PCI express 3.0 expansionsplats. Vad är PCI Express. PCI-E-bussformat

PCI - uttrycka (PCIePCI -E)– seriell, universalbuss presenterades först 22 juli 2002årets.

Är allmän, enande en buss för alla noder på moderkortet, där alla enheter som är anslutna till det samexisterar. Kom för att byta ut ett gammalt däck PCI och dess variationer AGP, på grund av ökade krav på bussgenomströmning och oförmågan att förbättra hastighetsprestandan hos den senare till rimlig kostnad.

Däcket fungerar som växla, helt enkelt skicka en signal från en punkt till en annan utan att ändra det. Detta tillåter, utan uppenbar hastighetsförlust, med minimala ändringar och fel sända och ta emot en signal.

Data på bussen går simplex(full duplex), det vill säga samtidigt i båda riktningarna med samma hastighet, och signal längs linjerna flyter kontinuerligtäven när enheten är avstängd (som D.C., eller en bitsignal med nollor).

Synkronisering konstruerade med hjälp av en redundant metod. Det vill säga istället för 8 bitar information överförs 10 bitar, varav två är officiell (20% ) och servera i en viss sekvens beacons För synkronisering klockgeneratorer eller identifiera fel. Därför är den deklarerade hastigheten för en linje in 2,5 Gbps, är faktiskt lika med ungefär 2,0 Gbps verklig.

Näring varje enhet på bussen, vald separat och reglerad med hjälp av teknik ASPM (Active State Power Management). Det tillåter när enheten är inaktiv (utan att skicka en signal) sänka sin klockgenerator och sätta bussen i läge minskad energiförbrukning. Om ingen signal tas emot inom några mikrosekunder, kommer enheten anses inaktiv och växlar till läge förväntningar(tiden beror på enhetstyp).

Hastighetsegenskaper i två riktningar 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

*Dataöverföringshastigheten i en riktning är 2 gånger lägre än dessa indikatorer

15 januari 2007, PCI-SIG släppt en uppdaterad specifikation som heter PCI-Express 2.0

Den huvudsakliga förbättringen var i 2 gånger ökad hastighet dataöverföring ( 5,0 GHz, emot 2,5 GHz V gammal version). Också förbättrat punkt-till-punkt kommunikationsprotokoll(prick-till-prick), modifierad mjukvarukomponent och tillagt system mjukvaruövervakning enligt däckhastigheten. Samtidigt bevarades den kompatibilitet med protokollversioner PCI-E 1.x

I den nya versionen av standarden ( PCI -Express 3.0 ), kommer den främsta innovationen att vara modifierat kodsystem Och synkronisering. Istället för 10 bitar system ( 8 bitar information, 2 bitar officiella), kommer att gälla 130 bitar (128 bitar information, 2 bitar officiell). Detta kommer att minska förluster i fart från 20 % till ~1,5 %. Kommer också att göras om synkroniseringsalgoritm sändare och mottagare, förbättrad PLL(faslåst slinga).Överföringshastighet förväntas öka 2 gånger(jämfört med PCI-E 2.0), vart i kompatibiliteten förblir med tidigare versioner PCI-Express.

När du bara byter ett grafikkort, se till att ta hänsyn till att nya modeller helt enkelt inte passar ditt moderkort, eftersom det inte bara finns flera olika typer av expansionskortplatser, utan också flera olika versioner av dem (för både AGP och PCI Express) . Om du inte är säker på din kunskap om detta ämne, läs avsnittet noggrant.

Som vi noterade ovan sätts grafikkortet in i en speciell expansionskortplats på datorns moderkort, och genom denna kortplats utbyter videochippet information med central processor system. På moderkort Oftast finns det expansionsplatser av en eller två olika typer, som skiljer sig i bandbredd, effektinställningar och andra egenskaper, och alla är inte lämpliga för att installera grafikkort. Det är viktigt att känna till vilka kontakter som finns i systemet och bara köpa det grafikkort som matchar dem. Olika expansionskontakter är fysiskt och logiskt inkompatibla, och ett grafikkort som är designat för en typ passar inte in i en annan och fungerar inte.

Lyckligtvis har under den senaste tiden inte bara ISA- och VESA Local Bus-expansionsplatserna (som endast är av intresse för framtida arkeologer) och motsvarande grafikkort sjunkit i glömska, utan även grafikkort för PCI-kortplatser har praktiskt taget försvunnit, och alla AGP-modeller är hopplöst föråldrade. Och alla är moderna GPU:er De använder bara en typ av gränssnitt - PCI Express. Tidigare användes AGP-standarden i stor utsträckning; dessa gränssnitt skiljer sig avsevärt från varandra, inklusive genomströmning, de möjligheter som tillhandahålls för att driva grafikkortet, såväl som andra mindre viktiga egenskaper.

Endast en mycket liten del av moderna moderkort har inte PCI Express-kortplatser, och om ditt system är så gammalt att det använder ett AGP-grafikkort, kommer du inte att kunna uppgradera det - du måste ändra hela systemet. Låt oss ta en närmare titt på dessa gränssnitt; det här är de platser du behöver leta efter på dina moderkort. Se bilder och jämför.

AGP (Accelerated Graphics Port eller Advanced Graphics Port) är ett höghastighetsgränssnitt baserat på PCI-specifikationen, men skapat specifikt för att ansluta grafikkort och moderkort. AGP-bussen, även om den lämpar sig bättre för videoadaptrar jämfört med PCI (inte Express!), ger en direkt anslutning mellan den centrala processorn och videochippet, samt några andra funktioner som ökar prestandan i vissa fall, till exempel GART - förmågan att läsa texturer direkt från RAM, utan att kopiera dem till videominne; högre klockhastigheter, förenklade dataöverföringsprotokoll etc., men den här typen av slot är hopplöst föråldrad och nya produkter med den har inte släppts på länge.

Men låt oss ändå, för ordningens skull, nämna denna typ. AGP-specifikationerna dök upp 1997, när Intel släppte den första versionen av specifikationen, inklusive två hastigheter: 1x och 2x. I den andra versionen (2.0) dök AGP 4x upp och i 3.0 - 8x. Låt oss överväga alla alternativ mer i detalj:
AGP 1x är en 32-bitars länk som arbetar vid 66 MHz, med en genomströmning på 266 MB/s, vilket är två gånger PCI-bandbredden (133 MB/s, 33 MHz och 32 bitar).
AGP 2x är en 32-bitars kanal som arbetar med dubbla bandbredden på 533 MB/s vid samma frekvens på 66 MHz på grund av dataöverföring på två fronter, liknande DDR-minne (endast för riktningen "till grafikkortet").
AGP 4x är samma 32-bitars kanal som arbetar på 66 MHz, men som ett resultat av ytterligare justeringar uppnåddes en fyrdubblad "effektiv" frekvens på 266 MHz, med en maximal genomströmning på mer än 1 GB/s.
AGP 8x - ytterligare ändringar i denna modifiering gjorde det möjligt att få en genomströmning på upp till 2,1 GB/s.

Grafikkort med AGP-gränssnitt och motsvarande kortplatser på moderkort är kompatibla inom vissa gränser. Videokort som är klassade för 1,5 V fungerar inte i 3,3 V-platser och vice versa. Det finns dock även universalkontakter som stödjer båda typerna av kort. Grafikkort designade för en moraliskt och fysiskt föråldrad AGP-plats har inte övervägts på länge, så för att lära dig om gamla AGP-system skulle det vara bättre att läsa artikeln:

PCI Express (PCIe eller PCI-E, inte att förväxla med PCI-X), tidigare känd som Arapahoe eller 3GIO, skiljer sig från PCI och AGP genom att det är ett seriellt snarare än parallellt gränssnitt, vilket möjliggör färre stift och högre bandbredd. PCIe är bara ett exempel på övergången från parallella till seriella bussar; andra exempel på denna rörelse är HyperTransport, Serial ATA, USB och FireWire. En viktig fördel med PCI Express är att den tillåter flera enstaka körfält att staplas i en kanal för att öka genomströmningen. Flerkanalig seriell design ökar flexibiliteten, långsamma enheter kan tilldelas färre linjer med ett litet antal kontakter och snabba enheter kan tilldelas fler.

PCIe 1.0-gränssnittet överför data med 250 MB/s per körfält, vilket är nästan dubbelt så mycket kapacitet som konventionella PCI-platser. Det maximala antalet banor som stöds av PCI Express 1.0-platser är 32, vilket ger en genomströmning på upp till 8 GB/s. En PCIe-slot med åtta arbetsbanor är i denna parameter ungefär jämförbar med den snabbaste AGP-versionen - 8x. Vilket är ännu mer imponerande när man tänker på möjligheten att sända samtidigt i båda riktningarna i höga hastigheter. De vanligaste PCI Express x1-platserna ger enkelfilsbandbredd (250 MB/s) i varje riktning, medan PCI Express x16, som används för grafikkort och kombinerar 16 banor, ger upp till 4 GB/s bandbredd i varje riktning.

Även om anslutningen mellan två PCIe-enheter ibland består av flera körfält, stöder alla enheter ett enda körfält, men kan valfritt hantera fler av dem. Fysiskt sett passar PCIe-expansionskort och fungerar normalt i alla kortplatser med lika många eller fler banor, så ett PCI Express x1-kort fungerar smidigt i x4- och x16-platser. Dessutom kan en fysiskt större slot fungera med ett logiskt mindre antal linjer (det ser till exempel ut som en vanlig x16-kontakt, men bara 8 linjer dirigeras). I något av ovanstående alternativ kommer PCIe själv att välja högsta möjliga läge och kommer att fungera normalt.

Oftast används x16-kontakter för videoadaptrar, men det finns även kort med x1-kontakter. Och de flesta moderkort med två PCI Express x16-platser fungerar i x8-läge för att skapa SLI- och CrossFire-system. Rent fysiskt används inte andra kortplatsalternativ, som x4, för grafikkort. Låt mig påminna dig om att allt detta bara gäller den fysiska nivån; det finns även moderkort med fysiska PCI-E x16-kontakter, men i verkligheten med 8, 4 eller till och med 1 kanaler. Och alla grafikkort som är designade för 16 kanaler kommer att fungera i sådana kortplatser, men med lägre prestanda. Förresten, bilden ovan visar x16, x4 och x1-platserna, och för jämförelse finns även PCI kvar (nedan).

