deres SATA-motparter. Det vil si ideelt: i operativsystemer som gir denne kommandoen til stasjoner, forblir ytelsen på et konsekvent høyt nivå.

Vi vil imidlertid ha mer - en høykvalitets stasjon skal kunne utføre søppeloppsamling uten å utstede TRIM-kommandoen. Og her skiller Plextor M6e Black Edition seg ut – en stasjon som uavhengig kan frigjøre betydelig mer flashminne for kommende operasjoner enn konkurrentene. Selv om, selvfølgelig, i en eller annen grad fungerer autonom søppelinnsamling for alle SSD-er vi testet, med unntak av Samsung SM951. Med andre ord, ved normal bruk i moderne miljøer Ytelsen til Samsung SM951 vil ikke forringes, men i tilfeller der TRIM ikke støttes, anbefales det ikke å bruke denne SSD-en.

konklusjoner

Vi bør nok begynne å oppsummere resultatene ved å slå fast at forbruker-SSDer med PCI Express-grensesnittet ikke lenger er eksotiske eller noen eksperimentelle produkter, men et helt markedssegment der de raskest ytende solid-state-stasjonene for entusiaster spiller. Dette betyr naturligvis også at det ikke har vært noen problemer med PCIe SSD-er på lenge: de støtter alle funksjonene som SATA SSD-er har, men samtidig er de mer produktive og har noen ganger noen nye interessante teknologier.

Samtidig er ikke klient-PCIe SSD-markedet så overfylt, og så langt har bare selskaper med høyt ingeniørpotensial vært i stand til å gå inn i kohorten av produsenter av slike solid-state-stasjoner. Dette skyldes det faktum at uavhengige utviklere av masseproduserte SSD-kontrollere ennå ikke har designløsninger som lar dem begynne å produsere PCIe-stasjoner med minimal ingeniørinnsats. Derfor er hver av PCIe SSD-ene som for tiden presenteres i butikkhyllene originale og unike på sin egen måte.

I denne testen var vi i stand til å samle de fem mest populære og vanligste PCIe SSD-ene, rettet mot drift som en del av personlige datamaskiner. Og basert på resultatene av å bli kjent med dem, blir det klart at kjøpere som ønsker å bytte til å bruke solid-state-stasjoner med et progressivt grensesnitt, ikke vil møte noen alvorlige valgmuligheter ennå. I de fleste tilfeller vil valget være klart, de testede modellene er så forskjellige i forbrukerkvaliteter.

Totalt sett viste det seg å være den mest attraktive PCIe SSD-modellen Samsung SM951. Dette er en strålende løsning fra en av markedslederne, som opererer over PCI Express 3.0 x4-bussen, som ikke bare viser seg å kunne gi den høyeste ytelsen i typiske vanlige arbeidsbelastninger, men også er betydelig billigere enn alle andre PCIe-stasjoner.

Samsung SM951 er imidlertid fortsatt ikke perfekt. For det første inneholder den ingen spesielle teknologier som tar sikte på å øke påliteligheten, men i premium-nivåprodukter vil man fortsatt ha dem. For det andre er denne SSD-en ganske vanskelig å finne for salg i Russland - den leveres ikke til landet vårt gjennom offisielle kanaler. Heldigvis kan vi foreslå å ta hensyn til et godt alternativ - Intel SSD 750. Denne SSD-en kjører også via PCI Express 3.0 x4, og ligger bare litt bak Samsung SM951. Men den er en direkte slektning av servermodeller, og har derfor høy pålitelighet og fungerer ved hjelp av NVMe-protokollen, som lar den demonstrere uovertruffen hastighet i tilfeldige skriveoperasjoner.

