Razširitvena reža PCI express 3.0. Kaj je PCI Express. Formati vodil PCI-E

PCI - Express (PCIePCI -E)– prvič predstavljen serijski, univerzalni avtobus 22. julij 2002 leta.

je splošno, poenotenje vodilo za vsa vozlišča sistemske plošče, v katerem sobivajo vse nanj povezane naprave. Prišel zamenjat zastarelo pnevmatiko PCI in njegove različice AGP, zaradi povečanih zahtev po prepustnosti vodila in nezmožnosti izboljšanja hitrosti slednjega po razumni ceni.

Pnevmatika deluje kot stikalo, preprosto pošiljanje signala od ene točke do druge ne da bi ga spremenili. To omogoča, brez očitne izgube hitrosti, z minimalnimi spremembami in napakami prenašati in sprejemati signal.

Podatki na avtobus gredo simplex(full duplex), torej hkrati v obe smeri z enako hitrostjo, in signal vzdolž črt neprekinjeno teče, tudi ko je naprava izklopljena (kot D.C., ali bitni signal ničel).

Sinhronizacija zgrajen z uporabo redundantne metode. Se pravi namesto 8 bit informacije se prenašajo 10 bitov, od tega sta dva uradni (20% ) in postrezite v določenem zaporedju svetilniki Za sinhronizacijo taktnih generatorjev oz ugotavljanje napak. Zato je deklarirana hitrost za eno vrstico v 2,5 Gbps, je dejansko enako približno 2,0 Gbps resnično.

Prehrana vsako napravo na vodilu, izbrano posebej in regulirano s tehnologijo ASPM (Active State Power Management). Omogoča, ko naprava miruje (brez pošiljanja signala) znižati njegov taktni generator in prestavite avtobus v način zmanjšana poraba energije. Če v nekaj mikrosekundah ni signala, naprava štejejo za neaktivne in preklopi v način pričakovanja(čas je odvisen od tipa naprave).

Karakteristike hitrosti v dveh smereh 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

*Hitrost prenosa podatkov v eno smer je 2-krat nižja od teh indikatorjev

15. januar 2007, PCI-SIG izdal posodobljeno specifikacijo, imenovano PCI-Express 2.0

Glavna izboljšava je bila v 2-krat povečana hitrost prenos podatkov ( 5,0 GHz, proti 2,5 GHz V stara različica). Tudi izboljšano komunikacijski protokol od točke do točke(od pike do pike), spremenjeno programska komponenta in dodan sistem spremljanje programske opreme glede na hitrost pnevmatike. Hkrati se je ohranilo kompatibilnost z različicami protokola PCI-E 1.x

V novi različici standarda ( PCI -Express 3.0 ), glavna novost bo spremenjen sistem kodiranja in sinhronizacijo. Namesto 10 bit sistemi ( 8 bit informacije, 2 bita uradno), bo veljal 130 bit (128 bit informacije, 2 bita uradni). To bo zmanjšalo izgube v hitrosti od 20 % do ~1,5 %. Bo tudi preoblikovan sinhronizacijski algoritem oddajnik in sprejemnik, izboljšan PLL(fazno zaklenjena zanka).Hitrost prenosa pričakovano povečanje 2-krat(v primerjavi s PCI-E 2.0), pri čemer združljivost bo ostala s prejšnjimi različicami PCI-Express.

Pri zamenjavi samo ene grafične kartice upoštevajte, da novi modeli morda preprosto ne bodo ustrezali vaši matični plošči, saj ni samo več različnih vrst razširitvenih rež, ampak tudi več njihovih različic (za AGP in PCI Express) . Če niste prepričani v svoje znanje o tej temi, pozorno preberite razdelek.

Kot smo omenili zgoraj, je video kartica vstavljena v posebno razširitveno režo na matični plošči računalnika in prek te reže video čip izmenjuje informacije z centralni procesor sistemi. Vklopljeno matične plošče Najpogosteje obstajajo razširitvene reže ene ali dveh različnih vrst, ki se razlikujejo po pasovni širini, nastavitvah moči in drugih značilnostih, in niso vse primerne za namestitev video kartic. Pomembno je poznati konektorje, ki so na voljo v sistemu, in kupiti samo grafično kartico, ki jim ustreza. Različni razširitveni konektorji so fizično in logično nezdružljivi in ​​video kartica, zasnovana za eno vrsto, se ne bo prilegala drugi in ne bo delovala.

Na srečo v zadnjem času niso samo razširitvene reže ISA in VESA Local Bus (ki zanimajo le bodoče arheologe) in ustrezne grafične kartice potonile v pozabo, ampak so grafične kartice za reže PCI praktično izginile in vsi modeli AGP so brezupno zastareli. In vsi so moderni GPE-ji Uporabljajo samo eno vrsto vmesnika - PCI Express. Prej je bil standard AGP široko uporabljen, ti vmesniki se med seboj bistveno razlikujejo, vključno s prepustnostjo, zmogljivostmi za napajanje video kartice in drugimi manj pomembnimi lastnostmi.

Le zelo majhen del sodobnih matičnih plošč nima rež PCI Express in če je vaš sistem tako star, da uporablja grafično kartico AGP, ga ne boste mogli nadgraditi - morate spremeniti celoten sistem. Oglejmo si te vmesnike podrobneje; to so reže, ki jih morate iskati na svojih matičnih ploščah. Oglejte si fotografije in primerjajte.

AGP (Accelerated Graphics Port ali Advanced Graphics Port) je vmesnik visoke hitrosti, ki temelji na specifikaciji PCI, vendar je bil ustvarjen posebej za povezovanje video kartic in matičnih plošč. Čeprav je vodilo AGP bolj primerno za video kartice v primerjavi s PCI (ne Express!), zagotavlja neposredno povezavo med osrednjim procesorjem in video čipom ter nekatere druge funkcije, ki v nekaterih primerih povečajo zmogljivost, na primer GART - možnost branja tekstur neposredno iz RAM-a, ne da bi jih kopirali v video pomnilnik; višje hitrosti ure, poenostavljeni protokoli za prenos podatkov itd., vendar je ta vrsta reže brezupno zastarela in novi izdelki z njo že dolgo niso bili izdani.

Ampak vseeno, po redu omenimo to vrsto. Specifikacije AGP so se pojavile leta 1997, ko je Intel izdal prvo različico specifikacije, ki vključuje dve hitrosti: 1x in 2x. V drugi različici (2.0) se je pojavil AGP 4x, v 3.0 - 8x. Oglejmo si vse možnosti podrobneje:
AGP 1x je 32-bitna povezava, ki deluje pri 66 MHz, s prepustnostjo 266 MB/s, kar je dvakratna pasovna širina PCI (133 MB/s, 33 MHz in 32 bitov).
AGP 2x je 32-bitni kanal, ki deluje z dvojno pasovno širino 533 MB/s pri enaki frekvenci 66 MHz zaradi prenosa podatkov na dveh frontah, podobno kot pomnilnik DDR (samo za smer "na video kartico").
AGP 4x je isti 32-bitni kanal, ki deluje pri 66 MHz, vendar je bila zaradi nadaljnjih nastavitev dosežena štirikratna "efektivna" frekvenca 266 MHz z največjo prepustnostjo več kot 1 GB/s.
AGP 8x - dodatne spremembe v tej modifikaciji so omogočile prepustnost do 2,1 GB/s.

Video kartice z vmesnikom AGP in ustreznimi režami na matičnih ploščah so združljive v določenih mejah. Video kartice z napetostjo 1,5 V ne delujejo v 3,3 V režah in obratno. Obstajajo pa tudi univerzalni priključki, ki podpirajo obe vrsti plošč. Video kartice, zasnovane za moralno in fizično zastarelo režo AGP, že dolgo niso bile obravnavane, zato bi bilo bolje, če želite izvedeti o starih sistemih AGP, prebrati članek:

PCI Express (PCIe ali PCI-E, ne sme se zamenjevati s PCI-X), prej znan kot Arapahoe ali 3GIO, se od PCI in AGP razlikuje po tem, da je serijski in ne vzporedni vmesnik, ki omogoča manj pinov in večjo pasovno širino. PCIe je samo en primer prehoda z vzporednih na serijska vodila; drugi primeri tega premika so HyperTransport, Serial ATA, USB in FireWire. Pomembna prednost PCI Express je, da omogoča zlaganje več posameznih pasov v en kanal za povečanje prepustnosti. Večkanalna serijska zasnova povečuje prilagodljivost, počasnim napravam je mogoče dodeliti manj linij z majhnim številom kontaktov, hitrim napravam pa več.

Vmesnik PCIe 1.0 prenaša podatke s hitrostjo 250 MB/s na pas, kar je skoraj dvakrat več od zmogljivosti običajnih rež PCI. Največje število pasov, ki jih podpirajo reže PCI Express 1.0, je 32, kar zagotavlja prepustnost do 8 GB/s. Reža PCIe z osmimi delovnimi pasovi je po tem parametru približno primerljiva z najhitrejšo različico AGP - 8x. Kar je še bolj impresivno, če upoštevate sposobnost hkratnega oddajanja v obe smeri pri visokih hitrostih. Najpogostejše reže PCI Express x1 zagotavljajo enopasovno širino (250 MB/s) v vsako smer, medtem ko PCI Express x16, ki se uporablja za grafične kartice in združuje 16 pasov, zagotavlja do 4 GB/s pasovne širine v vsako smer.

Čeprav je povezava med dvema napravama PCIe včasih sestavljena iz več pasov, vse naprave podpirajo vsaj en pas, po želji pa jih lahko obravnavajo tudi več. Fizično se razširitvene kartice PCIe prilegajo in delujejo normalno v vseh režah z enakim ali večjim številom stez, tako da bo kartica PCI Express x1 brez težav delovala v režah x4 in x16. Prav tako lahko fizično večja reža deluje z logično manjšim številom linij (na primer, izgleda kot navaden konektor x16, vendar je speljanih le 8 linij). V kateri koli od zgornjih možnosti bo PCIe sam izbral najvišji možni način in bo deloval normalno.

Najpogosteje se za video adapterje uporabljajo priključki x16, obstajajo pa tudi plošče s priključki x1. In večina matičnih plošč z dvema režama PCI Express x16 deluje v načinu x8 za ustvarjanje sistemov SLI in CrossFire. Fizično se druge možnosti reže, kot je x4, ne uporabljajo za video kartice. Naj vas spomnim, da vse to velja samo za fizično raven, obstajajo tudi matične plošče s fizičnimi priključki PCI-E x16, vendar v resnici z 8, 4 ali celo 1 kanali. In vse video kartice, zasnovane za 16 kanalov, bodo delovale v takih režah, vendar z nižjo zmogljivostjo. Mimogrede, na zgornji fotografiji so reže x16, x4 in x1, za primerjavo pa je levo še PCI (spodaj).

Čeprav razlika v igrah ni tako velika. Tukaj je na primer pregled dveh matičnih plošč na našem spletnem mestu, ki preučuje razliko v hitrosti 3D iger na dveh matičnih ploščah, par testnih video kartic, ki delujeta v 8-kanalnem oziroma 1-kanalnem načinu:

Primerjava, ki nas zanima, je na koncu članka, bodite pozorni na zadnji dve tabeli. Kot lahko vidite, je razlika pri srednjih nastavitvah zelo majhna, v težkih načinih pa se začne povečevati, velika razlika pa je opažena pri manj zmogljivi video kartici. Prosimo upoštevajte.

PCI Express se ne razlikuje le po prepustnosti, ampak tudi po novih zmogljivostih porabe energije. Ta potreba se je pojavila, ker lahko reža AGP 8x (različica 3.0) prenese samo največ 40 vatov skupaj, kar je že primanjkovalo v takratnih video karticah, zasnovanih za AGP, ki so bile nameščene z enim ali dvema standardnima štiripinskima močma. priključki. Reža PCI Express lahko prenese do 75 W, z dodatnimi 75 W, ki so na voljo prek standardnega šest-polnega napajalnega priključka (glejte zadnji del tega dela). Nedavno so se pojavile grafične kartice z dvema takšnima priključkoma, kar skupaj daje do 225 W.