Även om skillnaden i spel inte är så stor. Här är till exempel en recension av två moderkort på vår hemsida, som undersöker skillnaden i hastigheten för 3D-spel på två moderkort, ett par testvideokort där de fungerar i 8-kanals respektive 1-kanalsläge:

Jämförelsen vi är intresserade av finns i slutet av artikeln, var uppmärksam på de två sista tabellerna. Som du kan se är skillnaden vid medelstora inställningar mycket liten, men i tunga lägen börjar den öka, och en stor skillnad noteras när det gäller ett mindre kraftfullt grafikkort. Notera att.

PCI Express skiljer sig inte bara i genomströmning, utan också i nya strömförbrukningsmöjligheter. Detta behov uppstod eftersom AGP 8x-kortplatsen (version 3.0) bara kan överföra högst 40 watt totalt, vilket redan saknades i grafikkorten från den tiden designade för AGP, som installerades med en eller två standardfyrastiftseffekt kontakter. PCI Express-kortplatsen kan bära upp till 75W, med ytterligare 75W tillgängliga via den vanliga sex-stifts strömkontakten (se sista avsnittet i denna del). Nyligen har grafikkort dykt upp med två sådana kontakter, som totalt ger upp till 225 W.

Därefter presenterade PCI-SIG-gruppen, som utvecklar relevanta standarder, huvudspecifikationerna för PCI Express 2.0. Den andra versionen av PCIe fördubblade standardbandbredden, från 2,5 Gbps till 5 Gbps, så att x16-kontakten kan överföra data med hastigheter på upp till 8 GB/s i varje riktning. Samtidigt är PCIe 2.0 kompatibel med PCIe 1.1, gamla expansionskort fungerar vanligtvis bra i nya moderkort.

PCIe 2.0-specifikationen stöder överföringshastigheter på både 2,5 Gbps och 5 Gbps, detta görs för att säkerställa bakåtkompatibilitet med befintliga lösningar PCIe 1.0 och 1.1. PCI Express 2.0 bakåtkompatibilitet gör att äldre 2,5 Gb/s-lösningar kan användas i 5,0 Gb/s-platser, som sedan helt enkelt kommer att arbeta med lägre hastighet. Och enheter designade för version 2.0-specifikationer kan stödja hastigheter på 2,5 Gbps och/eller 5 Gbps.

Även om den viktigaste innovationen i PCI Express 2.0 är hastigheten fördubblad till 5 Gbps, är detta inte den enda förändringen; det finns andra modifieringar för att öka flexibiliteten, nya mekanismer för programstyrning anslutningshastighet, etc. Vi är mest intresserade av förändringar relaterade till strömförsörjningen av enheter, eftersom strömkraven för grafikkort ökar stadigt. PCI-SIG har utvecklat en ny specifikation för att tillgodose den ökande strömförbrukningen för grafikkort, den utökar den nuvarande strömförsörjningskapaciteten till 225/300 W per grafikkort. För att stödja denna specifikation används en ny 2x4-stifts strömkontakt, designad för att ge ström till avancerade grafikkort.

Grafikkort och moderkort med stöd för PCI Express 2.0 dök upp på bred försäljning 2007, och nu kan du inte hitta andra på marknaden. Båda stora videochiptillverkarna, AMD och NVIDIA, har släppt nya linjer med GPU:er och grafikkort baserade på dem, som stödjer den ökade bandbredden för den andra versionen av PCI Express och drar fördel av nya elektriska kraftmöjligheter för expansionskort. Alla är bakåtkompatibla med moderkort som har PCI Express 1.x-platser ombord, även om det i vissa sällsynta fall är inkompatibilitet, så du måste vara försiktig.

Egentligen var uppkomsten av den tredje versionen av PCIe en uppenbar händelse. I november 2010 godkändes slutligen specifikationerna för den tredje versionen av PCI Express. Även om detta gränssnitt har en överföringshastighet på 8 Gt/s istället för 5 Gt/s i version 2.0, är ​​det genomströmningåterigen ökade exakt två gånger jämfört med PCI Express 2.0-standarden. För att göra detta använde vi ett annat kodningsschema för data som skickades över bussen, men det var kompatibelt med tidigare versioner PCI Express förblir densamma. De första produkterna av PCI Express 3.0-versionen presenterades sommaren 2011, och riktiga enheter har bara börjat dyka upp på marknaden.

Ett helt krig utbröt bland moderkortstillverkarna om rätten att vara först med att introducera en produkt med stöd för PCI Express 3.0 (främst baserat på Intel chipset Z68), och flera företag presenterade motsvarande pressmeddelanden på en gång. Även om det vid tidpunkten för uppdateringen av guiden helt enkelt inte finns några grafikkort med sådant stöd, så det är helt enkelt inte intressant. När PCIe 3.0-stöd behövs kommer helt andra kort att dyka upp. Troligtvis kommer detta att ske tidigast 2012.

Vi kan förresten anta att PCI Express 4.0 kommer att introduceras under de närmaste åren, och den nya versionen kommer också återigen att fördubbla den efterfrågade bandbredden till den tiden. Men detta kommer inte att ske snart, och vi är inte intresserade än.

Extern PCI Express

2007, PCI-SIG, en formell standardgrupp PCI-lösningar Express, meddelade antagandet av PCI Express External Cabling 1.0-specifikationen, som beskriver dataöverföringsstandarden över PCI Express 1.1 externa gränssnitt. Denna version tillåter dataöverföring med en hastighet av 2,5 Gbps, och nästa bör öka genomströmningen till 5 Gbps. Standarden inkluderar fyra externa kontakter: PCI Express x1, x4, x8 och x16. De äldre kontakterna är utrustade med en speciell tunga som underlättar anslutningen.

Den externa versionen av PCI Express-gränssnittet kan användas inte bara för anslutning externa grafikkort, men även för externa enheter och andra expansionskort. Den maximala rekommenderade kabellängden är 10 meter, men den kan ökas genom att ansluta kablarna via en repeater.

Teoretiskt sett kan detta göra livet lättare för älskare av bärbara datorer, när de använder en inbyggd videokärna med låg effekt när de körs på batterier, och ett kraftfullt externt grafikkort när de är anslutna till en stationär bildskärm. Att uppgradera sådana grafikkort är betydligt enklare, det finns ingen anledning att öppna PC-fodralet. Tillverkare kan göra helt nya kylsystem som inte begränsas av funktionerna hos expansionskort, och det borde finnas färre problem med strömförsörjningen - troligtvis kommer externa strömförsörjningar att användas, designade specifikt för ett specifikt grafikkort; de kan byggas i ett externt fodral med ett grafikkort, med ett kylsystem. Det kan göra det lättare att montera system på flera grafikkort (SLI/CrossFire), och med tanke på den ständiga ökningen i popularitet för mobila lösningar borde sådana externa PCI Express ha vunnit en viss popularitet.

De borde ha gjort det, men de vann inte. Från och med hösten 2011 externa alternativ Det finns praktiskt taget inga grafikkort på marknaden. Deras utbud är begränsat av föråldrade modeller av videochips och ett smalt urval av kompatibla bärbara datorer. Tyvärr gick verksamheten med externa grafikkort inte längre och dog långsamt ut. Vi hör inte ens vinnande reklammeddelanden från tillverkare av bärbara datorer längre... Kanske har kraften hos moderna mobila grafikkort helt enkelt blivit tillräcklig även för krävande 3D-applikationer, inklusive många spel.

Det finns fortfarande hopp om utvecklingen av externa lösningar i ett lovande gränssnitt för anslutning kringutrustning Thunderbolt, tidigare känd som Light Peak. Det utvecklades av Intel Corporation baserat på DisplayPort-teknik, och de första lösningarna har redan släppts av Apple. Thunderbolt kombinerar funktionerna hos DisplayPort och PCI Express och låter dig ansluta externa enheter. Men än så länge finns de helt enkelt inte, även om kablar redan finns:

I den här artikeln berör vi inte föråldrade gränssnitt; de allra flesta moderna grafikkort är designade för PCI Express 2.0-gränssnittet, så när du väljer ett grafikkort föreslår vi att du bara överväger det; all data på AGP tillhandahålls endast som referens. De nya korten använder PCI Express 2.0-gränssnittet, som kombinerar hastigheten på 16 PCI Express-banor, vilket ger en genomströmning på upp till 8 GB/s i varje riktning, vilket är flera gånger mer än samma egenskap hos bästa AGP. Dessutom fungerar PCI Express med sådana hastigheter i varje riktning, till skillnad från AGP.

Å andra sidan har produkter med stöd för PCI-E 3.0 inte riktigt kommit ut ännu, så det är inte mycket meningsfullt att överväga dem heller. Om vi ​​pratar om att uppgradera en gammal eller köpa ny styrelse eller samtidigt byta system och grafikkort, då behöver du bara köpa kort med PCI Express 2.0-gränssnittet, vilket kommer att vara ganska tillräckligt och mest utbrett i flera år, särskilt eftersom produkter av olika versioner av PCI Express är kompatibla med varandra.

Under våren 1991 slutförde Intel utvecklingen av den första prototypversionen av PCI-bussen. Ingenjörerna fick i uppdrag att utveckla en billig och högpresterande lösning som skulle realisera funktionerna hos 486-, Pentium- och Pentium Pro-processorerna. Dessutom var det nödvändigt att ta hänsyn till de misstag som gjordes av VESA vid utformningen av VLB-bussen (den elektriska belastningen tillät inte anslutning av fler än 3 expansionskort) och även att implementera automatisk inställning enheter.

1992 dök den första versionen av PCI-bussen upp, Intel meddelade att bussstandarden skulle vara öppen och skapade PCI Special Interest Group. Tack vare detta har alla intresserade utvecklare möjlighet att skapa enheter för PCI-bussen utan att behöva köpa en licens. Den första versionen av bussen hade en klockfrekvens på 33 MHz, kunde vara 32- eller 64-bitars, och enheter kunde fungera med signaler på 5 V eller 3,3 V. Teoretiskt var bussgenomströmningen 133 MB/s, men i verkligheten genomströmningen var cirka 80 MB/s

Huvuddragen:

• bussfrekvens - 33,33 eller 66,66 MHz, synkron överföring;
• bussbredd - 32 eller 64 bitar, multiplexerad buss (adress och data överförs över samma linjer);
• toppkapaciteten för 32-bitarsversionen med 33,33 MHz är 133 MB/s;
• minnesadressutrymme - 32 bitar (4 byte);
• adressutrymme för I/O-portar - 32 bitar (4 byte);
• konfigurationsadressutrymme (för en funktion) - 256 byte;
• spänning - 3,3 eller 5 V.