I prinsippet, sammenlignet med Samsung SM951 og Intel SSD 750, ser andre SSD-er med PCIe-grensesnitt ganske svake ut. Imidlertid er det fortsatt situasjoner der de må foretrekke en annen PCIe SSD-modell. Faktum er at avanserte Samsung- og Intel-stasjoner kun er kompatible med moderne hovedkort bygd på Intel-brikkesett fra den nittiende eller hundrede serien. I eldre systemer kan de bare fungere som en "andre disk", og det vil være umulig å laste operativsystemet fra dem. Derfor er verken Samsung SM951 eller Intel SSD 750 egnet for å oppgradere plattformer fra tidligere generasjoner, og valget må være på stasjonen Kingston HyperX Predator, som på den ene siden kan gi god ytelse, og på den andre garantert ikke har noen kompatibilitetsproblemer med eldre plattformer.

Jeg har fått dette spørsmålet mer enn en gang, så nå skal jeg prøve å svare så klart og kort som mulig. For å gjøre dette vil jeg gi bilder av PCI Express og PCI utvidelsesspor på hovedkortet for en klarere forståelse og, selvfølgelig vil jeg indikere hovedforskjellene i egenskapene, dvs. .e. veldig snart vil du finne ut hva disse grensesnittene er og hvordan de ser ut.

Så først, la oss kort svare på spørsmålet, hva er egentlig PCI Express og PCI?

Hva er PCI Express og PCI?

PCI er en datamaskin parallell inngang/utgangsbuss for tilkobling av eksterne enheter til datamaskinens hovedkort. PCI brukes til å koble til: skjermkort, lydkort, nettverkskort, TV-tunere og andre enheter. PCI-grensesnittet er utdatert, så du vil sannsynligvis ikke kunne finne for eksempel et moderne skjermkort som kobles til via PCI.

PCI Express(PCIe eller PCI-E) er en datamaskin seriebuss I/O for tilkobling av eksterne enheter til datamaskinens hovedkort. De. i dette tilfellet toveis seriell tilkobling, som kan ha flere linjer (x1, x2, x4, x8, x12, x16 og x32) jo flere slike linjer, jo høyere gjennomstrømning av PCI-E-bussen. PCI Express-grensesnittet brukes til å koble til enheter som skjermkort, lydkort, nettverkskort, SSD-stasjoner og andre.

Det finnes flere versjoner av PCI-E-grensesnittet: 1.0, 2.0 og 3.0 (versjon 4.0 vil bli utgitt snart). Dette grensesnittet er vanligvis utpekt for eksempel slik PCI-E 3.0 x16, som betyr PCI Express 3.0-versjon med 16 baner.

Hvis vi snakker om for eksempel et skjermkort som har PCI-E 3.0-grensesnitt vil fungere på et hovedkort som kun støtter PCI-E 2.0 eller 1.0, sier utviklerne at alt vil fungere, bare husk selvfølgelig at båndbredden vil være begrenset av egenskapene til hovedkortet. Derfor, i dette tilfellet, overbetal for et skjermkort med mer ny verson PCI Express synes jeg ikke er verdt det ( om så bare for fremtiden, dvs. Planlegger du å kjøpe et nytt hovedkort med PCI-E 3.0?). Også, og omvendt, la oss si at du har hovedkort støtter versjon PCI Express 3.0, og skjermkortversjonen, for eksempel 1.0, så skal denne konfigurasjonen også fungere, men bare med PCI-E 1.0-funksjoner, dvs. Det er ingen begrensning her, siden skjermkortet i dette tilfellet vil fungere på grensen av dets evner.

Forskjeller mellom PCI Express og PCI

Hovedforskjellen i egenskaper er selvfølgelig gjennomstrømningen; for PCI Express er den mye høyere, for eksempel har PCI ved 66 MHz en gjennomstrømning på 266 MB/sek, og PCI-E 3.0 (x16) 32 Gb/s.

Eksternt er grensesnittene også forskjellige, så å koble for eksempel et PCI Express-skjermkort til et PCI-utvidelsesspor vil ikke fungere. PCI Express-grensesnitt med forskjellig antall baner er også forskjellige, jeg skal nå vise alt dette i bilder.

PCI Express og PCI utvidelsesspor på hovedkort

PCI- og AGP-spor

PCI-E x1, PCI-E x16 og PCI-spor