Nato je skupina PCI-SIG, ki razvija ustrezne standarde, predstavila glavne specifikacije PCI Express 2.0. Druga različica PCIe je podvojila standardno pasovno širino, z 2,5 Gbps na 5 Gbps, tako da lahko priključek x16 prenaša podatke s hitrostjo do 8 GB/s v vsako smer. Hkrati je PCIe 2.0 združljiv s PCIe 1.1; stare razširitvene kartice običajno dobro delujejo v novih matičnih ploščah.

Specifikacija PCIe 2.0 podpira hitrosti prenosa 2,5 Gbps in 5 Gbps, kar je narejeno zaradi zagotavljanja združljivosti s prejšnjimi različicami. obstoječe rešitve PCIe 1.0 in 1.1. Združljivost PCI Express 2.0 za nazaj omogoča uporabo podedovanih rešitev 2,5 Gb/s v režah 5,0 Gb/s, ki bodo nato preprosto delovale pri nižji hitrosti. Naprave, izdelane po specifikacijah različice 2.0, lahko podpirajo hitrosti 2,5 Gbps in/ali 5 Gbps.

Čeprav je glavna novost v PCI Express 2.0 podvojitev hitrosti na 5 Gbps, to ni edina sprememba; obstajajo tudi druge modifikacije za večjo prilagodljivost, novi mehanizmi za nadzor programa hitrost povezave ipd. Najbolj nas zanimajo spremembe v zvezi z napajanjem naprav, saj se zahteve po napajanju video kartic vztrajno povečujejo. PCI-SIG je razvil novo specifikacijo za prilagajanje vse večji porabi energije grafičnih kartic, ki razširja trenutne zmogljivosti napajanja na 225/300 W na video kartico. Za podporo tej specifikaciji je uporabljen nov 2x4-polni napajalni konektor, zasnovan za napajanje vrhunskih grafičnih kartic.

Video kartice in matične plošče s podporo za PCI Express 2.0 so se pojavile v široki prodaji leta 2007, zdaj pa na trgu ni drugih. Oba glavna proizvajalca video čipov, AMD in NVIDIA, sta izdala nove linije grafičnih procesorjev in video kartic, ki temeljijo na njih, podpirajo povečano pasovno širino druge različice PCI Express in izkoriščajo nove zmogljivosti električnega napajanja za razširitvene kartice. Vsi so nazaj združljivi z matičnimi ploščami, ki imajo na krovu reže PCI Express 1.x, čeprav v nekaterih redkih primerih pride do nezdružljivosti, zato morate biti previdni.

Pravzaprav je bil pojav tretje različice PCIe očiten dogodek. Novembra 2010 so bile specifikacije za tretjo različico PCI Express končno odobrene. Čeprav ima ta vmesnik hitrost prenosa 8 Gt/s namesto 5 Gt/s v različici 2.0, prepustnost spet povečala natanko dvakrat v primerjavi s standardom PCI Express 2.0. Za to smo uporabili drugačno shemo kodiranja za podatke, poslane prek vodila, vendar je bila združljiva z prejšnje različice PCI Express ostaja enak. Prvi izdelki različice PCI Express 3.0 so bili predstavljeni poleti 2011, prave naprave pa so se šele začele pojavljati na trgu.

Med proizvajalci matičnih plošč je izbruhnila cela vojna za pravico, da prvi predstavijo izdelek s podporo za PCI Express 3.0 (predvsem temelji na Intelov nabor čipov Z68) in več podjetij je hkrati predstavilo ustrezna sporočila za javnost. Čeprav v času posodabljanja vodnika preprosto ni video kartic s takšno podporo, zato preprosto ni zanimivo. Ko bo potrebna podpora za PCIe 3.0, se bodo pojavile popolnoma druge plošče. Najverjetneje se bo to zgodilo šele leta 2012.

Mimogrede, lahko domnevamo, da bo PCI Express 4.0 predstavljen v naslednjih nekaj letih, nova različica pa bo do takrat še enkrat podvojila pasovno širino, ki jo zahtevajo. A to se ne bo zgodilo kmalu in nas še ne zanima.

Zunanji PCI Express

Leta 2007 PCI-SIG, uradna skupina za standarde PCI rešitve Express, je napovedal sprejetje specifikacije PCI Express External Cabling 1.0, ki opisuje standard za prenos podatkov preko zunanjega vmesnika PCI Express 1.1. Ta različica omogoča prenos podatkov s hitrostjo 2,5 Gbps, naslednja pa naj bi povečala prepustnost na 5 Gbps. Standard vključuje štiri zunanje priključke: PCI Express x1, x4, x8 in x16. Starejši konektorji so opremljeni s posebnim jezičkom, ki olajša povezovanje.

Zunanja različica vmesnika PCI Express se lahko uporablja ne le za povezovanje zunanje video kartice, pa tudi za zunanje pogone in druge razširitvene kartice. Največja priporočena dolžina kabla je 10 metrov, vendar se lahko poveča s povezavo kablov preko repetitorja.

Teoretično bi to lahko olajšalo življenje ljubiteljem prenosnih računalnikov, ko uporabljajo vgrajeno video jedro z nizko porabo energije, ko delujejo na baterije, in zmogljivo zunanjo video kartico, ko so povezani z namiznim monitorjem. Nadgradnja takšnih video kartic je bistveno enostavnejša, ohišja računalnika ni treba odpirati. Proizvajalci lahko izdelajo popolnoma nove hladilne sisteme, ki niso omejeni na značilnosti razširitvenih kartic, manj pa bi moralo biti težav z napajanjem - najverjetneje bodo uporabljeni zunanji napajalniki, zasnovani posebej za določeno video kartico; jih je mogoče zgraditi v eno zunanje ohišje z video kartico, z uporabo enega hladilnega sistema. Morda bo olajšalo sestavljanje sistemov na več grafičnih karticah (SLI/CrossFire) in glede na stalno rast priljubljenosti mobilnih rešitev bi tak zunanji PCI Express moral pridobiti nekaj popularnosti.

Morali bi, a niso zmagali. Od jeseni 2011 zunanje možnosti Video kartic na trgu praktično ni. Njihov obseg je omejen z zastarelimi modeli video čipov in ozkim izborom kompatibilnih prenosnikov. Žal posel z zunanjimi video karticami ni šel naprej in je počasi zamrl. Od proizvajalcev prenosnih računalnikov sploh ne slišimo več zmagovitih reklamnih izjav ... Morda je moč sodobnih mobilnih grafičnih kartic preprosto postala dovolj tudi za zahtevne 3D aplikacije, vključno s številnimi igrami.

Ostaja upanje za razvoj zunanjih rešitev v obetavnem vmesniku za povezljivost periferne naprave Thunderbolt, prej znan kot Light Peak. Razvila ga je korporacija Intel na osnovi tehnologije DisplayPort, prve rešitve pa je že izdal Apple. Thunderbolt združuje zmogljivosti DisplayPort in PCI Express ter omogoča povezovanje zunanje naprave. Vendar zaenkrat preprosto ne obstajajo, čeprav kabli že obstajajo:

V tem članku se ne dotikamo zastarelih vmesnikov; velika večina sodobnih grafičnih kartic je zasnovana za vmesnik PCI Express 2.0, zato pri izbiri grafične kartice predlagamo, da upoštevate samo to; vsi podatki o AGP so na voljo samo kot referenca. Nove plošče uporabljajo vmesnik PCI Express 2.0, ki združuje hitrost 16 pasov PCI Express, kar omogoča prepustnost do 8 GB/s v vsako smer, kar je nekajkrat več od enake lastnosti najboljšega AGP. Poleg tega PCI Express deluje pri takih hitrostih v vsako smer, za razliko od AGP.

Po drugi strani izdelki s podporo za PCI-E 3.0 še niso zares izšli, zato o njih tudi nima smisla razmišljati. Če govorimo o nadgradnji starega ali nakupu nova plošča ali hkratna menjava sistemskih in grafičnih kartic, potem morate samo kupiti plošče z vmesnikom PCI Express 2.0, ki bo povsem zadosten in najbolj razširjen že nekaj let, še posebej, ker so izdelki različnih različic PCI Express med seboj združljivi.

Spomladi 1991 je Intel zaključil razvoj prve prototipne različice vodila PCI. Inženirji so imeli nalogo razviti poceni in visoko zmogljivo rešitev, ki bi uresničila zmogljivosti procesorjev 486, Pentium in Pentium Pro. Poleg tega je bilo treba upoštevati napake VESA pri načrtovanju vodila VLB (električna obremenitev ni omogočala priključitve več kot 3 razširitvenih kartic) in tudi implementirati samodejna nastavitev naprave.

Leta 1992 se je pojavila prva različica vodila PCI, Intel je napovedal, da bo standard vodila odprt, in ustanovil PCI Special Interest Group. Zahvaljujoč temu ima vsak zainteresirani razvijalec možnost ustvariti naprave za vodilo PCI, ne da bi moral kupiti licenco. Prva različica vodila je imela taktno frekvenco 33 MHz, lahko je bila 32- ali 64-bitna, naprave pa so lahko delovale s signali 5 V ali 3,3 V. Teoretično je bila prepustnost vodila 133 MB/s, v resnici pa prepustnost je bila okoli 80 MB/s

Glavne značilnosti:

• frekvenca vodila - 33,33 ali 66,66 MHz, sinhroni prenos;
• širina vodila - 32 ali 64 bitov, multipleksirano vodilo (naslov in podatki se prenašajo po istih linijah);
• največja prepustnost za 32-bitno različico, ki deluje pri 33,33 MHz, je 133 MB/s;
• pomnilniški naslovni prostor - 32 bitov (4 bajti);
• naslovni prostor V/I vrat - 32 bitov (4 bajti);
• konfiguracijski naslovni prostor (za eno funkcijo) - 256 bajtov;
• napetost - 3,3 ali 5 V.

Fotografije konektorjev:

MiniPCI - 124 pin
MiniPCI Express MiniSata/mSATA - 52 pin
Apple MBA SSD, 2012
Apple SSD, 2012
Apple PCIe SSD
MXM, grafična kartica, 230 / 232 pin
MXM2 NGIFF 75 zatičev KLJUČ PCIe x2 KLJUČ B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, grafična kartica, 314 pin
PCI 5V
PCI univerzalni
PCI-X 5v
AGP Universal
AGP 3,3 v
AGP 3.3 v + ADS Power
PCIe x1
PCIe x16
PCIe po meri
ISA 8 bit
ISA 16 bit
eISA
VESA
NuBus
PDS
PDS
Razširitvena reža Apple II/GS
PC/XT/AT razširitveno vodilo 8 bit
ISA (industrijska standardna arhitektura) - 16 bit
eISA
MBA - 16-bitna arhitektura mikro vodila
MBA - arhitektura Micro Bus s 16-bitnim videom
MBA - 32-bitna arhitektura mikro vodila
MBA - arhitektura Micro Bus z 32-bitnim videom
ISA 16 + VLB (VESA)
Processor Direct Slot PDS
601 Processor Direct Slot PDS
Neposredna reža procesorja LC PERCH
NuBus
PCI (Peripheral Computer Interconnect) - 5v
PCI 3.3v
CNR (komunikacije / dvižni vod omrežja)
AMR (Audio/Modem Riser)
ACR (Advanced communication riser)
PCI-X (periferni PCI) 3,3 v
PCI-X 5v
PCI 5v + možnost RAID - ARO
AGP 3,3 v
AGP 1,5 v
AGP Universal
AGP Pro 1,5 v
AGP Pro 1.5v+ADC napajanje
PCIe (hitro povezovanje perifernih komponent) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

Prva različica osnovnega standarda, ki je postala razširjena, je uporabljala kartice in reže s signalno napetostjo samo 5 voltov. Najvišja prepustnost - 133 MB/s.