Bilder på kontakter:

MiniPCI - 124 stift
MiniPCI Express MiniSata/mSATA - 52 stift
Apple MBA SSD, 2012
Apple SSD, 2012
Apple PCIe SSD
MXM, grafikkort, 230/232 stift
MXM2 NGIFF 75 stift NYCKLA EN PCIe x2 KEY B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, grafikkort, 314 stift
PCI 5V
PCI Universal
PCI-X 5v
AGP Universal
AGP 3.3v
AGP 3,3 v + ADS Power
PCIe x1
PCIe x16
Anpassad PCIe
ISA 8bit
ISA 16bit
eISA
VESA
NuBus
PDS
PDS
Apple II/GS Expasion kortplats
PC/XT/AT expansionsbuss 8 bitar
ISA (industristandardarkitektur) - 16 bitar
eISA
MBA - Micro Bus-arkitektur 16 bitar
MBA - Micro Bus-arkitektur med 16 bitars video
MBA - Micro Bus-arkitektur 32 bitar
MBA - Micro Bus-arkitektur med 32-bitars video
ISA 16 + VLB (VESA)
Processor Direct Slot PDS
601 Processor Direct Slot PDS
LC-processor Direct Slot PERCH
NuBus
PCI (Peripheral Computer Interconnect) - 5v
PCI 3.3v
CNR (Kommunikation / nätverksökning)
AMR (Audio/Modem Riser)
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-ström
PCIe (peripheral component interconnect express) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

Den första versionen av grundstandarden som fick stor spridning använde både kort och kortplatser med en signalspänning på endast 5 volt. Toppkapacitet - 133 MB/s.

PCI 2.1 - 3.0

De skilde sig från version 2.0 i möjligheten till samtidig drift av flera bussmaster (engelsk busmaster, så kallat konkurrensläge), såväl som utseendet på universella expansionskort som kan fungera både i kortplatser med en spänning på 5 volt, och i kortplatser som använder 3,3 volt (med en frekvens på 33 respektive 66 MHz). Toppkapaciteten för 33 MHz är 133 MB/s och för 66 MHz är den 266 MB/s.

• Version 2.1 - arbeta med kort designade för 3,3 volt, och närvaron av lämpliga kraftledningar var valfria.
• Version 2.2 - expansionskort tillverkade i enlighet med dessa standarder har en universell strömkontaktnyckel och kan fungera i många senare typer av PCI-bussplatser, såväl som, i vissa fall, i version 2.1-platser.
• Version 2.3 - Inkompatibel med PCI-kort designade för att använda 5 volt, trots fortsatt användning av 32-bitars kortplatser med en 5 volt nyckel. Expansionskort har en universell kontakt, men kan inte fungera i 5-voltsplatser i tidigare versioner (upp till 2.1 inklusive).
• Version 3.0 - slutför övergången till 3,3 volts PCI-kort, 5 volts PCI-kort stöds inte längre.

PCI 64

En utökning av den grundläggande PCI-standarden, introducerad i version 2.1, som fördubblar antalet databanor och därmed genomströmningen. PCI 64-kortplatsen är en utökad version av den vanliga PCI-platsen. Formellt är kompatibiliteten för 32-bitarskort med 64-bitarsplatser (förutsatt att det finns en gemensam signalspänning) full, men kompatibiliteten för ett 64-bitarskort med 32-bitarsplatser är begränsad (i alla fall kommer det att finnas förlust av prestanda). Fungerar med en klockfrekvens på 33 MHz. Toppkapacitet - 266 MB/s.

• Version 1 - använder en 64-bitars PCI-plats och en spänning på 5 volt.
• Version 2 - använder en 64-bitars PCI-plats och en spänning på 3,3 volt.

PCI 66

PCI 66 är en 66 MHz utveckling av PCI 64; använder 3,3 volt i kortplatsen; korten har en universal eller 3,3 V formfaktor.Pak genomströmning är 533 MB/s.

PCI 64/66

Kombinationen av PCI 64 och PCI 66 möjliggör fyra gånger dataöverföringshastigheten jämfört med grundläggande standard PCI; använder 64-bitars 3,3V-platser, endast kompatibla med universella, och 3,3V 32-bitars expansionskort. PCI64/66-standardkort har antingen en universell (men med begränsad kompatibilitet med 32-bitars kortplatser) eller en 3,3-volts formfaktor (det senare alternativet är i grunden inkompatibelt med 32-bitars 33-MHz-kortplatser av populära standarder). Toppkapacitet - 533 MB/s.

PCI-X

PCI-X 1.0 är en expansion av PCI64-bussen med tillägg av två nya driftsfrekvenser, 100 och 133 MHz, samt en separat transaktionsmekanism för att förbättra prestandan när flera enheter arbetar samtidigt. Generellt bakåtkompatibel med alla 3,3V och generiska PCI-kort. PCI-X-kort är vanligtvis implementerade i ett 64-bitars 3.3B-format och har begränsad bakåtkompatibilitet med PCI64/66-kortplatser, och vissa PCI-X-kort är i ett universellt format och kan fungera (även om detta nästan inte har något praktiskt värde ) i en vanlig PCI 2.2/2.3. I svåra fall, för att vara helt säker på funktionaliteten av kombinationen av moderkortet och expansionskortet, måste du titta på kompatibilitetslistorna för tillverkarna av båda enheterna.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0 - ytterligare expansion av funktionerna i PCI-X 1.0; frekvenser på 266 och 533 MHz har lagts till, liksom paritetsfelkorrigering under dataöverföring (ECC). Tillåter uppdelning i 4 oberoende 16-bitars bussar, som endast används i inbyggd och industriella system ; Signalspänningen har sänkts till 1,5 V, men kontakterna är bakåtkompatibla med alla kort som använder en signalspänning på 3,3 V. För närvarande, för det icke-professionella segmentet av högpresterande datormarknaden (kraftfulla arbetsstationer och servrar) nybörjarnivå), där PCI-X-bussen används, produceras väldigt få moderkort som stöder bussen. Ett exempel på ett moderkort för detta segment är ASUS P5K WS. I det professionella segmentet används den i RAID-kontroller och SSD-enheter för PCI-E.

Mini PCI

Formfaktor PCI 2.2, avsedd för användning främst i bärbara datorer.

PCI Express

PCI Express, eller PCIe, eller PCI-E (även känd som 3GIO för 3:e generationens I/O; inte att förväxla med PCI-X och PXI) - datorbuss(även om det på fysisk nivå inte är en buss, eftersom det är en punkt-till-punkt-förbindelse), med hjälp av mjukvarumodell PCI-bussar och ett högpresterande fysiskt protokoll baserat på seriell dataöverföring. Utvecklingen av PCI Express-standarden startade av Intel efter att ha övergett InfiniBand-bussen. Officiellt dök den första grundläggande PCI Express-specifikationen upp i juli 2002. Utvecklingen av PCI Express-standarden utförs av PCI Special Interest Group.

Till skillnad från PCI-standarden, som använde en gemensam buss för dataöverföring med flera enheter anslutna parallellt, är PCI Express i allmänhet ett paketnätverk med stjärntopologi. PCI Express-enheter kommunicerar med varandra via ett medium som bildas av switchar, där varje enhet är direkt ansluten via en punkt-till-punkt-anslutning till switchen. Dessutom stöder PCI Express-bussen:

• hot swap-kort;
• garanterad bandbredd (QoS);
• energihushållning;
• övervaka integriteten hos överförda data.

PCI Express-bussen är endast avsedd att användas som en lokal buss. Därför att mjukvarumodell PCI Express ärvs till stor del från PCI, befintliga system och kontroller kan modifieras för att använda PCI Express-bussen genom att endast ersätta fysisk nivå utan ändringar programvara. PCI Express-bussens höga toppprestanda gör att den kan användas istället för AGP-bussar, och ännu mer PCI och PCI-X. De facto ersatte PCI Express dessa bussar i persondatorer.

• MiniCard (Mini PCIe) - ersättning för Mini PCI-formfaktorn. Minikortkontakten har följande bussar: x1 PCIe, 2.0 och SMBus.
  • M.2 är den andra versionen av Mini PCIe, upp till x4 PCIe och SATA.
• ExpressCard - liknande PCMCIA-formfaktor. ExpressCard-kontakten stöder x1 PCIe- och USB 2.0-bussar; ExpressCard-kort stöder hot plugging.
• AdvancedTCA, MicroTCA - formfaktor för modulär telekommunikationsutrustning.
  
• Mobile PCI Express Module (MXM) är en industriell formfaktor skapad för bärbara datorer av NVIDIA. Den används för att ansluta grafikacceleratorer.
• PCI Express-kabelspecifikationer tillåter att längden på en anslutning når tiotals meter, vilket gör det möjligt att skapa en dator vars kringutrustning är placerad på avsevärt avstånd.
  
• StackPC - specifikation för att bygga stapelbar datorsystem. Denna specifikation beskriver expansionsanslutningarna StackPC, FPE och deras relativa positioner.

Trots att standarden tillåter x32 linjer per port är sådana lösningar fysiskt ganska skrymmande och inte tillgängliga.

År släpp	Version PCI Express	Kodning	Fart överföringar	Bandbredd 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 släppte PCI Express 2.0-specifikationen den 15 januari 2007. Viktiga innovationer i PCI Express 2.0:

• Ökad genomströmning: bandbredd på en linje 500 MB/s, eller 5 GT/s ( Gigatransaktioner/s).
• Förbättringar har gjorts av överföringsprotokollet mellan enheter och mjukvarumodellen.
• Dynamisk hastighetskontroll (för att styra kommunikationshastigheten).
• Bandwidth Alert (för att meddela programvara om ändringar i busshastighet och bredd).
• Åtkomstkontrolltjänster - Valfria funktioner för punkt-till-punkt transaktionshantering.
• Utförande timeout kontroll.
• Funktionsnivååterställning är en valfri mekanism för att återställa PCI-funktioner i en PCI-enhet.
• Omdefiniera effektgränsen (för att omdefiniera kortplatseffektgränsen vid anslutning av enheter som förbrukar mer ström).