PCI 2.1 - 3.0

Od različice 2.0 so se razlikovale po možnosti hkratnega delovanja več vodil vodil (angleško bus-master, tako imenovani tekmovalni način), pa tudi po videzu univerzalnih razširitvenih kartic, ki lahko delujejo tako v režah z napetostjo 5 voltov, in v režah z uporabo 3,3 volta (s frekvenco 33 oziroma 66 MHz). Najvišja prepustnost za 33 MHz je 133 MB/s, za 66 MHz pa 266 MB/s.

• Različica 2.1 - delo s karticami, zasnovanimi za napetost 3,3 volta, in prisotnost ustreznih električnih vodov je bila neobvezna.
• Različica 2.2 - razširitvene kartice, izdelane v skladu s temi standardi, imajo univerzalni napajalni priključni ključ in lahko delujejo v številnih kasnejših vrstah rež vodila PCI, kot tudi v nekaterih primerih v režah različice 2.1.
• Različica 2.3 - Nezdružljivo s karticami PCI, ki so zasnovane za uporabo 5 voltov, kljub nadaljnji uporabi 32-bitnih rež s 5 voltnim ključem. Razširitvene kartice imajo univerzalni priključek, vendar ne morejo delovati v 5-voltnih režah prejšnjih različic (do vključno 2.1).
• Različica 3.0 – dokonča prehod na 3,3-voltne kartice PCI, 5-voltne kartice PCI niso več podprte.

PCI 64

Razširitev osnovnega standarda PCI, predstavljenega v različici 2.1, ki podvoji število podatkovnih pasov in s tem prepustnost. Reža PCI 64 je razširjena različica običajne reže PCI. Formalno je združljivost 32-bitnih kartic s 64-bitnimi režami (pod pogojem, da obstaja skupna podprta napetost signala) polna, vendar je združljivost 64-bitne kartice z 32-bitnimi režami omejena (v vsakem primeru bo izguba zmogljivosti). Deluje na taktni frekvenci 33 MHz. Najvišja prepustnost - 266 MB/s.

• Različica 1 - uporablja 64-bitno režo PCI in napetost 5 voltov.
• Različica 2 - uporablja 64-bitno režo PCI in napetost 3,3 volta.

PCI 66

PCI 66 je 66 MHz razvoj PCI 64; uporablja 3,3 volta v reži; kartice imajo univerzalno ali 3,3 V. Največja prepustnost je 533 MB/s.

PCI 64/66

Kombinacija PCI 64 in PCI 66 omogoča štirikratno hitrost prenosa podatkov v primerjavi z osnovni standard PCI; uporablja 64-bitne 3,3 V reže, združljive le z univerzalnimi, in 3,3 V 32-bitne razširitvene kartice. Standardne kartice PCI64/66 imajo univerzalni (vendar z omejeno združljivostjo z 32-bitnimi režami) ali 3,3-voltni faktor oblike (zadnja možnost je v osnovi nezdružljiva z 32-bitnimi 33-MHz režami priljubljenih standardov). Najvišja prepustnost - 533 MB/s.

PCI-X

PCI-X 1.0 je razširitev vodila PCI64 z dodatkom dveh novih delovnih frekvenc, 100 in 133 MHz, kot tudi ločenega transakcijskega mehanizma za izboljšanje zmogljivosti, ko več naprav deluje hkrati. Na splošno nazaj združljiv z vsemi 3,3 V in generičnimi karticami PCI. Kartice PCI-X so običajno implementirane v 64-bitnem formatu 3.3B in imajo omejeno združljivost za nazaj z režami PCI64/66, nekatere kartice PCI-X pa so v univerzalnem formatu in lahko delujejo (čeprav to nima skoraj nobene praktične vrednosti ) v navadnem PCI 2.2/2.3. V težkih primerih, da bi bili popolnoma prepričani v funkcionalnost kombinacije matične plošče in razširitvene kartice, morate pogledati sezname združljivosti proizvajalcev obeh naprav.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0 - nadaljnja razširitev zmogljivosti PCI-X 1.0; dodani sta frekvenci 266 in 533 MHz ter korekcija paritetnih napak med prenosom podatkov (ECC). Omogoča razdelitev na 4 neodvisna 16-bitna vodila, ki se uporablja izključno v vgrajen in industrijski sistemi ; Napetost signala je bila zmanjšana na 1,5 V, vendar so konektorji nazaj združljivi z vsemi karticami, ki uporabljajo signalno napetost 3,3 V. Trenutno za neprofesionalni segment trga visoko zmogljivih računalnikov (zmogljive delovne postaje in strežniki vstopna raven), v katerem se uporablja vodilo PCI-X, je izdelanih zelo malo matičnih plošč, ki podpirajo vodilo. Primer matične plošče za ta segment je ASUS P5K WS. V profesionalnem segmentu se uporablja v krmilnikih RAID in SSD diskih za PCI-E.

Mini PCI

Oblika PCI 2.2, namenjena predvsem uporabi v prenosnih računalnikih.

PCI Express

PCI Express ali PCIe ali PCI-E (znan tudi kot 3GIO za V/I 3. generacije; ne sme se zamenjevati s PCI-X in PXI) - računalniško vodilo(čeprav na fizični ravni ni vodilo, saj je povezava od točke do točke), uporaba model programske opreme PCI vodila in visoko zmogljiv fizični protokol, ki temelji na serijski prenos podatkov. Razvoj standarda PCI Express je Intel začel po opustitvi vodila InfiniBand. Uradno se je prva osnovna specifikacija PCI Express pojavila julija 2002. Razvoj standarda PCI Express izvaja PCI Special Interest Group.

Za razliko od standarda PCI, ki je uporabljal skupno vodilo za prenos podatkov z več napravami, povezanimi vzporedno, je PCI Express na splošno paketno omrežje z zvezdna topologija. Naprave PCI Express med seboj komunicirajo prek medija, ki ga tvorijo stikala, pri čemer je vsaka naprava neposredno povezana s povezavo od točke do točke na stikalo. Poleg tega vodilo PCI Express podpira:

• kartice za vročo zamenjavo;
• zajamčena pasovna širina (QoS);
• upravljanje z energijo;
• spremljanje celovitosti prenesenih podatkov.

Vodilo PCI Express je namenjeno uporabi samo kot lokalno vodilo. Ker model programske opreme PCI Express je v veliki meri podedovan od PCI, obstoječe sisteme in krmilnike je mogoče spremeniti za uporabo vodila PCI Express z zamenjavo samo fizični ravni, brez sprememb programsko opremo. Visoka konična zmogljivost vodila PCI Express omogoča njegovo uporabo namesto vodil AGP, še bolj pa PCI in PCI-X. De facto je PCI Express nadomestil ta vodila v osebnih računalnikih.

• MiniCard (Mini PCIe) - zamenjava za faktor oblike Mini PCI. Priključek Mini Card ima naslednja vodila: x1 PCIe, 2.0 in SMBus.
  • M.2 je druga različica Mini PCIe, do x4 PCIe in SATA.
• ExpressCard - podoben faktor oblike PCMCIA. Priključek ExpressCard podpira x1 vodila PCIe in USB 2.0; kartice ExpressCard podpirajo vročo priključitev.
• AdvancedTCA, MicroTCA - faktor oblike za modularno telekomunikacijsko opremo.
  
• Mobilni PCI Express Module (MXM) je industrijska oblika, ki jo je za prenosnike ustvarila NVIDIA. Uporablja se za povezavo grafičnih pospeševalnikov.
• Specifikacije kabla PCI Express omogočajo, da dolžina ene povezave doseže več deset metrov, kar omogoča ustvarjanje računalnika, katerega periferne naprave se nahajajo na precejšnji razdalji.
  
• StackPC - specifikacija za gradnjo zložljivih računalniški sistemi. Ta specifikacija opisuje razširitvene priključke StackPC, FPE in njihove relativne položaje.

Kljub temu, da standard dovoljuje x32 linij na vrata, so takšne rešitve fizično precej zajetne in jih ni.

leto sprostitev	Različica PCI Express	Kodiranje	Hitrost prenosi	Pasovna širina na x linijah
				×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 je 15. januarja 2007 izdal specifikacijo PCI Express 2.0. Ključne novosti v PCI Express 2.0:

• Povečana prepustnost: pasovna širina ene linije 500 MB/s ali 5 GT/s ( Gigatransakcije/s).
• Protokol prenosa med napravami in model programske opreme je bil izboljšan.
• Dinamični nadzor hitrosti (za nadzor hitrosti komunikacije).
• Opozorilo o pasovni širini (za obveščanje programske opreme o spremembah hitrosti in širine vodila).
• Storitve nadzora dostopa - izbirne zmogljivosti upravljanja transakcij od točke do točke.
• Nadzor časovne omejitve izvajanja.
• Ponastavitev na ravni funkcij je izbirni mehanizem za ponastavitev funkcij PCI v napravi PCI.
• Ponovno definiranje omejitve moči (za ponovno določitev omejitve moči reže pri povezovanju naprav, ki porabijo več energije).

PCI Express 2.0 je popolnoma združljiv s PCI Express 1.1 (stari bodo delovali v matičnih ploščah z novimi priključki, vendar le pri hitrosti 2,5 GT/s, ker stari nabori čipov ne podpirajo dvojne hitrosti prenosa podatkov; novi video adapterji bodo brez težav delovali v stari priključki PCI Express 1.x).

PCI Express 2.1

Po fizičnih lastnostih (hitrost, priključek) ustreza različici 2.0, v programskem delu pa so dodane funkcije, ki bodo v celoti implementirane v različici 3.0. Ker se večina matičnih plošč prodaja z različico 2.0, vam samo video kartica z 2.1 ne omogoča uporabe načina 2.1.

PCI Express 3.0

Novembra 2010 so bile odobrene specifikacije za PCI Express 3.0. Vmesnik ima hitrost prenosa podatkov 8 GT/s ( Gigatransakcije/s). Toda kljub temu je bila njegova dejanska prepustnost še vedno podvojena v primerjavi s standardom PCI Express 2.0. To je bilo doseženo zahvaljujoč bolj agresivni shemi kodiranja 128b/130b, kjer je 128 bitov podatkov, poslanih preko vodila, kodiranih v 130 bitov. Hkrati je ohranjena popolna združljivost s prejšnjimi različicami PCI Express. Kartice PCI Express 1.x in 2.x bodo delovale v reži 3.0 in, nasprotno, kartica PCI Express 3.0 bo delovala v reži 1.x in 2.x.

PCI Express 4.0

Skupina PCI Special Interest Group (PCI SIG) je izjavila, da bi PCI Express 4.0 lahko standardizirali še pred koncem leta 2016, vendar so sredi leta 2016, ko so bili številni čipi že pripravljeni za proizvodnjo, mediji poročali, da se standardizacija pričakuje v začetku leta 2017 bo imel prepustnost 16 GT/s, kar pomeni, da bo dvakrat hitrejši od PCIe 3.0.

Pustite svoj komentar!

Uvod V preteklosti sta množičnega potrošnika zanimala predvsem samo dve vrsti SSD-jev: bodisi hitri vrhunski modeli, kot je Samsung 850 PRO, ali ponudbe z razmerjem med kakovostjo in ceno, kot sta Crucial BX100 ali SanDisk Ultra II. To pomeni, da je bila segmentacija trga SSD izredno šibka, konkurenca med proizvajalci pa se je razvila na področju zmogljivosti in cene, vendar je razlika med rešitvami na najvišji in spodnji ravni ostala precej majhna. To stanje je deloma posledica dejstva, da sama tehnologija SSD občutno izboljša uporabniško izkušnjo dela z računalnikom, zato vprašanja specifične implementacije za marsikoga zbledijo v ozadje. Iz istega razloga so bili potrošniški SSD-ji vključeni v staro infrastrukturo, ki je bila prvotno osredotočena na mehaniko trdi diski. To je močno olajšalo njihovo implementacijo, a SSD-je postavilo v dokaj ozek okvir, kar je v veliki meri zaviralo tako rast prepustnosti kot zmanjšanje latence diskovnega podsistema.

Toda do določenega časa je to stanje vsem ustrezalo. Tehnologija SSD je bila nova in uporabniki, ki so se preselili na SSD, so bili zadovoljni s svojimi nakupi, čeprav so v bistvu dobili izdelke, ki dejansko niso delovali najbolje, saj so zmogljivost zavirale umetne ovire. Vendar pa lahko danes diske SSD morda štejemo za resnično običajne. Vsak samospoštljiv lastnik osebnega računalnika, če v svojem sistemu nima vsaj enega SSD-ja, je zelo resen glede nakupa le-tega v bližnji prihodnosti. In v teh razmerah so proizvajalci preprosto prisiljeni razmišljati o tem, kako končno razviti polnopravno konkurenco: uničiti vse ovire in preiti na proizvodnjo širših linij izdelkov, ki se bistveno razlikujejo po ponujenih lastnostih. Na srečo je za to pripravljena vsa potrebna podlaga in najprej ima večina razvijalcev SSD željo in priložnost začeti proizvajati izdelke, ki ne delujejo prek starega vmesnika SATA, temveč prek veliko bolj produktivnega vodila PCI Express.

Ker je pasovna širina SATA omejena na 6 Gb/s, največja hitrost vodilnih SSD diskov SATA ne presega približno 500 MB/s. Vendar pa so sodobni pogoni, ki temeljijo na bliskovnem pomnilniku, zmožni veliko več: navsezadnje, če dobro pomislite, imajo več skupnega z sistemski pomnilnik kot z mehanskim trdi diski. Kar zadeva vodilo PCI Express, se zdaj aktivno uporablja kot transportna plast pri povezovanju grafičnih kartic in drugih dodatnih krmilnikov, ki zahtevajo hitro izmenjavo podatkov, na primer Thunderbolt. En pas Gen 2 PCI Express zagotavlja 500 MB/s pasovne širine, medtem ko lahko pas PCI Express 3.0 doseže hitrosti do 985 MB/s. Tako lahko vmesniška kartica, nameščena v režo PCIe x4 (s štirimi pasovi), izmenjuje podatke s hitrostjo do 2 GB/s v primeru PCI Express 2.0 in do skoraj 4 GB/s pri uporabi PCI Express tretje generacije. To so odlični kazalci, ki so povsem primerni za sodobne pogone SSD.

Iz zgoraj navedenega seveda sledi, da bi morali poleg SATA SSD na trgu postopoma postati razširjeni tudi hitri pogoni, ki uporabljajo vodilo PCI Express. In to se res dogaja. V trgovinah lahko najdete več modelov potrošniških SSD-jev vodilnih proizvajalcev, izdelanih v obliki razširitvenih kartic ali kartic M.2, ki uporabljajo različne različice vodila PCI Express. Odločili smo se, da jih združimo in primerjamo glede zmogljivosti in drugih parametrov.

Udeleženci testa

Intel SSD 750 400 GB

Na trgu pogonov SSD se Intel drži precej nekonvencionalne strategije in ne posveča preveč pozornosti razvoju SSD za potrošniški segment, temveč se osredotoča na izdelke za strežnike. Vendar zaradi tega njeni predlogi niso nezanimivi, zlasti ko gre za pogon SSD za vodilo PCI Express. V tem primeru se je Intel odločil prilagoditi svojo najnaprednejšo strežniško platformo za uporabo v visoko zmogljivem odjemalskem SSD. Točno tako se je rodil Intel SSD 750 400 GB, ki ni prejel le impresivnih zmogljivostnih lastnosti in številnih tehnologij na ravni strežnika, ki so odgovorne za zanesljivost, temveč tudi podporo za novodobni vmesnik NVMe, o katerem je treba povedati nekaj besed ločeno. .

Če govorimo o posebnih izboljšavah NVMe, potem je treba najprej omeniti zmanjšanje režijskih stroškov. Na primer, pošiljanje najpogostejših blokov 4K v novem protokolu zahteva izdajo samo enega ukaza namesto dveh. In celoten nabor krmilnih navodil je bil tako poenostavljen, da njihova obdelava na ravni gonilnika zmanjša obremenitev procesorja in posledične zamude za vsaj polovico. Druga pomembna novost je podpora za globoko cevovodno in večopravilnost, ki je sestavljena iz zmožnosti ustvarjanja več čakalnih vrst zahtev vzporedno namesto prej obstoječe ene same čakalne vrste za 32 ukazov. Protokol vmesnika NVMe je sposoben servisirati do 65536 čakalnih vrst, vsaka od njih pa lahko vsebuje do 65536 ukazov. Pravzaprav so vse omejitve popolnoma odpravljene, kar je zelo pomembno za strežniška okolja, kjer je lahko diskovni podsistem podvržen velikemu številu istočasnih V/I operacij.

A kljub delovanju prek vmesnika NVMe Intel SSD 750 še vedno ni strežniški pogon, temveč potrošniški pogon. Da, skoraj enaka strojna platforma kot v tem pogonu se uporablja v SSD-jih strežniškega razreda Intel DC P3500, P3600 in P3700, vendar Intel SSD 750 uporablja cenejši navadni MLC NAND, poleg tega pa je spremenjena vdelana programska oprema. Proizvajalec verjame, da bo zahvaljujoč takšnim spremembam nastali izdelek všeč navdušencem, saj združuje visoko moč, temeljno nov vmesnik NVMe in ne preveč strašni stroški.

Intel SSD 750 je kartica PCIe x4 polovične višine, ki lahko uporablja štiri pasove 3.0 in dosega zaporedne hitrosti prenosa do 2,4 GB/s ter hitrosti naključnega delovanja do 440 tisoč IOPS. Res je, da ima najbolj zmogljiva modifikacija 1,2 TB največjo zmogljivost, vendar je različica 400 GB, ki smo jo prejeli za testiranje, nekoliko počasnejša.

Pogonska plošča je popolnoma prekrita z oklepom. Na sprednji strani je aluminijast radiator, na zadnji strani pa je okrasna kovinska plošča, ki dejansko ne pride v stik z mikrovezji. Treba je opozoriti, da je uporaba radiatorja tukaj nujna. Glavni krmilnik Intel SSD proizvaja veliko toplote in pod visoko obremenitvijo se lahko celo pogon, opremljen s takšnim hlajenjem, segreje na temperaturo približno 50-55 stopinj. Toda zahvaljujoč vnaprej nameščenemu hlajenju ni nobenega namiga o dušenju - zmogljivost ostaja nespremenjena tudi med neprekinjeno in intenzivno uporabo.

Intel SSD 750 temelji na strežniškem krmilniku raven Intel CH29AE41AB0, ki deluje na frekvenci 400 MHz in ima osemnajst (!) kanalov za povezavo flash pomnilnika. Če upoštevate, da ima večina potrošniških krmilnikov SSD bodisi osem ali štiri kanale, postane jasno, da lahko Intel SSD 750 dejansko črpa bistveno več podatkov po vodilu kot običajni modeli SSD.

Kar zadeva uporabljeni bliskovni pomnilnik, Intel SSD 750 na tem področju ne prinaša nobenih novosti. Temelji na navadnem Intelovem MLC NAND, izdelanem z uporabo 20-nm procesne tehnologije in ima jedra s prostornino 64 in 128 Gbit. Treba je opozoriti, da je večina drugih proizvajalcev SSD tovrstne pomnilnike že zdavnaj opustila in prešla na čipe, izdelane po tanjših standardih. In Intel sam je začel pretvarjati ne le svoje potrošniške, ampak tudi strežniške pogone na 16nm pomnilnik. Kljub vsemu pa je Intel SSD 750 opremljen s starejšim pomnilnikom, ki naj bi imel višji vir.

Strežniško poreklo Intel SSD 750 lahko zasledimo tudi v dejstvu, da je skupna količina bliskovnega pomnilnika v tem SSD 480 GiB, od tega je uporabniku na voljo le okoli 78 odstotkov. Preostanek je namenjen nadomestnemu skladu, odvozu smeti in tehnologijam za zaščito podatkov. Intel SSD 750 izvaja shemo, podobno RAID 5, tradicionalno za vodilne diske, na ravni čipa MLC NAND, ki vam omogoča uspešno obnovitev podatkov, tudi če eden od čipov popolnoma odpove. Poleg tega nudi Intel SSD popolno zaščito podatke o izpadih električne energije. Intel SSD 750 ima dva elektrolitska kondenzatorja, njihova zmogljivost pa zadošča za normalno zaustavitev pogona v načinu brez povezave.

Kingston HyperX Predator 480 GB

Kingston HyperX Predator je veliko bolj tradicionalna rešitev v primerjavi z Intel SSD 750. Prvič, deluje prek protokola AHCI, ne NVMe, in drugič, ta SSD zahteva bolj običajno vodilo PCI Express 2.0 za povezavo s sistemom. Zaradi vsega tega je različica Kingston nekoliko počasnejša - najvišje hitrosti zaporednih operacij ne presegajo 1400 MB / s, naključne pa 160 tisoč IOPS. Toda HyperX Predator sistemu ne nalaga posebnih zahtev - združljiv je s katero koli, vključno s starejšimi platformami.

Hkrati ima pogon ne povsem preprosto dvokomponentno zasnovo. Sam SSD je plošča v obliki faktorja M.2, ki jo dopolnjuje adapter PCI Express, ki vam omogoča povezavo pogonov M.2 prek običajnih rež PCIe polne velikosti. Adapter je zasnovan kot kartica PCIe x4 polovične višine, ki uporablja vse štiri pasove PCI Express. Zahvaljujoč tej zasnovi Kingston prodaja svoj HyperX Predator v dveh različicah: kot PCIe SSD za namizne računalnike in kot pogon M.2 za mobilne sisteme (v tem primeru adapter ni vključen v dobavo).

Kingston HyperX Predator temelji na krmilniku Marvell Altaplus (88SS9293), ki na eni strani podpira štiri pasove PCI Express 2.0, na drugi strani pa ima osem kanalov za povezavo bliskovnega pomnilnika. Vklopljeno ta trenutek To je Marvellov najhitrejši komercialno dostopen krmilnik SSD s podporo za PCI Express. Bo pa Marvell kmalu dobil hitrejše naslednike s podporo za NVMe in PCI Express 3.0, ki jih čip Altaplus nima.

Ker ona sama Podjetje Kingston ne proizvaja niti krmilnikov niti pomnilnika, svoje SSD-je sestavlja iz elementov, kupljenih pri drugih proizvajalcih, ni nič čudnega v tem, da HyperX Predator PCIe SSD ne temelji le na krmilniku drugega proizvajalca, temveč tudi na 128-gigabitnem 19-nm MLC NAND čipi podjetja Toshiba. Tak pomnilnik ima nizko nabavno ceno in je zdaj vgrajen v številne izdelke Kingstona (in drugih podjetij), predvsem pa v potrošniške modele.

Vendar pa je uporaba takšnega pomnilnika povzročila paradoks: kljub temu, da je Kingston HyperX Predator PCIe SSD po formalnem pozicioniranju vrhunski izdelek, ima samo triletno garancijo, navedeno povprečje pa čas med napakami je znatno krajši kot pri vodilnih SSD-jih SATA drugih proizvajalcev.

Kingston HyperX Predator tudi ne zagotavlja nobenih posebnih tehnologij za zaščito podatkov. A pogon ima uporabnikovim očem skrito razmeroma veliko površino, ki obsega 13 odstotkov celotne kapacitete pogona. Rezervni bliskovni pomnilnik, ki je vključen v njem, se uporablja za zbiranje smeti in izravnavo obrabe, vendar se porabi predvsem za zamenjavo okvarjenih pomnilniških celic.

Dodati je treba le, da dizajn HyperX Predator ne zagotavlja nobenega posebna sredstva za odvajanje toplote iz krmilnika. Za razliko od večine drugih visoko zmogljivih rešitev ta pogon nima hladilnika. Vendar ta SSD sploh ni nagnjen k pregrevanju - njegovo največje odvajanje toplote je le malo višje od 8 W.