PCI Express 2.0 är fullt kompatibel med PCI Express 1.1 (gamla kommer att fungera i moderkort med nya kontakter, men bara med en hastighet av 2,5 GT/s, eftersom gamla chipset inte kan stödja dubbla dataöverföringshastigheter; nya videoadaptrar kommer att fungera utan problem i gamla PCI Express 1.x-kontakter).

PCI Express 2.1

När det gäller fysiska egenskaper (hastighet, kontakt) motsvarar det 2.0, i mjukvarudelen har funktioner lagts till som planeras vara fullt implementerade i version 3.0. Eftersom de flesta moderkort säljs med version 2.0 tillåter det inte att du använder 2.1-läge om du bara har ett grafikkort med 2.1.

PCI Express 3.0

I november 2010 godkändes specifikationerna för PCI Express 3.0. Gränssnittet har en dataöverföringshastighet på 8 GT/s ( Gigatransaktioner/s). Men trots detta var dess faktiska genomströmning fortfarande fördubblad jämfört med PCI Express 2.0-standarden. Detta uppnåddes tack vare ett mer aggressivt 128b/130b-kodningsschema, där 128 bitar av data som skickas över bussen kodas i 130 bitar. Samtidigt bibehålls full kompatibilitet med tidigare versioner av PCI Express. PCI Express 1.x- och 2.x-kort kommer att fungera i kortplats 3.0 och omvänt kommer ett PCI Express 3.0-kort att fungera i kortplatser 1.x och 2.x.

PCI Express 4.0

PCI Special Interest Group (PCI SIG) uppgav att PCI Express 4.0 kunde standardiseras före slutet av 2016, men i mitten av 2016, när ett antal chip redan höll på att förberedas för produktion, rapporterade media att standardisering förväntades i början av 2017 . kommer att ha en genomströmning på 16 GT/s, det vill säga den kommer att vara dubbelt så snabb som PCIe 3.0.

Lämna din kommentar!

Inledning Tidigare var masskonsumenten i första hand bara intresserad av två typer av SSD:er: antingen höghastighetspremiummodeller som Samsung 850 PRO, eller prisvärda erbjudanden som Crucial BX100 eller SanDisk Ultra II. Det vill säga segmenteringen av SSD-marknaden var extremt svag, och konkurrensen mellan tillverkare, även om den utvecklades inom områdena prestanda och pris, förblev gapet mellan topp- och bottenlösningar ganska litet. Detta tillstånd berodde delvis på det faktum att SSD-tekniken i sig avsevärt förbättrar användarupplevelsen av att arbeta med en dator, och därför bleknar frågor om specifik implementering i bakgrunden för många. Av samma anledning passade konsument-SSD:er in i den gamla infrastrukturen, som ursprungligen var inriktad på mekanisk hårddiskar. Detta underlättade avsevärt deras implementering, men placerade SSD:er inom ett ganska snävt ramverk, vilket till stor del hämmade både tillväxten av genomströmning och minskningen av latensen för diskundersystemet.

Men fram till en viss tid passade detta tillstånd alla. SSD-tekniken var ny, och användare som migrerade till SSD var nöjda med sina inköp även om de i princip fick produkter som faktiskt inte presterade på sitt bästa, med prestanda som hölls tillbaka av konstgjorda barriärer. Men i dag kan SSD-enheter kanske betraktas som riktigt mainstream. Varje ägare av en persondator med självrespekt, om han inte har minst en SSD i sitt system, är mycket seriös med att köpa en inom en snar framtid. Och under dessa förhållanden tvingas tillverkarna helt enkelt tänka på hur de äntligen ska utveckla fullfjädrad konkurrens: att förstöra alla hinder och gå vidare till att producera bredare produktlinjer som är fundamentalt olika i de egenskaper som erbjuds. Lyckligtvis har all nödvändig grund förberetts för detta, och för det första har de flesta SSD-utvecklare viljan och möjligheten att börja producera produkter som inte fungerar genom det äldre SATA-gränssnittet, utan genom den mycket mer produktiva PCI Express-bussen.

Eftersom SATA-bandbredden är begränsad till 6 Gb/s överstiger den maximala hastigheten för flaggskepps SATA SSD:er inte cirka 500 MB/s. Men moderna flashminnesbaserade enheter kan mycket mer: trots allt, om du tänker efter, har de mer gemensamt med system minneän med mekaniska hårddiskar. När det gäller PCI Express-bussen används den nu aktivt som transportlager vid anslutning av grafikkort och andra extra kontroller som kräver höghastighetsdatautbyte, till exempel Thunderbolt. En enda Gen 2 PCI Express-bana ger 500 MB/s bandbredd, medan en PCI Express 3.0-bana kan nå hastigheter på upp till 985 MB/s. Således kan ett gränssnittskort installerat i en PCIe x4-plats (med fyra banor) utbyta data med hastigheter på upp till 2 GB/s i fallet med PCI Express 2.0 och upp till nästan 4 GB/s vid användning av PCI Express tredje generationen. Dessa är utmärkta indikatorer som är ganska lämpliga för moderna solid-state-enheter.

Av ovanstående följer givetvis att utöver SATA SSD:er bör höghastighetsenheter som använder PCI Express-bussen successivt få stor spridning på marknaden. Och det här händer verkligen. I butik kan du hitta flera modeller av konsument-SSD från ledande tillverkare, gjorda i form av expansionskort eller M.2-kort som använder olika versioner av PCI Express-bussen. Vi bestämde oss för att sätta ihop dem och jämföra dem när det gäller prestanda och andra parametrar.

Testdeltagare

Intel SSD 750 400 GB

På marknaden för solid-state-enheter följer Intel en ganska okonventionell strategi och ägnar inte alltför mycket uppmärksamhet åt utvecklingen av SSD-enheter för konsumentsegmentet, och koncentrerar sig på produkter för servrar. Detta gör dock inte hennes förslag ointressanta, särskilt inte när det kommer till en solid-state-enhet för PCI Express-bussen. I det här fallet beslutade Intel att anpassa sin mest avancerade serverplattform för användning i en högpresterande klient-SSD. Det är precis så Intel SSD 750 400 GB föddes, som inte bara fick imponerande prestandaegenskaper och ett antal tekniker på servernivå som ansvarar för tillförlitlighet, utan också stöd för det nymodiga NVMe-gränssnittet, om vilket några ord bör sägas separat. .

Om vi ​​talar om specifika förbättringar av NVMe, då förtjänar minskningen av omkostnader att nämnas först. Till exempel, för att skicka de vanligaste 4K-blocken i det nya protokollet krävs bara ett kommando istället för två. Och hela uppsättningen av kontrollinstruktioner har förenklats så mycket att deras bearbetning på förarnivå minskar processorbelastningen och de resulterande förseningarna med minst hälften. Den andra viktiga innovationen är stöd för djup pipelining och multitasking, som består i möjligheten att skapa flera förfrågningsköer parallellt istället för den tidigare befintliga enkelkön för 32 kommandon. NVMe-gränssnittsprotokollet kan betjäna upp till 65536 köer, och var och en av dem kan innehålla upp till 65536 kommandon. Faktum är att alla begränsningar helt och hållet elimineras, och detta är mycket viktigt för servermiljöer där diskundersystemet kan vara föremål för ett stort antal samtidiga I/O-operationer.

Men trots att den har arbetat genom NVMe-gränssnittet är Intel SSD 750 fortfarande inte en serverenhet, utan en konsumentenhet. Ja, nästan samma hårdvaruplattform som i denna enhet används i serverklassade SSD:er Intel DC P3500, P3600 och P3700, men Intel SSD 750 använder billigare vanlig MLC NAND, och dessutom modifieras firmwaren. Tillverkaren tror att tack vare sådana förändringar kommer den resulterande produkten att tilltala entusiaster, eftersom den kombinerar hög kraft, i grunden nytt gränssnitt NVMe och inte alltför skrämmande kostnad.

Intel SSD 750 är ett halvhögt PCIe x4-kort som kan använda fyra 3.0-banor och uppnå sekventiella överföringshastigheter på upp till 2,4 GB/s och slumpmässiga driftshastigheter på upp till 440 tusen IOPS. Visserligen har den mest rymliga 1,2 TB-modifieringen den högsta prestandan, men versionen på 400 GB som vi fick för testning är lite långsammare.

Drivenheten är helt täckt med pansar. På framsidan är det en aluminiumradiator, och på baksidan finns en dekorativ metallplatta som faktiskt inte kommer i kontakt med mikrokretsarna. Det bör noteras att användningen av en radiator här är en nödvändighet. Huvudkontrollern på en Intel SSD genererar mycket värme, och under hög belastning kan även en enhet utrustad med sådan kylning värma upp till temperaturer på cirka 50-55 grader. Men tack vare den förinstallerade kylningen finns det ingen antydan till strypning - prestanda förblir konstant även under kontinuerlig och intensiv användning.

Intel SSD 750 är baserad på en serverkontroller Intel-nivå CH29AE41AB0, som arbetar med en frekvens på 400 MHz och har arton (!) kanaler för anslutning av flashminne. När man tänker på att de flesta konsument-SSD-kontroller har antingen åtta eller fyra kanaler, blir det tydligt att Intel SSD 750 faktiskt kan pumpa betydligt mer data över bussen än konventionella SSD-modeller.

När det gäller flashminnet som används så gör inte Intel SSD 750 några innovationer på detta område. Den är baserad på vanlig Intel-tillverkad MLC NAND, producerad med en 20-nm processteknik och med kärnor med en volym på både 64 och 128 Gbit varvade. Det bör noteras att de flesta andra SSD-tillverkare övergav sådant minne för ganska länge sedan och bytte till chips tillverkade efter tunnare standarder. Och Intel har själv börjat konvertera inte bara sina konsumenter utan även serverenheter till 16nm-minne. Men trots allt detta är Intel SSD 750 utrustad med äldre minne, som förmodligen har en högre resurs.

Serverursprunget till Intel SSD 750 kan också spåras i det faktum att den totala mängden flashminne i denna SSD är 480 GiB, varav endast cirka 78 procent är tillgängligt för användaren. Resten allokeras till ersättningsfonden, sophämtning och dataskyddsteknik. Intel SSD 750 implementerar ett RAID 5-liknande schema, traditionellt för flaggskeppsenheter, på MLC NAND-chipnivå, vilket gör att du framgångsrikt kan återställa data även om ett av chipsen helt misslyckas. Dessutom ger Intel SSD fullt skydd data från strömavbrott. Intel SSD 750 har två elektrolytiska kondensatorer och deras kapacitet är tillräcklig för normal avstängning av enheten i offlineläge.