OCZ Revodrive 350 480 GB

OCZ Revodrive 350 lahko upravičeno imenujemo eden najstarejših potrošniških SSD-jev z vmesnikom PCI Express. V časih, ko nihče od drugih proizvajalcev niti pomislil ni na izdajo odjemalskih PCIe SSD-jev, v modelna paleta Podjetje OCZ je imelo RevoDrive 3 (X2) - prototip sodobnega Revodrive 350. Vendar pa je zaradi korenin pogona OCZ PCIe, ki segajo v preteklost, nekoliko čuden predlog v primerjavi s trenutnimi konkurenti. Medtem ko večina proizvajalcev visoko zmogljivih računalniških pogonov uporablja sodobne krmilnike z izvorno podporo za vodilo PCI Express, Revodrive 350 izvaja zelo zapleteno in očitno neoptimalno arhitekturo. Temelji na dveh ali štirih (odvisno od glasnosti) krmilnikih SandForce SF-2200, ki so sestavljeni v RAID polje ničelne ravni.

Če govorimo o modelu OCZ Revodrive 350 480 GB, ki je sodeloval pri tem testiranju, potem dejansko temelji na štirih SSD SSD s kapaciteto 120 GB, od katerih vsak temelji na svojem čipu SF-2282 (analogu široko uporabljen SF-2281). Ti elementi so nato združeni v eno samo štiridelno polje RAID 0. Vendar se za ta namen ne uporablja zelo poznan krmilnik RAID, temveč lastniški virtualizacijski procesor (VCA 2.0) OCZ ICT-0262. Je pa zelo verjetno, da se pod tem imenom skriva prenovljen čip Marvell 88SE9548, ki je štirivratni krmilnik SAS/SATA 6 Gb/s RAID z vmesnikom PCI Express 2.0 x8. Toda tudi če je tako, so inženirji OCZ napisali lastno programsko opremo in gonilnik za ta krmilnik.

Edinstvenost programske komponente RevoDrive 350 je v tem, da ne izvaja čisto klasičnega RAID 0, temveč nekaj podobnega z interaktivnim uravnavanjem obremenitve. Namesto razdelitve podatkovnega toka na bloke fiksne velikosti in njihovega zaporednega prenosa na različne krmilnike SF-2282 tehnologija VCA 2.0 vključuje analizo in prilagodljivo prerazporeditev V/I operacij glede na trenutno zasedenost krmilnikov bliskovnega pomnilnika. Zato je RevoDrive 350 uporabniku videti kot monoliten SSD. V njegov BIOS je nemogoče vstopiti, brez podrobne seznanitve s strojno opremo pa je nemogoče ugotoviti, da se v globinah tega SSD-ja skriva polje RAID. Poleg tega RevoDrive 350 za razliko od običajnih nizov RAID podpira vse tipične funkcije SSD: nadzor SMART, TRIM in delovanje Secure Erase.

RevoDrive 350 je na voljo v obliki plošč z vmesnikom PCI Express 2.0 x8. Kljub dejstvu, da je dejansko uporabljenih vseh osem vmesniških linij, so navedene številke zmogljivosti opazno nižje od njihove skupne teoretične prepustnosti. Največja hitrost zaporednih operacij je omejena na 1800 MB/s, zmogljivost naključnih operacij pa ne presega 140 tisoč IOPS.

Omeniti velja, da je OCZ RevoDrive 350 izdelan kot plošča PCI Express x8 polne višine, kar pomeni, da je ta pogon fizično večji od vseh drugih SSD-jev, ki sodelujejo pri testiranju, zato ga ni mogoče namestiti v sisteme z nizkim profilom. Sprednja površina plošče RevoDrive 350 je prekrita z okrasnim kovinskim ohišjem, ki deluje tudi kot radiator za osnovni čip krmilnika RAID. Krmilniki SF-2282 se nahajajo na hrbtni strani plošče in nimajo hlajenja.

Za oblikovanje niza bliskovnega pomnilnika je OCZ uporabil čipe svojega matičnega podjetja Toshiba. Uporabljajo se čipi, izdelani po 19-nm procesni tehnologiji in imajo kapaciteto 64 Gbit. Skupna količina bliskovnega pomnilnika v RevoDrive 350 480 GB je 512 GB, vendar je 13% rezerviranega za notranje potrebe - izravnavo obrabe in zbiranje smeti.

Omeniti velja, da arhitektura RevoDrive 350 ni edinstvena. Na trgu obstaja še več modelov podobnih SSD diskov, ki delujejo po principu “RAID polja SATA SSD diskov na osnovi SandForce krmilnikov.” Vendar pa imajo vse takšne rešitve, kot je obravnavani pogon OCZ PCIe, neprijetno pomanjkljivost - njihova zmogljivost pri zapisovanju se sčasoma poslabša. To je posledica posebnosti notranjih algoritmov krmilnikov SandForce, katerih delovanje TRIM ne vrne hitrosti pisanja na prvotno raven.

Nesporno dejstvo, da je RevoDrive 350 stopničko nižje od diskov PCI Express nove generacije, poudarja dejstvo, da ima ta disk samo triletno garancijo, njegov zajamčeni zapisni vir pa znaša le 54 TB – nekajkrat manj kot konkurentov. Še več, kljub dejstvu, da RevoDrive 350 temelji na enaki zasnovi kot strežnik Z-Drive 4500, nima zaščite pred prenapetostjo. Vendar vse to ne preprečuje OCZ, s svojo značilno drznostjo, da pozicionira RevoDrive 350 kot vrhunsko rešitev na ravni Intel SSD 750.

Plextor M6e Black Edition 256 GB

Takoj je treba opozoriti, da je pogon Plextor M6e Black Edition neposredni naslednik znanega modela M6e. Podobnost novinke s predhodnikom je vidna skoraj v vsem, če govorimo o tehnični in ne estetski komponenti. Novi SSD ima tudi dvokomponentno zasnovo, vključno s samim pogonom v formatu M.2 2280 in adapterjem, ki vam omogoča, da ga namestite v katero koli običajno režo PCIe x4 (ali hitrejšo). Temelji tudi na osemkanalnem krmilniku Marvell 88SS9183, ki z zunanjim svetom komunicira prek dveh linij PCI Express 2.0. Tako kot prejšnja modifikacija tudi M6e Black Edition uporablja bliskovni pomnilnik Toshiba MLC.

To pomeni, da medtem ko je M6e Black Edition videti kot polovična kartica PCI Express x4, ko je sestavljen, ta SSD dejansko uporablja samo dva pasova PCI Express 2.0. Od tod tudi ne preveč impresivne hitrosti, ki so le malenkost višje od zmogljivosti tradicionalnih diskov SATA SSD. Nominalna zmogljivost za zaporedne operacije je omejena na 770 MB/s, za poljubne pa 105 tisoč IOPS. Omeniti velja, da Plextor M6e Black Edition deluje s podedovanim protokolom AHCI, kar zagotavlja njegovo široko združljivost z različnimi sistemi.

Kljub dejstvu, da je Plextor M6e Black Edition, tako kot Kingston HyperX Predator, kombinacija adapterja PCI Express in "jedra" v formatu kartice M.2, tega s sprednje strani ni mogoče ugotoviti. Celoten pogon je skrit pod figurastim črnim aluminijastim ohišjem, v sredino katerega je vdelan rdeč radiator, ki naj bi odvajal toploto krmilnika in pomnilniških čipov. Izračun oblikovalcev je jasen: podobna barvna shema se pogosto uporablja v različni igralni strojni opremi, zato bo Plextor M6e Black Edition harmonično videti poleg številnih igralnih matičnih plošč in video kartic večine vodilnih proizvajalcev.

Niz bliskovnih pomnilnikov v Plextor M6e Black Edition je opremljen s Toshibino drugo generacijo 19-nm MLC NAND čipov s kapaciteto 64 Gbit. Rezerva, ki se uporablja za nadomestni sklad in delovanje internih algoritmov za izravnavo obrabe in zbiranje smeti, je namenjena 7 odstotkov celotnega obsega. Vse ostalo je uporabniku na voljo.

Zaradi uporabe precej šibkega krmilnika Marvell 88SS9183 z zunanjim vodilom PCI Express 2.0 x2 bi morali disk Plextor M6e Black Edition obravnavati kot precej počasen PCIe SSD. Vendar to ne preprečuje proizvajalcu, da ta izdelek uvrsti v zgornjo cenovno kategorijo. Po eni strani je še vedno hitrejši od SATA SSD, po drugi strani pa ima dobre lastnosti zanesljivosti: ima dolgo MTBF in je pokrit s petletno garancijo. Vendar pa v njem niso izvedene nobene posebne tehnologije, ki bi lahko zaščitile M6e Black Edition pred napetostnimi sunki ali podaljšale njegovo življenjsko dobo.

Samsung SM951 256 GB

Samsung SM951 je najbolj izmuzljiv pogon v današnjem testiranju. Dejstvo je, da je to sprva izdelek za sestavljalce računalnikov, zato je v prodaji na drobno predstavljen precej slabo. Če pa želite, ga je še vedno mogoče kupiti, zato nismo zavrnili obravnave SM951. Poleg tega je sodeč po značilnostih zelo hitro delujoč model. Zasnovan je za delo na vodilu PCI Express 3.0 x4, uporablja protokol AHCI in obljublja impresivne hitrosti: do 2150 MB/s za zaporedne operacije in do 90 tisoč IOPS za naključne operacije. Najpomembneje pa je, da je ob vsem tem Samsung SM951 cenejši od mnogih drugih PCIe SSD-jev, zato ima lahko njegovo iskanje za prodajo zelo specifično ekonomsko utemeljitev.

Druga značilnost Samsung SM951 je, da je na voljo v formatu M.2. Sprva je ta rešitev namenjena mobilni sistemi, zato pogonu niso priloženi adapterji za reže PCIe polne velikosti. Vendar se to težko šteje za resno pomanjkljivost - večina vodilnih matičnih plošč ima na krovu tudi reže za vmesnik M.2. Poleg tega so v prodaji široko dostopne potrebne adapterske plošče. Sam Samsung SM951 je plošča faktorja oblike M.2 2280, katere konektor ima ključ tipa M, kar kaže na potrebo po SSD s štirimi linijami PCI Express.

Samsung SM951 temelji na izjemno zmogljivem krmilniku Samsung UBX, ki ga je proizvajalec razvil posebej za SSD diske z vmesnikom PCI Express. Temelji na treh jedrih z arhitekturo ARM in je teoretično sposoben delati z ukazi AHCI in NVMe. V zadevnem SSD je v krmilniku omogočen samo način AHCI. Ampak različica NVMe tega krmilnika bi lahko kmalu videli v novem potrošniškem SSD-ju, ki naj bi ga Samsung predstavil to jesen.

Zaradi osredotočenosti na OEM za zadevni pogon nista zagotovljena niti garancijsko obdobje niti predvidena vzdržljivost. Graditelji sistemov, v katere bo nameščen SM951, ali prodajalci morajo prijaviti te parametre. Vendar je treba opozoriti, da 3D V-NAND, ki ga Samsung zdaj aktivno promovira v potrošniških SSD-jih kot hitrejšo in zanesljivejšo vrsto bliskovnega pomnilnika, v SM951 ni uporabljen. Namesto tega uporablja običajni planarni Toggle Mode 2.0 MLC NAND, ki je domnevno izdelan s 16nm tehnologijo (nekateri viri predlagajo 19nm procesno tehnologijo). To pomeni, da od SM951 ne bi smeli pričakovati enako visoke vzdržljivosti kot vodilni pogon SATA 850 PRO. V tem parametru je SM951 bližje običajnim modelom srednjega nivoja, poleg tega je v tem SSD za redundanco dodeljenih le 7 odstotkov niza bliskovnega pomnilnika. Samsung SM951 nima posebnih tehnologij na ravni strežnika za zaščito podatkov pred izpadi električne energije. Z drugimi besedami, pri tem modelu je poudarek izključno na hitrosti, vse ostalo pa je odrezano zaradi znižanja stroškov.

Omeniti velja še eno točko. Pod visoko obremenitvijo se Samsung SM951 precej segreje, kar lahko na koncu povzroči celo dušenje. Zato je v visoko zmogljivih sistemih priporočljivo organizirati vsaj pretok zraka za SM951 ali še bolje, pokriti z radiatorjem.

Primerjalne lastnosti testiranih SSD diskov

Težave z združljivostjo

Kot vsaka nova tehnologija se tudi diski SSD z vmesnikom PCI Express še ne morejo pohvaliti s 100-odstotnim brezhibnim delovanjem na nobeni platformi, še posebej na starejših. Zato morate izbrati ustrezen SSD ne le na podlagi lastnosti potrošnikov, ampak tudi z vidika združljivosti. In tukaj je pomembno upoštevati dve točki.

Prvič, različni SSD-ji lahko uporabljajo različno število pasov PCI Express in različne generacije ta guma je 2.0 ali 3.0. Zato se morate pred nakupom pogona PCIe prepričati, da ima sistem, kamor ga nameravate namestiti, prosto režo z zahtevano pasovno širino. Seveda so hitrejši PCIe SSD diski nazaj združljivi s počasnimi režami, a v tem primeru nakup hitrega SSD diska nima preveč smisla – preprosto ne bo mogel sprostiti svojega polnega potenciala.

Plextor M6e Black Edition ima v tem smislu najširšo združljivost - zahteva le dve pasovi PCI Express 2.0 in takšno prosto režo boste verjetno našli na skoraj vsaki matični plošči. Kingston HyperX Predator že potrebuje štiri pasove PCI Express 2.0: številne plošče imajo tudi takšne reže PCIe, vendar nekatere poceni platforme morda nimajo dodatnih rež s štirimi ali več pasovi PCI Express. To še posebej velja za matične plošče, zgrajene na naborih čipov nižje ravni, katerih skupno število vrstic je mogoče zmanjšati na šest. Zato pred nakupom Kingston HyperX Predator preverite, ali ima sistem prosto režo s štirimi ali več pasovi PCI Express.

OCZ Revodrive 350 predstavlja težjo težavo - že zdaj zahteva osem pasov PCI Express. Takšne reže običajno ne izvaja nabor čipov, ampak procesor. Zato je optimalno mesto za uporabo takšnega diska platforme LGA 2011/2011-3, kjer ima krmilnik procesorja PCI Express presežek stez, kar mu omogoča servisiranje več kot ene video kartice. V sistemih s procesorji LGA 1155/1150/1151 bo OCZ Revodrive 350 primeren le, če se uporablja grafika, vgrajena v CPE. V nasprotnem primeru boste morali v korist pogona SSD odstraniti polovico linij iz GPU in ga preklopiti v način PCI Express x8.

Intel SSD 750 in Samsung SM951 sta nekoliko podobna OCZ Revodrive 350: prav tako ju je bolje uporabiti v režah PCI Express, ki jih poganja procesor. Vendar razlog tukaj ni število pasov - potrebujejo le štiri pasove PCI Express, ampak generacija tega vmesnika: oba pogona lahko uporabljata povečano pasovno širino PCI Express 3.0. Vendar pa obstaja izjema: najnovejši Intelovi nabori čipov serije 100, zasnovani za procesorje družine Skylake, so prejeli podporo za PCI Express 3.0, tako da jih je mogoče v najnovejše plošče LGA 1151 namestiti brez griže vesti v nabor čipov. PCIe reže, do katerih so vsaj štiri linije.

Obstaja še drugi del težave z združljivostjo. Poleg vseh omejitev, povezanih s prepustnostjo različnih različic rež PCI Express, obstajajo tudi omejitve, povezane z uporabljenimi protokoli. Najbolj brez težav v tem smislu so SSD diski, ki delujejo prek AHCI. Ker posnemajo vedenje običajnega krmilnika SATA, lahko delujejo s katero koli, tudi staro platformo: vidni so v BIOS-u katere koli matične plošče, lahko zagonske diske, za njihovo delovanje v operacijskem sistemu pa niso potrebni dodatni gonilniki. Z drugimi besedami, Kingston HyperX Predator in Plextor M6e Black Edition sta dva SSD-ja PCIe brez težav.

Kaj pa drugi par diskov AHCI? Situacija z njimi je nekoliko bolj zapletena. OCZ Revodrive 350 teče v operacijskem sistemu prek lastnega gonilnika, a tudi kljub temu ni težav s tem, da bi ta disk postal zagonski. Pri Samsungu SM951 je situacija slabša. Čeprav ta SSD komunicira s sistemom prek podedovanega protokola AHCI, nima lastnega BIOS-a, zato ga je treba inicializirati BIOS matične plošče pristojbine. Na žalost vse matične plošče, zlasti stare, ne podpirajo tega SSD. Zato lahko s popolnim zaupanjem govorimo le o njegovi združljivosti s ploščami, ki temeljijo na najnovejših naborih čipov Intel serije 90 in 100. V drugih primerih ga morda preprosto ne bodo videli matična plošča. Seveda vam to ne bo preprečilo uporabe Samsung SM951 v operacijskem sistemu, kjer ga zlahka inicializira gonilnik AHCI, a v tem primeru boste morali pozabiti na možnost zagona s hitrega SSD diska.

A največ nevšečnosti lahko povzroči Intel SSD 750, ki deluje prek novega vmesnika NVMe. Gonilniki, potrebni za podporo diskov SSD, ki uporabljajo ta protokol, so na voljo samo v najnovejših operacijskih sistemih. Tako se je v Linuxu podpora za NVMe pojavila v različici jedra 3.1; »Prirojeni« gonilnik NVMe je na voljo v Microsoftovih sistemih, začenši z Windows 8.1 in Windows Server 2012 R2; v OS X pa je bila združljivost z pogoni NVMe dodana v različici 10.10.3. Poleg tega NVMe SSD ne podpirajo vse matične plošče. Da se takšni pogoni lahko uporabljajo kot zagonski pogoni, mora BIOS matične plošče imeti tudi ustrezen gonilnik. Vendar so proizvajalci le v večino vgradili potrebno funkcionalnost najnovejše različice vdelana programska oprema, izdana za najnovejše modele matičnih plošč. Zato prenesite podporo operacijski sistem s pogoni NVMe so na voljo samo na najsodobnejših ploščah za navdušence, ki temeljijo na kompletih Intelova logika Z97, Z170 in X99. Na starejših in cenejših platformah bodo uporabniki lahko uporabljali NVMe SSD samo kot druge pogone v omejenem naboru operacijskih sistemov.

Kljub dejstvu, da smo poskušali opisati vse možne kombinacije platform in diskov PCI Express, je glavni zaključek iz zgoraj navedenega naslednji: združljivost PCIe SSD diskov z matičnimi ploščami ni tako očitno vprašanje kot v primeru SATA SSD diskov. Zato pred nakupom katerega koli hitrega polprevodniškega pogona, ki deluje prek PCI Express, obvezno preverite njegovo združljivost z določeno matično ploščo na spletni strani proizvajalca.

Testna konfiguracija, orodja in metodologija testiranja

Testiranje se izvaja v operacijski sobi Microsoftov sistem Windows 8.1 Professional x64 s posodobitvijo, ki pravilno prepozna in servisira sodobne diske SSD. To pomeni, da je med postopkom testiranja, tako kot pri običajni vsakodnevni uporabi SSD-ja, podprt in aktivno uporabljen ukaz TRIM. Meritve zmogljivosti se izvajajo s pogoni v "rabljenem" stanju, kar dosežemo s predhodnim polnjenjem s podatki. Pred vsakim testom se pogoni očistijo in vzdržujejo z ukazom TRIM. Med posameznimi testi je 15-minutni premor, namenjen pravilnemu razvoju tehnologije zbiranja smeti. Vsi testi uporabljajo randomizirane, nestisljive podatke, razen če ni drugače navedeno.

Uporabljene aplikacije in testi:

Iometer 1.1.0

Merjenje hitrosti zaporednega branja in pisanja podatkov v blokih po 256 KB (najbolj značilna velikost bloka za zaporedne operacije v namiznih opravilih). Hitrosti so ocenjene v minuti, nato pa se izračuna povprečje.
Merjenje hitrosti naključnega branja in pisanja v blokih 4 KB (ta velikost bloka se uporablja v veliki večini operacij v resničnem življenju). Test se izvede dvakrat - brez čakalne vrste zahtev in s čakalno vrsto zahtev z globino 4 ukazov (tipično za namizne aplikacije, ki aktivno delujejo z razvejanim datotečnim sistemom). Podatkovni bloki so poravnani glede na strani bliskovnega pomnilnika pogonov. Ocenjevanje hitrosti poteka tri minute, nato se izračuna povprečje.
Ugotavljanje odvisnosti naključnih hitrosti branja in pisanja pri delovanju pogona s 4 KB bloki od globine čakalne vrste zahtev (v razponu od enega do 32 ukazov). Podatkovni bloki so poravnani glede na strani bliskovnega pomnilnika pogonov. Ocenjevanje hitrosti poteka tri minute, nato se izračuna povprečje.
Vzpostavitev odvisnosti naključnih hitrosti branja in pisanja, ko pogon deluje z bloki različnih velikosti. Uporabljajo se bloki velikosti od 512 bajtov do 256 KB. Globina čakalne vrste zahtev med preskusom je 4 ukaze. Podatkovni bloki so poravnani glede na strani bliskovnega pomnilnika pogonov. Ocenjevanje hitrosti poteka tri minute, nato se izračuna povprečje.
Merjenje zmogljivosti pri mešanih večnitnih delovnih obremenitvah in določanje njene odvisnosti od razmerja med operacijami branja in pisanja. Test se izvede dvakrat: za zaporedno branje in pisanje v 128 KB blokih, ki se izvajajo v dveh neodvisnih nitih, in za naključne operacije s 4 KB bloki, ki se izvajajo v štirih nitih. V obeh primerih se razmerje med operacijama branja in pisanja spreminja v korakih po 20 odstotkov. Ocenjevanje hitrosti poteka tri minute, nato se izračuna povprečje.
Študija poslabšanja zmogljivosti SSD pri obdelavi neprekinjenega toka naključnih zapisovalnih operacij. Uporabljajo se bloki velikosti 4 KB in globine čakalne vrste 32 ukazov. Podatkovni bloki so poravnani glede na strani bliskovnega pomnilnika pogonov. Test traja dve uri, trenutne meritve hitrosti se izvajajo vsako sekundo. Na koncu preizkusa se zmožnost pogona, da obnovi svojo zmogljivost na prvotne vrednosti, dodatno preveri zaradi delovanja tehnologije zbiranja smeti in po zagonu ukaza TRIM.

CrystalDiskMark 5.0.2
Sintetični test, ki zagotavlja tipične kazalnike zmogljivosti za pogone SSD, izmerjene na 1-gigabajtnem disku »na vrhu«. datotečni sistem. Od celotnega nabora parametrov, ki jih je mogoče oceniti s tem pripomočkom, smo pozorni na hitrost zaporednega branja in pisanja ter zmogljivost naključnega branja in pisanja 4 KB blokov brez čakalne vrste zahtev in z globino čakalne vrste 32 ukazov.
PCMark 8 2.0
Test, ki temelji na posnemanju realne obremenitve diska, ki je značilna za različne priljubljene aplikacije. Na pogonu, ki se preskuša, je v datoteki ustvarjena ena particija sistem NTFS za celotno razpoložljivo kapaciteto, PCMark 8 pa izvede test sekundarnega pomnilnika. Rezultati testiranja upoštevajo tako končno zmogljivost kot hitrost izvajanja posameznih testnih sledi, ki jih generirajo različne aplikacije.
Preizkusi kopiranja datotek
Ta test meri hitrost kopiranja imenikov datotek različni tipi, kot tudi hitrost arhiviranja in razarhiviranja datotek v pogonu. Za kopiranje uporabite standard Orodje Windows– Pripomoček Robocopy, pri arhiviranju in razpakiranju – 7-zip arhivar različica 9.22 beta. Preizkusi vključujejo tri sklope datotek: ISO – sklop, ki vključuje več slik diskov z distribucijami programa; Program – komplet, ki je vnaprej nameščen programski paket; Delo – nabor delovnih datotek, ki vključuje pisarniške dokumente, fotografije in ilustracije, pdf datoteke in multimedijske vsebine. Vsak komplet ima skupno velikost datoteke 8 GB.