Kingston HyperX Predator 480 GB

Kingston HyperX Predator är en mycket mer traditionell lösning jämfört med Intel SSD 750. För det första fungerar den via AHCI-protokollet, inte NVMe, och för det andra kräver denna SSD den vanligare PCI Express 2.0-bussen för att ansluta till systemet. Allt detta gör Kingston-versionen något långsammare - topphastigheter för sekventiella operationer överstiger inte 1400 MB/s och slumpmässiga - 160 tusen IOPS. Men HyperX Predator ställer inga speciella krav på systemet – det är kompatibelt med alla, inklusive äldre plattformar.

Samtidigt har drevet en inte helt enkel tvåkomponentsdesign. Själva SSD:n är ett kort i formfaktorn M.2, som kompletteras av en PCI Express-adapter som låter dig ansluta M.2-enheter genom vanliga PCIe-platser i full storlek. Adaptern är utformad som ett halvhögt PCIe x4-kort som använder alla fyra PCI Express-banorna. Tack vare denna design säljer Kingston sin HyperX Predator i två versioner: som en PCIe SSD för stationära datorer och som en M.2-enhet för mobila system (i detta fall ingår inte adaptern i leveransen).

Kingston HyperX Predator är baserad på Marvell Altaplus-kontrollern (88SS9293), som å ena sidan stödjer fyra PCI Express 2.0-banor, och å andra sidan har åtta kanaler för anslutning av flashminne. På det här ögonblicket Detta är Marvells snabbaste kommersiellt tillgängliga SSD-kontroller med PCI Express-stöd. Marvell kommer dock snart att få snabbare efterföljare med stöd för NVMe och PCI Express 3.0, vilket Altaplus-chippet inte har.

För hon själv Kingston företag inte producerar vare sig kontroller eller minne, och sätter ihop sina SSD:er från elementbasen köpta från andra tillverkare, det är inget konstigt i det faktum att HyperX Predator PCIe SSD inte bara är baserad på en tredjepartskontroller, utan också på 128-gigabit 19-nm MLC NAND-chips från Toshiba. Sådant minne har ett lågt inköpspris och är nu installerat i många produkter från Kingston (och andra företag), och främst i konsumentmodeller.

Användningen av sådant minne har dock gett upphov till en paradox: trots att Kingston HyperX Predator PCIe SSD enligt sin formella placering är en premiumprodukt, kommer den bara med tre års garanti och det angivna medelvärdet tiden mellan misslyckanden är betydligt mindre än för andra tillverkares flaggskepp SATA SSD:er.

Kingston HyperX Predator tillhandahåller inte heller någon speciell dataskyddsteknik. Men enheten har en relativt stor yta gömd för användarens ögon, vars storlek är 13 procent av enhetens totala kapacitet. Backup-flashminnet som ingår i den används för sophämtning och slitageutjämning, men används främst för att ersätta misslyckade minnesceller.

Det återstår bara att tillägga att HyperX Predator-designen inte ger några särskilda medel för att ta bort värme från styrenheten. Till skillnad från de flesta andra högpresterande lösningar har denna enhet ingen kylfläns. Denna SSD är dock inte alls utsatt för överhettning - dess maximala värmeavledning är bara något högre än 8 W.

OCZ Revodrive 350 480 GB

OCZ Revodrive 350 kan med rätta kallas en av de äldsta konsument-SSD:erna med ett PCI Express-gränssnitt. På den tiden då ingen av de andra tillverkarna ens tänkte på att släppa klient PCIe SSD:er modellutbud OCZ-företaget hade RevoDrive 3 (X2) - prototypen till den moderna Revodrive 350. Men rötterna till OCZ PCIe-disken, som går tillbaka till det förflutna, gör det till ett något konstigt förslag jämfört med nuvarande konkurrenter. Medan de flesta tillverkare av högpresterande PC-enheter använder moderna kontroller med inbyggt stöd för PCI Express-bussen, implementerar Revodrive 350 en mycket intrikat och klart suboptimal arkitektur. Den är baserad på två eller fyra (beroende på volymen) SandForce SF-2200-kontroller, som är sammansatta i en nollnivå RAID-array.

Om vi ​​pratar om OCZ Revodrive 350 480 GB-modellen som deltog i denna testning, så är den faktiskt baserad på fyra SATA SSD-enheter med en kapacitet på 120 GB, som var och en är baserad på sitt eget SF-2282-chip (analog av mycket använd SF-2281). Dessa element kombineras sedan till en enda fyrdelad RAID 0-array. För detta ändamål används dock inte en välbekant RAID-kontroller, utan en proprietär virtualiseringsprocessor (VCA 2.0) OCZ ICT-0262. Det är dock mycket troligt att detta namn döljer ett omdesignat Marvell 88SE9548-chip, som är en fyra-ports SAS/SATA 6 Gb/s RAID-kontroller med ett PCI Express 2.0 x8-gränssnitt. Men även om så är fallet, skrev OCZ-ingenjörer sin egen firmware och drivrutin för denna kontroller.

Det unika med mjukvarukomponenten RevoDrive 350 ligger i det faktum att den implementerar inte riktigt den klassiska RAID 0, utan något liknande den med interaktiv lastbalansering. Istället för att bryta upp dataströmmen i block av fast storlek och sekventiellt överföra dem till olika SF-2282-kontroller, involverar VCA 2.0-teknik analys och flexibel omfördelning av I/O-operationer beroende på den aktuella användningen av flashminneskontroller. Därför ser RevoDrive 350 ut som en monolitisk SSD för användaren. Det är omöjligt att komma in i dess BIOS, och det är omöjligt att upptäcka att en RAID-array är gömd i djupet av denna SSD utan en detaljerad bekantskap med hårdvaran. Dessutom, till skillnad från konventionella RAID-arrayer, stöder RevoDrive 350 alla typiska SSD-funktioner: SMART-övervakning, TRIM och säker radering.

RevoDrive 350 finns i form av kort med PCI Express 2.0 x8-gränssnitt. Trots att alla åtta gränssnittslinjer faktiskt används är de angivna prestandasiffrorna märkbart lägre än deras totala teoretiska genomströmning. Den maximala hastigheten för sekventiella operationer är begränsad till 1800 MB/s, och prestandan för slumpmässiga operationer överstiger inte 140 tusen IOPS.

Det är värt att notera att OCZ RevoDrive 350 är gjord som ett PCI Express x8-kort i full höjd, det vill säga den här enheten är fysiskt större än alla andra SSD:er som deltar i testning, och därför kan den inte installeras i lågprofilsystem. Framsidan av RevoDrive 350-kortet är täckt med ett dekorativt metallhölje, som också fungerar som en kylare för basen RAID-kontrollerchip. SF-2282-kontrollerna är placerade på baksidan av kortet och har ingen kylning.

För att bilda flashminnesarrayen använde OCZ chips från sitt moderbolag, Toshiba. Chips producerade med en 19-nm processteknik och med en kapacitet på 64 Gbit används. Den totala mängden flashminne i RevoDrive 350 480 GB är 512 GB, men 13 % är reserverat för interna behov - slitageutjämning och sophämtning.

Det är värt att notera att arkitekturen hos RevoDrive 350 inte är unik. Det finns flera fler modeller av liknande SSD-enheter på marknaden, som fungerar enligt principen om en "RAID-array av SATA SSD-enheter baserade på SandForce-kontroller." Men alla sådana lösningar, som OCZ PCIe-enheten under övervägande, har en obehaglig nackdel - deras prestanda vid skrivoperationer försämras med tiden. Detta beror på särdragen hos de interna algoritmerna för SandForce-kontroller, vars TRIM-operation inte returnerar skrivhastigheten till den ursprungliga nivån.

Det obestridliga faktum att RevoDrive 350 är ett steg lägre än PCI Express-enheterna i den nya generationen understryks av det faktum att denna enhet bara har tre års garanti, och dess garanterade inspelningsresurs är bara 54 TB - flera gånger mindre än sina konkurrenters. Dessutom, trots att RevoDrive 350 är baserad på samma design som servern Z-Drive 4500, har den inget skydd mot strömstörningar. Allt detta hindrar dock inte OCZ, med sin karakteristiska fräckhet, från att positionera RevoDrive 350 som en premiumlösning på Intel SSD 750-nivå.

Plextor M6e Black Edition 256 GB

Det bör omedelbart noteras att Plextor M6e Black Edition-disken är en direkt efterföljare till den välkända M6e-modellen. Likheten mellan den nya produkten och sin föregångare kan ses i nästan allt, om vi talar om den tekniska snarare än den estetiska komponenten. Den nya SSD:n har även en tvåkomponentsdesign, inklusive själva enheten i M.2 2280-formatet och en adapter som låter dig installera den i valfri vanlig PCIe x4 (eller snabbare) kortplats. Den är också baserad på en åttakanalig Marvell 88SS9183-kontroller, som kommunicerar med omvärlden via två PCI Express 2.0-linjer. Precis som den tidigare modifieringen använder M6e Black Edition Toshiba MLC-flashminne.

Detta betyder att även om M6e Black Edition ser ut som ett halvhögt PCI Express x4-kort när den är monterad, använder denna SSD faktiskt bara två PCI Express 2.0-banor. Därav de inte särskilt imponerande hastigheterna, som bara är något högre än prestandan hos traditionella SATA SSD:er. Den nominella prestandan för sekventiella operationer är begränsad till 770 MB/s, och för godtyckliga operationer - 105 tusen IOPS. Det är värt att notera att Plextor M6e Black Edition använder det äldre AHCI-protokollet, och detta säkerställer dess breda kompatibilitet med olika system.

Trots att Plextor M6e Black Edition, liksom Kingston HyperX Predator, är en kombination av en PCI Express-adapter och en "kärna" i M.2-kortformat är det omöjligt att avgöra detta från framsidan. Hela enheten är gömd under ett figurerat svart aluminiumhölje, i mitten av vilket det finns en röd radiator inbäddad, som ska ta bort värme från styrenheten och minneschips. Designernas beräkning är tydlig: ett liknande färgschema används ofta i olika spelhårdvara, så Plextor M6e Black Edition kommer att se harmonisk ut bredvid många spelmoderkort och grafikkort från de flesta ledande tillverkare.

Flashminnesarrayen i Plextor M6e Black Edition är utrustad med Toshibas andra generationens 19-nm MLC NAND-chip med en kapacitet på 64 Gbit. Reserven som används för ersättningsfonden och drift av interna algoritmer för utjämning av slitage och sophämtning tilldelas 7 procent av den totala volymen. Allt annat är tillgängligt för användaren.

På grund av användningen av en ganska svag Marvell 88SS9183-kontroller med en extern PCI Express 2.0 x2-buss, bör Plextor M6e Black Edition-enheten betraktas som en ganska långsam PCIe SSD. Detta hindrar dock inte tillverkaren från att klassificera denna produkt i den övre prisklassen. Å ena sidan är den fortfarande snabbare än en SATA SSD, och å andra sidan har den goda tillförlitlighetsegenskaper: den har en lång MTBF och täcks av fem års garanti. Men inga speciella teknologier som kan skydda M6e Black Edition från spänningsöverspänningar eller öka dess livslängd är implementerade i den.

Samsung SM951 256 GB

Samsung SM951 är den mest svårfångade enheten i dagens tester. Faktum är att detta från början är en produkt för datormontörer, så den presenteras i detaljhandeln ganska dåligt. Men om du vill är det fortfarande möjligt att köpa den, så vi vägrade inte att överväga SM951. Dessutom, att döma av egenskaperna, är detta en mycket snabbverkande modell. Den är designad för att fungera på PCI Express 3.0 x4-bussen, använder AHCI-protokollet och lovar imponerande hastigheter: upp till 2150 MB/s för sekventiella operationer och upp till 90 tusen IOPS för slumpmässiga operationer. Men viktigast av allt, med allt detta är Samsung SM951 billigare än många andra PCIe SSD:er, så dess sökning efter försäljning kan ha en mycket specifik ekonomisk motivering.

En annan funktion hos Samsung SM951 är att den kommer i M.2-format. Inledningsvis syftar denna lösning till mobila system, så inga adaptrar för PCIe-platser i full storlek ingår i enheten. Detta kan dock knappast anses vara en allvarlig nackdel – de flesta flaggskeppsmoderkort har även M.2-gränssnittsplatser ombord. Dessutom finns de nödvändiga adapterkorten allmänt tillgängliga för försäljning. Samsung SM951 i sig är ett kort i formfaktorn M.2 2280, vars kontakt har en nyckel av M-typ, vilket indikerar behovet av en SSD med fyra PCI Express-linjer.

Samsung SM951 är baserad på en exceptionellt kraftfull Samsung UBX-kontroller, utvecklad av tillverkaren specifikt för SSD-enheter med PCI Express-gränssnitt. Den är baserad på tre kärnor med ARM-arkitektur och, i teorin, kan den arbeta med både AHCI- och NVMe-kommandon. I den aktuella SSD-enheten är endast AHCI-läget aktiverat i styrenheten. Men NVMe-versionen av denna kontrollenhet kan snart ses i en ny konsument-SSD som Samsung ska lansera i höst.

På grund av OEM-fokuset tillhandahålls varken garantiperioden eller den förutsedda hållbarheten för den aktuella enheten. Byggare av system där SM951 kommer att installeras, eller säljare måste deklarera dessa parametrar. Det bör dock noteras att 3D V-NAND, som nu aktivt marknadsförs av Samsung i konsument-SSD som en snabbare och mer pålitlig typ av flashminne, inte används i SM951. Istället använder den konventionell plan Toggle Mode 2.0 MLC NAND, förmodligen producerad med 16nm-teknik (vissa källor föreslår en 19nm-processteknik). Det betyder att SM951 inte bör förväntas ha samma höga uthållighet som flaggskeppet SATA 850 PRO-disken. I den här parametern är SM951 närmare konventionella mellannivåmodeller; dessutom är endast 7 procent av flashminnesarrayen allokerad för redundans i denna SSD. Samsung SM951 har ingen speciell teknik på servernivå för att skydda data från strömavbrott. Med andra ord, tonvikten i denna modell ligger enbart på hastighet, och allt annat är avskuret för att minska kostnaderna.

Ytterligare en punkt är värd att notera. Under hög belastning uppvisar Samsung SM951 ganska allvarlig uppvärmning, vilket i slutändan till och med kan leda till strypning. Därför, i högpresterande system, är det lämpligt att organisera åtminstone luftflödet för SM951, eller ännu bättre, täcka den med en radiator.

Jämförande egenskaper hos testade SSD:er

Kompatibilitetsproblem

Liksom all ny teknik kan solid-state-enheter med ett PCI Express-gränssnitt ännu inte skryta med 100 % problemfri drift med vilken plattform som helst, särskilt äldre. Därför måste du välja en lämplig SSD inte bara baserat på konsumentegenskaper, utan också med tanke på kompatibilitet. Och här är det viktigt att ha två punkter i åtanke.

Först och främst kan olika SSD-enheter använda olika antal PCI Express-banor och olika generationer detta däck är 2.0 eller 3.0. Innan du köper en PCIe-enhet måste du därför se till att systemet där du planerar att installera den har en ledig plats med den erforderliga bandbredden. Självklart är snabbare PCIe SSD-enheter bakåtkompatibla med långsamma platser, men i det här fallet är det inte så meningsfullt att köpa en höghastighets-SDD – den kommer helt enkelt inte att kunna frigöra sin fulla potential.

Plextor M6e Black Edition har den bredaste kompatibiliteten i den här meningen - den kräver bara två PCI Express 2.0-banor, och en sådan ledig plats kommer förmodligen att finnas på nästan vilket moderkort som helst. Kingston HyperX Predator kräver redan fyra PCI Express 2.0-banor: många kort har också sådana PCIe-platser, men vissa billiga plattformar kanske inte har extra platser med fyra eller fler PCI Express-banor. Detta gäller särskilt för moderkort som är byggda på chipset på lägre nivå, vars totala antal linjer kan reduceras till sex. Innan du köper en Kingston HyperX Predator bör du därför kontrollera att systemet har en ledig plats med fyra eller fler PCI Express-banor.

OCZ Revodrive 350 utgör ett svårare problem - den kräver redan åtta PCI Express-banor. Sådana slots implementeras vanligtvis inte av chipseten utan av processorn. Därför är den optimala platsen för att använda en sådan enhet LGA 2011/2011-3-plattformar, där PCI Express-processorstyrenheten har ett överskott av antal körfält, vilket gör att den kan betjäna mer än ett grafikkort. I system med LGA 1155/1150/1151-processorer är OCZ Revodrive 350 endast lämplig om grafiken som är inbyggd i processorn används. Annars, till förmån för solid-state-enheten, måste du ta bort hälften av raderna från GPU:n och byta den till PCI Express x8-läge.

Intel SSD 750 och Samsung SM951 påminner något om OCZ Revodrive 350: de är också att föredra att använda i PCI Express-kortplatser som drivs av processorn. Anledningen här är dock inte antalet körfält - de kräver bara fyra PCI Express-banor, utan genereringen av detta gränssnitt: båda dessa enheter kan använda den ökade bandbredden hos PCI Express 3.0. Det finns dock ett undantag: de senaste Intel-kretsuppsättningarna i 100:e serien, designade för processorer i Skylake-familjen, har fått stöd för PCI Express 3.0, så i de senaste LGA 1151-korten kan de installeras utan samvetsstöt i styrkretsen PCIe-platser, till vilka minst fyra linjer.

Det finns en andra del av kompatibilitetsproblemet. Utöver alla restriktioner förknippade med genomströmningen av olika varianter av PCI Express-slots, finns det också restriktioner förknippade med de protokoll som används. De mest problemfria i denna mening är SSD:er som fungerar via AHCI. På grund av det faktum att de emulerar beteendet hos en vanlig SATA-kontroller, kan de arbeta med alla, även gamla, plattformar: de ses i BIOS på alla moderkort, de kan vara startskivor, och för deras drift i operativsystemet krävs inga ytterligare drivrutiner. Kingston HyperX Predator och Plextor M6e Black Edition är med andra ord två av de mest problemfria PCIe SSD:erna.

Hur är det med det andra paret AHCI-enheter? Situationen med dem är lite mer komplicerad. OCZ Revodrive 350 körs i operativsystemet genom sin egen drivrutin, men trots detta finns det inga problem med att göra denna enhet startbar. Situationen är värre med Samsung SM951. Även om denna SSD kommunicerar med systemet via det äldre AHCI-protokollet, har den inte sin egen BIOS och måste därför initieras Moderkorts BIOS avgifter. Tyvärr stöder inte alla moderkort, särskilt gamla, denna SSD. Därför kan vi bara tala med fullständig tillförsikt om dess kompatibilitet med kort baserade på de senaste Intel-kretsuppsättningarna i 90:e och 100:e serien. I andra fall kanske han helt enkelt inte syns moderkort. Naturligtvis kommer detta inte att hindra dig från att använda Samsung SM951 i ett operativsystem där den enkelt initieras av AHCI-drivrutinen, men i det här fallet måste du glömma möjligheten att starta från en höghastighets-SSD.

Men det största besväret kan orsakas av Intel SSD 750, som fungerar via det nya NVMe-gränssnittet. De drivrutiner som krävs för att stödja SSD-enheter som använder detta protokoll är endast tillgängliga på de senaste operativsystemen. Sålunda, i Linux, dök NVMe-stöd upp i kärnversion 3.1; Den "medfödda" NVMe-drivrutinen är tillgänglig i Microsoft-system, från och med Windows 8.1 och Windows Server 2012 R2; och i OS X lades kompatibilitet med NVMe-enheter till i version 10.10.3. Dessutom stöds inte NVMe SSD av alla moderkort. För att sådana enheter ska kunna användas som startenheter måste moderkortets BIOS också ha rätt drivrutin. Tillverkarna har dock byggt in den nödvändiga funktionaliteten endast i det mesta senaste versionerna firmware släppt för de senaste moderkortsmodellerna. Ladda därför ner support operativ system med NVMe-enheter är endast tillgängliga på de modernaste korten för entusiaster, baserat på kit Intel logik Z97, Z170 och X99. I äldre och billigare plattformar kommer användare att kunna använda NVMe SSD endast som andra enheter i en begränsad uppsättning operativsystem.

Trots att vi försökte beskriva alla möjliga kombinationer av plattformar och PCI Express-enheter, är huvudslutsatsen från ovanstående denna: kompatibiliteten hos PCIe SSD med moderkort är inte en lika självklar fråga som i fallet med SATA SSD. Därför, innan du köper en höghastighets-solid-state-enhet som fungerar via PCI Express, se till att kontrollera dess kompatibilitet med ett specifikt moderkort på tillverkarens webbplats.