Kot testna platforma se uporablja računalnik z matično ploščo ASUS plošča Z97-Pro Jedrni procesor i5-4690K z integrirano grafiko Intelovo jedro HD Graphics 4600 in 16 GB DDR3-2133 SDRAM. Pogoni z vmesnikom SATA se povezujejo s krmilnikom SATA 6 Gb/s, vgrajenim v nabor čipov matične plošče, in delujejo v načinu AHCI. Pogoni z vmesnikom PCI Express so nameščeni v prvo režo PCI Express 3.0 x16 s polno hitrostjo. Uporabljena gonilnika sta Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.5.2.1000 in gonilnik Intel Windows NVMe 1.2.0.1002.

Količina in hitrost prenosa podatkov v merilih uspešnosti sta navedena v binarnih enotah (1 KB = 1024 bajtov).

Poleg petih glavnih junakov tega preizkusa - odjemalskih SSD diskov z vmesnikom PCI Express, smo dodali še najhitrejši SATA SSD - Samsung 850 PRO.

Posledično je seznam testiranih modelov dobil naslednjo obliko:

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

Izvedba

Zaporedno branje in pisanje

Novo generacijo pogonov SSD, prenesenih na vodilo PCI Express, naj bi odlikovale predvsem visoke sekvenčne hitrosti branja in pisanja. In točno to vidimo na grafu. Vsi PCIe SSD-ji so bolj produktivni od najboljšega SATA SSD-ja – Samsung 850 PRO. Vendar pa tudi nekaj tako preprostega, kot je zaporedno branje in pisanje, kaže velike razlike med diski SSD različnih proizvajalcev. Poleg tega različica uporabljenega vodila PCI Express ni odločilna. Najboljšo zmogljivost tukaj lahko doseže pogon PCI Express 3.0 x4 Samsung SM951, na drugem mestu pa je Kingston HyperX Predator, ki deluje prek PCI Express 2.0 x4. Progresivni pogon NVMe Intel SSD 750 je bil šele na tretjem mestu.

Naključno branje

Če govorimo o naključnem branju, potem, kot je razvidno iz diagramov, se PCIe SSD po hitrosti ne razlikujejo posebej od tradicionalnih SATA SSD. Poleg tega to ne velja samo za pogone AHCI, ampak tudi za izdelek, ki deluje s kanalom NVMe. Pravzaprav boljši od Samsung 850 PRO zmogljivost Samo trije udeleženci v tem testu lahko demonstrirajo operacije naključnega branja v majhnih čakalnih vrstah zahtev: Samsung SM951, Intel SSD 750 in Kingston HyperX Predator.

Čeprav operacije globoke čakalne vrste poizvedb za osebni računalniki niso tipični, bomo vseeno pogledali, kako je zmogljivost zadevnega SSD-ja odvisna od globine čakalne vrste zahtev pri branju 4-kilobajtnih blokov.

Graf jasno prikazuje, kako lahko rešitve, ki delujejo prek PCI Express 3.0 x4, prekašajo vse druge SSD diske. Krivulje, ki ustrezajo Samsung SM951 in Intel SSD 750, so bistveno višje od grafov drugih pogonov. Na podlagi zgornjega diagrama je mogoče narediti še en zaključek: OCZ RevoDrive 350 je sramotno počasen pogon SSD. Pri operacijah naključnega branja je približno polovica boljši od SSD SSD, kar je posledica njegove arhitekture RAID in uporabe zastarelih krmilnikov SandForce druge generacije.

Poleg tega predlagamo, da pogledamo, kako je hitrost naključnega branja odvisna od velikosti podatkovnega bloka:

Tukaj je slika malo drugačna. Ko se velikost bloka poveča, začnejo operacije spominjati na zaporedne, tako da ne začneta igrati vloge le arhitektura in moč krmilnika SSD, temveč tudi pasovna širina vodila, ki ga uporablja. Na velikih blokih boljše delovanje zagotoviti Samsung SM951, Intel SSD 750 in Kingston HyperX Predator.

Naključno piše

Nekje so se morale pokazati prednosti vmesnika NVMe z nizko zakasnitvijo in krmilnika Intel SSD 750 z visoko vzporednostjo. Poleg tega velik medpomnilnik DRAM, ki je na voljo v tem SSD-ju, omogoča zelo učinkovito predpomnjenje podatkov. Kot rezultat, Intel SSD 750 zagotavlja neprimerljive hitrosti naključnega pisanja, tudi ko je čakalna vrsta zahtev minimalna.

Jasneje lahko vidite, kaj se zgodi z zmogljivostjo naključnega pisanja, ko se globina čakalne vrste zahtev poveča pri naslednji urnik, ki prikazuje odvisnost hitrosti naključnega pisanja v 4-kilobajtne bloke od globine čakalne vrste zahtev:

Zmogljivost Intel SSD 750 se spreminja, dokler globina čakalne vrste ne doseže 8 ukazov. To je tipično vedenje potrošniških SSD-jev. Vendar je Intelov novi izdelek drugačen v tem, da so njegove hitrosti naključnega zapisovanja bistveno višje od vseh drugih pogonov SSD, vključno z najhitrejšimi modeli PCIe, kot sta Samsung SM951 ali Kingston HyperX Predator. Z drugimi besedami, pri občasnih zapisovalnih obremenitvah ponuja Intel SSD 750 bistveno boljšo zmogljivost kot kateri koli drug SSD. Z drugimi besedami, prehod na vmesnik NVMe vam omogoča izboljšanje hitrosti naključnega pisanja. In to je vsekakor pomembna lastnost, vendar predvsem za strežniške pogone. Pravzaprav je Intel SSD 750 ravno bližnji sorodnik modelov Intel DC P3500, P3600 in P3700.

Naslednji graf prikazuje zmogljivost naključnega pisanja kot funkcijo velikosti podatkovnega bloka.

S povečanjem velikosti blokov Intel SSD 750 izgubi svojo brezpogojno prednost. Samsung SM951 in Kingston HyperX Predator začenjata proizvajati približno enako zmogljivost.


Ker SSD diski postajajo cenejši, se ne uporabljajo več kot zgolj sistemski pogoni in postajajo običajni delovni pogoni. V takšnih situacijah SSD prejme ne samo prečiščeno obremenitev v obliki pisanja ali branja, temveč tudi mešane zahteve, ko operacije branja in pisanja sprožijo različne aplikacije in jih je treba obdelati sočasno. Vendar polno dupleksno delovanje ostaja pomembna težava za sodobne krmilnike SSD. Pri mešanju branja in pisanja v isti čakalni vrsti hitrost večine potrošniških SSD-jev opazno pade. To je postalo razlog za izvedbo ločene študije, v kateri preverjamo, kako SSD diski delujejo, ko je treba obdelati zaporedne operacije, ki prihajajo vmes. Naslednjih nekaj grafikonov prikazuje najbolj značilen primer za namizne računalnike, kjer je razmerje med operacijami branja in pisanja 4 proti 1.

Z zaporedno mešano obremenitvijo s prevladujočimi operacijami branja, ki je značilna za običajne osebne računalnike, Samsung SM951 in Kingston HyperX Predator zagotavljata najboljšo zmogljivost. Naključna mešana obremenitev se izkaže za težjo preizkušnjo za diske SSD in pusti Samsung SM951 v vodstvu, na drugo mesto pa se pomakne Intel SSD 750. Hkrati Plextor M6e Black Edition, Kingston HyperX Predator in OCZ RevoDrive 350 se na splošno izkaže za opazno slabšega od navadnega SATA SSD.

Naslednji par grafov daje podrobnejšo sliko zmogljivosti pri mešanih obremenitvah, ki prikazuje odvisnost hitrosti SSD od razmerja med operacijami branja in pisanja na njem.

Vse zgoraj povedano dobro potrjujejo zgornji grafi. Pri mešani obremenitvi z zaporednimi operacijami najboljšo zmogljivost kaže Samsung SM951, ki se pri delu s kakršnimi koli serijskimi podatki počuti kot riba v vodi. Pri poljubnih mešanih operacijah je situacija nekoliko drugačna. Oba diska Samsung, SM951, ki deluje prek PCI Express 3.0 x4, in običajni SATA 850 PRO, dajeta zelo dobre rezultate v tem testu in prekašata skoraj vse druge SSD diske. V nekaterih primerih se jim lahko upre le Intel SSD 750, ki je zaradi ukaznega sistema NVMe odlično optimiziran za delo z naključnimi zapisi. In ko se delež zapisov v mešanem transakcijskem toku poveča na 80 odstotkov ali več, skoči naprej.

Rezultati v CrystalDiskMark

CrystalDiskMark je priljubljena in preprosta primerjalna aplikacija, ki deluje na vrhu datotečnega sistema in daje rezultate, ki jih običajni uporabniki zlahka ponovijo. Kazalniki uspešnosti, pridobljeni v njem, bi morali dopolnjevati podrobne grafe, ki smo jih zgradili na podlagi testov v IOMetru.

Prikazani štirje diagrami imajo samo teoretično vrednost in prikazujejo najvišjo zmogljivost, ki je ni mogoče doseči pri tipičnih delovnih obremenitvah odjemalca. V osebnih računalnikih nikoli ni globine čakalne vrste zahtev 32 ukazov, vendar vam v posebnih testih omogoča, da dobite največje kazalnike zmogljivosti. In v tem primeru je vodilno zmogljivost z veliko rezervo zagotovil Intel SSD 750, ki ima arhitekturo, podedovano od strežniških pogonov, kjer je velika globina čakalne vrste zahtev povsem običajna.

Toda ti štirje diagrami so praktičnega pomena - prikazujejo zmogljivost pod obremenitvijo, kar je značilno za osebne računalnike. In tu najboljšo zmogljivost daje Samsung SM951, ki za Intel SSD 750 zaostaja le z naključnimi zapisi 4 KB.

PCMark 8 2.0, resnični primeri uporabe

Testni paket Futuremark PCMark 8 2.0 je zanimiv, ker ni sintetične narave, ampak nasprotno temelji na delovanju resničnih aplikacij. Med njegovim prehodom se reproducirajo resnični scenariji - sledi uporabe diska v običajnih namiznih opravilih in meri se hitrost njihovega izvajanja. Trenutna različica tega testa simulira delovne obremenitve, ki so vzete iz resničnih igralnih aplikacij Battlefield 3 in World of Warcraft ter programskih paketov Abobe in Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint in Word. Končni rezultat se izračuna v obliki povprečne hitrosti, ki jo pogoni pokažejo pri prevozu testnih poti.

Test PCMark 8 2.0, ki ocenjuje delovanje pomnilniških sistemov v resničnih aplikacijah, nam jasno pove, da obstajata samo dva pogona PCIe, katerih hitrost je bistveno višja kot pri običajnih modelih z vmesnikom SATA. To sta Samsung SM951 in Intel SSD 750, ki zmagujeta na mnogih drugih testih. Drugi PCIe SSD, na primer Plextor M6e Black Edition in Kingston HyperX Predator, zaostajajo za vodilnimi več kot enkrat in pol. No, OCZ ReveDrive 350 kaže odkrito slabo zmogljivost. Je več kot dvakrat počasnejši od najboljših PCIe SSD diskov in je celo počasnejši od Samsung 850 PRO, ki deluje preko vmesnika SATA.

Celoten rezultat PCMark 8 je treba dopolniti z indikatorji zmogljivosti, ki jih ustvarijo bliskovni pogoni pri prehodu posameznih testnih sledi, ki simulirajo različne možnosti obremenitve v resničnem življenju. Dejstvo je, da se bliskovni pogoni pod različnimi obremenitvami pogosto obnašajo nekoliko drugače.

Ne glede na aplikacijo, o kateri govorimo, v vsakem primeru največjo zmogljivost zagotavlja eden od SSD-jev z vmesnikom PCI Express 3.0 x4: bodisi Samsung SM951 ali Intel SSD 750. Zanimivo je, da drugi PCIe SSD-ji v nekaterih primerih na splošno zagotavljajo le hitrosti na ravni SSD diskov SATA . Pravzaprav je prednost istega Kingston HyperX Predatorja in Plextorja M6e Black Edition pred Samsungom 850 PRO vidna le v Adobe Photoshop, Battlefield 3 in Microsoft Word.