Testkonfiguration, verktyg och testmetodik

Testning utförs i operationssalen Microsoft system Windows 8.1 Professional x64 med uppdatering, som korrekt känner igen och servar moderna solid-state-enheter. Detta innebär att under testprocessen, som vid normal vardaglig användning av SSD:n, stöds TRIM-kommandot och används aktivt. Prestandamätningar utförs med drivenheter i ett "använt" tillstånd, vilket uppnås genom att förfylla dem med data. Före varje test rengörs och underhålls frekvensomriktarna med TRIM-kommandot. Det finns en 15-minuters paus mellan individuella tester, avsatt för korrekt utveckling av sophämtningsteknik. Alla tester använder randomiserade, inkomprimerbara data om inget annat anges.

Använda applikationer och tester:

Iometer 1.1.0

Mätning av hastigheten för sekventiell läsning och skrivning av data i block på 256 KB (den mest typiska blockstorleken för sekventiella operationer i skrivbordsuppgifter). Hastigheterna uppskattas inom en minut, varefter medelvärdet beräknas.
Mätning av hastigheten för slumpmässig läsning och skrivning i 4 KB-block (denna blockstorlek används i de allra flesta verkliga operationer). Testet utförs två gånger - utan förfrågningskö och med en förfrågningskö med ett djup på 4 kommandon (typiskt för skrivbordsapplikationer som aktivt arbetar med ett förgrenat filsystem). Datablock är justerade i förhållande till flashminnessidorna på enheterna. Hastighetsbedömningen utförs under tre minuter, varefter medelvärdet beräknas.
Fastställande av beroende av slumpmässiga läs- och skrivhastigheter vid drift av en enhet med 4 KB-block på djupet av förfrågningskön (från ett till 32 kommandon). Datablock är justerade i förhållande till flashminnessidorna på enheterna. Hastighetsbedömningen utförs under tre minuter, varefter medelvärdet beräknas.
Fastställande av beroende av slumpmässiga läs- och skrivhastigheter när enheten arbetar med block av olika storlekar. Block som sträcker sig i storlek från 512 byte till 256 KB används. Djupet för förfrågningskö under testet är 4 kommandon. Datablock är justerade i förhållande till flashminnessidorna på enheterna. Hastighetsbedömningen utförs under tre minuter, varefter medelvärdet beräknas.
Mäta prestanda under blandade flertrådiga arbetsbelastningar och fastställa dess beroende av förhållandet mellan läs- och skrivoperationer. Testet utförs två gånger: för sekventiell läsning och skrivning i 128 KB-block, exekveras i två oberoende trådar, och för slumpmässiga operationer med 4 KB-block, utförda i fyra trådar. I båda fallen varierar förhållandet mellan läs- och skrivoperationer i steg om 20 procent. Hastighetsbedömningen utförs under tre minuter, varefter medelvärdet beräknas.
Studie av SSD-prestandaförsämring vid bearbetning av en kontinuerlig ström av slumpmässiga skrivoperationer. Block på 4 KB och ett ködjup på 32 kommandon används. Datablock är justerade i förhållande till flashminnessidorna på enheterna. Testtiden är två timmar, momentana hastighetsmätningar utförs varje sekund. I slutet av testet kontrolleras dessutom enhetens förmåga att återställa dess prestanda till sina ursprungliga värden på grund av driften av sophämtningsteknik och efter att ha kört TRIM-kommandot.

CrystalDiskMark 5.0.2
Ett syntetiskt test som ger typiska prestandaindikatorer för SSD-enheter mätt på en 1 GB diskyta "på toppen" filsystem. Av hela uppsättningen parametrar som kan bedömas med hjälp av detta verktyg, uppmärksammar vi hastigheten för sekventiell läsning och skrivning, såväl som prestanda för slumpmässig läsning och skrivning av 4 KB-block utan en förfrågningskö och med ett ködjup på 32 kommandon.
PCMark 8 2.0
Ett test baserat på att emulera en verklig diskbelastning, vilket är typiskt för olika populära applikationer. På den enhet som testas skapas en enda partition i filen NTFS-system för hela den tillgängliga kapaciteten, och PCMark 8 kör testet Secondary Storage. Testresultaten tar hänsyn till både den slutliga prestandan och exekveringshastigheten för individuella testspår som genereras av olika applikationer.
Filkopieringstest
Detta test mäter hastigheten för kopiering av filkataloger olika typer, samt hastigheten för arkivering och avarkivering av filer inuti enheten. Använd standarden för kopiering Windows-verktyg– Robocopy-verktyg, vid arkivering och uppackning – 7-zip-arkiveringsversion 9.22 beta. Testerna omfattar tre uppsättningar filer: ISO – en uppsättning som innehåller flera diskavbildningar med programdistributioner; Program – en uppsättning som är ett förinstallerat programvarupaket; Arbete – en uppsättning arbetsfiler, inklusive kontorsdokument, fotografier och illustrationer, pdf-filer och multimediainnehåll. Varje uppsättning har en total filstorlek på 8 GB.

En dator med moderkort används som testplattform ASUS-kort Z97-Pro Core-processor i5-4690K med integrerad grafik Intel core HD-grafik 4600 och 16 GB DDR3-2133 SDRAM. Enheter med ett SATA-gränssnitt ansluts till SATA 6 Gb/s-kontrollern inbyggd i moderkortets chipset och fungerar i AHCI-läge. Enheter med ett PCI Express-gränssnitt installeras i den första fullhastighets PCI Express 3.0 x16-kortplatsen. Drivrutinerna som används är Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.5.2.1000 och Intel Windows NVMe-drivrutin 1.2.0.1002.

Volymen och hastigheten för dataöverföring i benchmarks anges i binära enheter (1 KB = 1024 byte).

Utöver de fem huvudhjältarna i detta test - klient-solid-state-enheter med ett PCI Express-gränssnitt, har vi också lagt till den snabbaste SATA SSD - Samsung 850 PRO.

Som ett resultat tog listan över testade modeller följande form:

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

Prestanda

Sekventiell läsning och skrivning

Den nya generationen solid-state-enheter, överförd till PCI Express-bussen, bör i första hand utmärkas av höga sekventiella läs- och skrivhastigheter. Och det är precis vad vi ser på grafen. Alla PCIe SSD:er visar sig vara mer produktiva än den bästa SATA SSD - Samsung 850 PRO. Men även något så enkelt som sekventiell läsning och skrivning visar enorma skillnader mellan SSD:er från olika tillverkare. Dessutom är versionen av PCI Express-bussen som används inte avgörande. Den bästa prestandan här kan uppnås av PCI Express 3.0 x4-enheten i Samsung SM951, och på andra plats kommer Kingston HyperX Predator, som fungerar via PCI Express 2.0 x4. Den progressiva NVMe-enheten Intel SSD 750 var bara på tredje plats.

Slumpmässiga läsningar

Om vi ​​pratar om slumpmässig läsning, så skiljer sig PCIe SSD-enheter, som framgår av diagrammen, inte särskilt i hastighet från traditionella SATA SSD-enheter. Dessutom gäller detta inte bara för AHCI-enheter, utan också för produkten som fungerar med NVMe-kanalen. Faktiskt bättre än Samsung 850 PRO prestanda Endast tre deltagare i detta test kan demonstrera slumpmässiga läsoperationer på små förfrågningsköer: Samsung SM951, Intel SSD 750 och Kingston HyperX Predator.

Även om djupa frågeköoperationer för personliga datorer inte är typiska, kommer vi ändå att titta på hur prestandan för SSD:n i fråga beror på djupet på förfrågningskön vid läsning av 4-kilobyte block.

Grafen visar tydligt hur lösningar som körs via PCI Express 3.0 x4 kan överträffa alla andra SSD:er. Kurvorna som motsvarar Samsung SM951 och Intel SSD 750 är betydligt högre än graferna för andra enheter. Baserat på diagrammet ovan kan ytterligare en slutsats dras: OCZ RevoDrive 350 är en skamligt långsam solid-state-enhet. I slumpmässiga läsoperationer är den ungefär hälften så bra som en SATA SSD, vilket beror på dess RAID-arkitektur och användningen av föråldrade andra generationens SandForce-kontroller.

Utöver detta föreslår vi att du tittar på hur den slumpmässiga läshastigheten beror på storleken på datablocket:

Här är bilden lite annorlunda. När blockstorleken ökar börjar operationerna likna sekventiella, så inte bara arkitekturen och kraften hos SSD-styrenheten börjar spela en roll, utan även bandbredden på bussen de använder. På stora block bättre prestanda tillhandahålla Samsung SM951, Intel SSD 750 och Kingston HyperX Predator.

Random skriver

Någonstans måste fördelarna med NVMe-gränssnittet med låg latens och den högparallella Intel SSD 750-kontrollern dyka upp. Dessutom möjliggör den stora DRAM-bufferten som finns tillgänglig i denna SSD för mycket effektiv datacachning. Som ett resultat levererar Intel SSD 750 oöverträffade slumpmässiga skrivhastigheter även när förfrågningskön är minimal.

Du kan se tydligare vad som händer med slumpmässig skrivprestanda när förfrågningsködjupet ökar vid nästa schema, som visar beroendet av hastigheten för slumpmässig skrivning i 4-kilobyte block på djupet av förfrågningskön:

Prestanda hos Intel SSD 750 skalas tills ködjupet når 8 kommandon. Detta är typiskt beteende för konsument-SSD. Intels nya produkt är dock annorlunda genom att dess slumpmässiga skrivhastigheter är betydligt högre än alla andra solid-state-enheter, inklusive de snabbaste PCIe-modellerna som Samsung SM951 eller Kingston HyperX Predator. Med andra ord, under enstaka skrivbelastningar erbjuder Intel SSD 750 fundamentalt bättre prestanda än någon annan SSD. Med andra ord, genom att byta till NVMe-gränssnittet kan du förbättra den slumpmässiga skrivhastigheten. Och detta är verkligen en viktig egenskap, men främst för serverenheter. Egentligen är Intel SSD 750 exakt en nära släkting till sådana modeller som Intel DC P3500, P3600 och P3700.

Följande graf visar slumpmässig skrivprestanda som en funktion av datablockstorleken.