Kopiranje datotek

Glede na to, da se pogoni SSD vedno bolj uvajajo v osebne računalnike, smo se odločili, da naši metodologiji dodamo merjenje zmogljivosti med običajnimi operacijami datotek - pri kopiranju in delu z arhivi - ki se izvajajo "znotraj" pogona . To je tipična dejavnost diska, ki se pojavi, ko SSD ne deluje kot sistemski pogon, ampak kot običajen disk.

V testih kopiranja sta voditelja še vedno isti Samsung SM951 in Intel SSD 750. Če pa govorimo o velikih zaporednih datotekah, potem lahko z njimi tekmuje Kingston HyperX Predator. Moram reči, da se s preprostim kopiranjem skoraj vsi PCIe SSD diski izkažejo za hitrejše od Samsung 850 PRO. Obstaja samo ena izjema - Plextor M6e Black Edition. In OCZ RevoDrive 350, ki se je v drugih testih dosledno znašel v položaju brezupnega autsajderja, nepričakovano prekaša ne le SATA SSD, ampak tudi najpočasnejši PCIe SSD.

Druga skupina testov je bila izvedena pri arhiviranju in dearhiviranju imenika z delovnimi datotekami. Bistvena razlika v tem primeru je, da se polovica operacij izvaja z ločenimi datotekami, druga polovica pa z eno veliko arhivsko datoteko.

Podobno je tudi pri delu z arhivi. Edina razlika je v tem, da se tukaj Samsung SM951 uspe samozavestno ločiti od vseh svojih konkurentov.

Kako deluje TRIM in zbiranje smeti v ozadju

Pri testiranju različnih SSD-jev vedno preverimo, kako obvladajo ukaz TRIM in ali so sposobni pobrati smeti in obnoviti svoje delovanje brez podpore operacijskega sistema, torej v situaciji, ko ukaz TRIM ni izdan. Takšno testiranje so izvedli tudi tokrat. Zasnova tega testa je standardna: po ustvarjanju dolge neprekinjene obremenitve pri zapisovanju podatkov, kar vodi do zmanjšanja hitrosti pisanja, onemogočimo podporo TRIM in počakamo 15 minut, med katerimi se lahko SSD sam poskuša obnoviti z lastnim zbiranjem smeti algoritma, vendar brez zunanje pomoči operacijskega sistema, in izmerite hitrost. Nato se pogonu vsili ukaz TRIM - in po kratkem premoru se hitrost ponovno izmeri.

Rezultati tega testiranja so prikazani v naslednji tabeli, ki za vsak testirani model prikazuje, ali se odziva na TRIM z brisanjem neuporabljenega bliskovnega pomnilnika in ali lahko pridobi čiste strani bliskovnega pomnilnika za prihodnje operacije, če mu ni izdan ukaz TRIM. Za pogone, ki so lahko izvajali zbiranje smeti brez ukaza TRIM, smo navedli tudi količino bliskovnega pomnilnika, ki jo je neodvisno sprostil krmilnik SSD za prihodnje operacije. Če disk uporabljate v okolju brez podpore TRIM, je točno tolikšna količina podatkov, ki se lahko po nedejavnosti shrani na disk z visoko začetno hitrostjo.

Kljub dejstvu, da je visokokakovostna podpora za ukaz TRIM postala industrijski standard, nekateri proizvajalci menijo, da je sprejemljivo prodajati pogone, ki tega ukaza ne izvajajo v celoti. Tak negativen primer prikazuje OCZ Revodrive 350. Formalno razume TRIM in celo poskuša nekaj storiti, ko prejme ta ukaz, vendar ni govora o popolni vrnitvi hitrosti pisanja na prvotne vrednosti. In v tem ni nič čudnega: Revodrive 350 temelji na krmilnikih SandForce, ki se odlikujejo po nepopravljivem poslabšanju zmogljivosti. V skladu s tem je prisoten tudi v Revodrive 350.

Vsi ostali PCIe SSD diski delujejo s TRIM tako kot njihovi primerki SATA. To je idealno: v operacijskih sistemih, ki pogonom izdajo ta ukaz, zmogljivost ostaja na dosledno visoki ravni.

Vendar želimo več - visokokakovosten pogon bi moral biti sposoben izvajati zbiranje smeti brez izdaje ukaza TRIM. In tu izstopa Plextor M6e Black Edition – pogon, ki lahko samostojno sprosti bistveno več bliskovnega pomnilnika za prihajajoče operacije kot njegovi konkurenti. Čeprav seveda v eni ali drugi meri avtonomno zbiranje smeti deluje na vseh SSD-jih, ki smo jih testirali, z izjemo Samsung SM951. Z drugimi besedami, med običajno uporabo v sodobna okolja Zmogljivost Samsung SM951 se ne bo poslabšala, vendar v primerih, ko TRIM ni podprt, uporaba tega SSD diska ni priporočljiva.

zaključki

Povzemanje rezultatov bi verjetno morali začeti z navedbo dejstva, da potrošniški SSD-ji z ​​vmesnikom PCI Express niso več eksotika ali kakšni eksperimentalni izdelki, temveč celoten tržni segment, v katerem igrajo najhitrejši pogoni SSD za navdušence. To seveda pomeni tudi, da s PCIe SSD-ji že dolgo ni več težav: podpirajo vse funkcije, ki jih imajo SATA SSD-ji, hkrati pa so bolj produktivni in imajo včasih tudi kakšno novo zanimivo tehnologijo.

Hkrati pa odjemalski trg PCIe SSD ni tako natrpan in doslej so lahko le podjetja z visokim inženirskim potencialom vstopila v kohorto proizvajalcev takšnih pogonov SSD. To je posledica dejstva, da neodvisni razvijalci masovno proizvedenih krmilnikov SSD še nimajo oblikovalskih rešitev, ki bi jim omogočile začetek proizvodnje pogonov PCIe z minimalnim inženirskim naporom. Zato je vsak PCIe SSD disk, ki je trenutno predstavljen na trgovskih policah, izviren in edinstven na svoj način.

V tem testiranju nam je uspelo združiti pet najbolj priljubljenih in najpogostejših PCIe SSD diskov, namenjenih delovanju v sklopu osebnih računalnikov. In na podlagi rezultatov njihovega spoznavanja postane jasno, da kupci, ki želijo preiti na uporabo pogonov SSD s progresivnim vmesnikom, še ne bodo imeli resnih težav pri izbiri. V večini primerov bo izbira jasna, toliko se testirani modeli razlikujejo po potrošniških lastnostih.

Na splošno se je izkazal za najbolj privlačen model PCIe SSD Samsung SM951. To je briljantna rešitev enega od vodilnih na trgu, ki deluje prek vodila PCI Express 3.0 x4, za katero se ne izkaže le, da lahko zagotovi najvišjo zmogljivost pri običajnih običajnih delovnih obremenitvah, ampak je tudi bistveno cenejša od vseh drugih pogonov PCIe.

Vendar pa Samsung SM951 še vedno ni popoln. Prvič, ne vsebuje nobenih posebnih tehnologij, namenjenih povečanju zanesljivosti, vendar bi jih v izdelkih premium ravni vseeno želeli imeti. Drugič, ta SSD je precej težko najti za prodajo v Rusiji - v našo državo se ne dobavlja po uradnih kanalih. Na srečo lahko predlagamo, da bodite pozorni na dobro alternativo - Intel SSD 750. Tudi ta SSD deluje prek PCI Express 3.0 x4 in le malo zaostaja za Samsung SM951. Je pa neposredni sorodnik strežniških modelov, zato ima visoko zanesljivost in deluje s protokolom NVMe, kar mu omogoča, da dokaže neprekosljivo hitrost pri naključnih zapisovalnih operacijah.

Načeloma so drugi SSD-ji z ​​vmesnikom PCIe v primerjavi s Samsung SM951 in Intel SSD 750 videti precej šibki. Še vedno pa obstajajo situacije, ko bodo morali raje izbrati kakšen drug model PCIe SSD. Dejstvo je, da so napredni pogoni Samsung in Intel združljivi samo s sodobnimi matičnimi ploščami, zgrajenimi na naborih čipov Intel devetdesete ali stote serije. V starejših sistemih lahko delujejo le kot "drugi disk" in nalaganje operacijskega sistema z njih bo nemogoče. Zato niti Samsung SM951 niti Intel SSD 750 nista primerna za nadgradnjo platform prejšnjih generacij in izbira bo morala biti na disku Kingston HyperX Predator, ki lahko po eni strani zagotavlja dobro delovanje, po drugi pa zajamčeno, da ne bo imel težav z združljivostjo s starejšimi platformami.

To vprašanje so mi zastavili več kot enkrat, zato bom zdaj poskušal odgovoriti čim bolj jasno in na kratko. Da bi to naredil, bom posredoval slike razširitvenih rež PCI Express in PCI na matični plošči za jasnejše razumevanje in, seveda bom navedel glavne razlike v karakteristikah, tj. zelo kmalu boste izvedeli, kaj so ti vmesniki in kako izgledajo.

Torej, najprej na kratko odgovorimo na vprašanje, kaj pravzaprav sta PCI Express in PCI?

Kaj je PCI Express in PCI?

PCI je računalniško vzporedno vhodno/izhodno vodilo za povezavo perifernih naprav z matično ploščo računalnika. PCI se uporablja za povezavo: video kartic, zvočnih kartic, omrežnih kartic, TV tunerjev in drugih naprav. Vmesnik PCI je zastarel, zato verjetno ne boste našli na primer sodobne video kartice, ki bi se povezovala prek PCI.

PCI Express(PCIe ali PCI-E) je računalnik serijsko vodilo I/O za povezavo perifernih naprav z matično ploščo računalnika. Tisti. v tem primeru dvosmerno serijsko povezavo, ki ima lahko več linij (x1, x2, x4, x8, x12, x16 in x32) več kot je takih linij, večja je prepustnost vodila PCI-E. Vmesnik PCI Express se uporablja za povezovanje naprav, kot so video kartice, zvočne kartice, omrežne kartice, SSD diski in drugi.

Obstaja več različic vmesnika PCI-E: 1.0, 2.0 in 3.0 (različica 4.0 bo kmalu izdana). Ta vmesnik je običajno označen na primer takole PCI-E 3.0 x16, kar pomeni različico PCI Express 3.0 s 16 pasovi.

Če govorimo o tem, ali bo na primer grafična kartica, ki ima vmesnik PCI-E 3.0, delovala na matični plošči, ki podpira samo PCI-E 2.0 ali 1.0, razvijalci pravijo, da bo vse delovalo, samo seveda ne pozabite, da pasovna širina bo omejena z zmogljivostmi matične plošče. Zato v tem primeru preplačajte za video kartico z več nova različica PCI Express mislim, da se ne splača ( če le za prihodnost, tj. Ali nameravate kupiti novo matično ploščo s PCI-E 3.0?). Tudi, in obratno, recimo, da imate matična plošča podpira različico PCI Express 3.0 in različico video kartice, recimo, 1.0, potem bi morala tudi ta konfiguracija delovati, vendar samo z zmogljivostmi PCI-E 1.0, tj. Tukaj ni omejitev, saj bo video kartica v tem primeru delovala na meji svojih zmogljivosti.

Razlike med PCI Express in PCI

Glavna razlika v karakteristikah je seveda prepustnost, pri PCI Expressu je precej višja, na primer ima PCI pri 66 MHz prepustnost 266 MB/s, PCI-E 3.0 (x16) 32 Gb/s.

Navzven so tudi vmesniki različni, zato povezovanje na primer video kartice PCI Express z razširitveno režo PCI ne bo delovalo. Tudi vmesniki PCI Express z različnim številom pasov so različni, zdaj bom vse to prikazal v slikah.

PCI Express in PCI razširitvene reže na matičnih ploščah

PCI in AGP reže

PCI-E x1, PCI-E x16 in PCI reže