När blockstorlekarna ökar förlorar Intel SSD 750 sin ovillkorliga fördel. Samsung SM951 och Kingston HyperX Predator börjar producera ungefär samma prestanda.


I takt med att SSD-enheter blir billigare används de inte längre som rena systemenheter och håller på att bli vanliga arbetsenheter. I sådana situationer får SSD:n inte bara en förfinad belastning i form av skrivning eller läsning, utan även blandade förfrågningar, när läs- och skrivoperationer initieras av olika applikationer och måste bearbetas samtidigt. Full-duplex-drift är dock fortfarande ett betydande problem för moderna SSD-kontroller. När man blandar läsning och skrivning i samma kö, sjunker hastigheten på de flesta konsumentklassade SSD:er märkbart. Detta blev anledningen till att göra en separat studie, där vi kontrollerar hur SSD:er fungerar när det är nödvändigt att bearbeta sekventiella operationer som anländer varvat. Nästa par diagram visar det mest typiska fallet för stationära datorer, där förhållandet mellan läs- och skrivoperationer är 4 till 1.

Med en sekventiell blandad belastning med dominerande läsoperationer, vilket är typiskt för konventionella persondatorer, ger Samsung SM951 och Kingston HyperX Predator den bästa prestandan. En slumpmässig blandad belastning visar sig vara ett svårare test för SSD:er och lämnar Samsung SM951 i täten, men Intel SSD 750 tar sig in på andra plats.Samtidigt kommer Plextor M6e Black Edition, Kingston HyperX Predator och OCZ RevoDrive 350 visar sig generellt vara märkbart sämre än en vanlig SATA SSD.

Nästa par grafer ger en mer detaljerad bild av prestanda under blandade belastningar, och visar SSD-hastighetens beroende av förhållandet mellan läs- och skrivoperationer på den.

Allt som sägs ovan bekräftas väl av ovanstående grafer. Med en blandad belastning med sekventiella operationer visas den bästa prestandan av Samsung SM951, som känns som en fisk i vattnet när man arbetar med seriella data. För godtyckliga blandade operationer är situationen något annorlunda. Båda Samsung-enheterna, SM951 som körs via PCI Express 3.0 x4, och den vanliga SATA 850 PRO, ger mycket bra resultat i det här testet och överträffar nästan alla andra SSD:er. I vissa fall kan bara Intel SSD 750 motstå dem, vilket tack vare NVMe-kommandosystemet är perfekt optimerat för att arbeta med slumpmässiga skrivningar. Och när andelen rekord i det blandade transaktionsflödet ökar till 80 procent eller högre, hoppar det framåt.

Resultat i CrystalDiskMark

CrystalDiskMark är en populär och enkel benchmark-applikation som körs ovanpå filsystemet och ger resultat som är lätta att repetera av vanliga användare. De resultatindikatorer som erhålls i den bör komplettera de detaljerade graferna vi byggt baserat på tester i IOMeter.

De fyra diagrammen som visas är endast av teoretiskt värde och visar toppprestanda som inte kan uppnås i typiska klientarbetsbelastningar. Det finns aldrig ett förfrågningsködjup på 32 kommandon i persondatorer, men i speciella tester låter det dig få maximala prestandaindikatorer. Och i det här fallet ges den ledande prestandan med stor marginal av Intel SSD 750, som har en arkitektur som är ärvd från serverenheter, där ett stort förfrågningsködjup är ganska normalt.

Men dessa fyra diagram är av praktiskt intresse - de visar prestanda under belastning, vilket är typiskt för persondatorer. Och här den bästa prestandan ges av Samsung SM951, som släpar efter Intel SSD 750 endast med slumpmässiga 4 KB-skrivningar.

PCMark 8 2.0, riktiga användningsfall

Testpaketet Futuremark PCMark 8 2.0 är intressant eftersom det inte är av syntetisk natur, utan tvärtom är baserat på hur verkliga applikationer fungerar. Under dess passage reproduceras verkliga scenarier-spår av användning av disken i vanliga skrivbordsuppgifter, och hastigheten på deras exekvering mäts. Den aktuella versionen av detta test simulerar arbetsbelastningar som är hämtade från verkliga spelapplikationer av Battlefield 3 och World of Warcraft och mjukvarupaket från Abobe och Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint och Word. Slutresultatet beräknas i form av den genomsnittliga hastighet som körningarna visar när de passerar provvägar.

PCMark 8 2.0-testet, som utvärderar prestandan hos lagringssystem i verkliga applikationer, visar tydligt att det bara finns två PCIe-enheter, vars hastighet är fundamentalt högre än för konventionella modeller med SATA-gränssnitt. Dessa är Samsung SM951 och Intel SSD 750, som vinner i många andra tester. Andra PCIe SSD:er, till exempel Plextor M6e Black Edition och Kingston HyperX Predator, släpar efter de ledande med mer än en och en halv gång. Tja, OCZ ReveDrive 350 visar uppriktigt sagt dålig prestanda. Den är mer än dubbelt så långsam som de bästa PCIe SSD:erna och är till och med långsammare än Samsung 850 PRO, som fungerar via ett SATA-gränssnitt.

Det integrerade resultatet av PCMark 8 måste kompletteras med prestandaindikatorer som produceras av flash-enheter när man klarar individuella testspår som simulerar olika verkliga belastningsalternativ. Faktum är att under olika belastningar beter sig flash-enheter ofta något annorlunda.

Oavsett vilken applikation vi pratar om, i alla fall tillhandahålls den högsta prestandan av en av SSD:erna med ett PCI Express 3.0 x4-gränssnitt: antingen Samsung SM951 eller Intel SSD 750. Intressant nog ger andra PCIe SSD:er i vissa fall i allmänhet bara hastigheter på nivån för SATA SSD:er. Faktum är att fördelen med samma Kingston HyperX Predator och Plextor M6e Black Edition jämfört med Samsung 850 PRO kan bara ses i Adobe Photoshop, Battlefield 3 och Microsoft Word.

Kopiera filer

Med tanke på att solid-state-enheter introduceras i persondatorer mer och mer allmänt, beslutade vi att lägga till vår metodik ett mått på prestanda under vanliga filoperationer - när du kopierar och arbetar med arkiverare - som utförs "inuti" enheten . Detta är en typisk diskaktivitet som inträffar när SSD:n inte fungerar som en systemenhet, utan som en vanlig disk.

I kopieringstesterna är ledarna fortfarande desamma Samsung SM951 och Intel SSD 750. Men om vi pratar om stora sekventiella filer, så kan Kingston HyperX Predator konkurrera med dem. Jag måste säga att med enkel kopiering visar sig nästan alla PCIe SSD: er vara snabbare än Samsung 850 PRO. Det finns bara ett undantag – Plextor M6e Black Edition. Och OCZ RevoDrive 350, som i andra tester konsekvent befunnit sig i positionen som en hopplös outsider, överträffar oväntat inte bara SATA SSD, utan också den långsammaste PCIe SSD.

Den andra gruppen av tester genomfördes vid arkivering och avarkivering av en katalog med arbetsfiler. Den grundläggande skillnaden i det här fallet är att hälften av operationerna utförs med separata filer och den andra hälften med en stor arkivfil.

Situationen är liknande när man arbetar med arkiv. Den enda skillnaden är att här lyckas Samsung SM951 självsäkert bryta sig loss från alla sina konkurrenter.

Hur TRIM och bakgrundssopsamling fungerar

När vi testar olika SSD:er kontrollerar vi alltid hur de hanterar TRIM-kommandot och om de klarar av att samla skräp och återställa sin prestanda utan stöd från operativsystemet, det vill säga i en situation där TRIM-kommandot inte ges. Sådana tester genomfördes även denna gång. Utformningen av detta test är standard: efter att ha skapat en långvarig kontinuerlig belastning på skrivdata, vilket leder till försämring av skrivhastigheten, inaktiverar vi TRIM-stödet och väntar 15 minuter, under vilken SSD:n kan försöka återhämta sig på egen hand med sin egen sophämtning algoritm, men utan extern hjälp operativsystem, och mäta hastigheten. Sedan tvingas TRIM-kommandot på drevet - och efter en kort paus mäts hastigheten igen.

Resultaten av denna testning visas i följande tabell, som visar för varje testad modell huruvida den svarar på TRIM genom att rensa oanvänt flashminne och om den kan skaffa rena flashminnessidor för framtida operationer om ett TRIM-kommando inte ges till den. För enheter som kunde utföra sophämtning utan TRIM-kommandot, angav vi också mängden flashminne som frigjordes oberoende av SSD-styrenheten för framtida operationer. Om enheten används i en miljö utan TRIM-stöd är detta exakt den mängd data som kan sparas till enheten med hög initial hastighet efter inaktivitet.

Trots att högkvalitativt stöd för TRIM-kommandot har blivit en industristandard, anser vissa tillverkare att det är acceptabelt att sälja enheter som inte implementerar detta kommando fullt ut. Ett sådant negativt exempel demonstreras av OCZ Revodrive 350. Formellt förstår den TRIM, och försöker till och med göra något när den tar emot detta kommando, men det är inget tal om en fullständig återgång av skrivhastigheten till dess ursprungliga värden. Och det är inget konstigt med detta: Revodrive 350 är baserad på SandForce-kontroller, som utmärks av sin oåterkalleliga prestandaförsämring. Följaktligen finns den också i Revodrive 350.

Alla andra PCIe SSD-enheter fungerar med TRIM precis som deras SATA-motsvarigheter. Det vill säga, idealiskt: i operativsystem som utfärdar detta kommando till enheter, förblir prestandan på en konsekvent hög nivå.

Men vi vill ha mer - en högkvalitativ enhet ska kunna utföra sophämtning utan att utfärda TRIM-kommandot. Och här sticker Plextor M6e Black Edition ut – en enhet som oberoende kan frigöra betydligt mer flashminne för kommande operationer än sina konkurrenter. Även om, naturligtvis, i en eller annan grad fungerar autonom sophämtning för alla SSD:er vi testade, med undantag för Samsung SM951. Med andra ord, vid normal användning i moderna miljöer Prestandan hos Samsung SM951 kommer inte att försämras, men i de fall där TRIM inte stöds rekommenderas det inte att använda denna SSD.

Slutsatser

Vi bör nog börja sammanfatta resultaten med att konstatera att konsument-SSD:er med PCI Express-gränssnittet inte längre är exotiska eller några experimentella produkter, utan ett helt marknadssegment där de snabbast presterande solid-state-diskarna för entusiaster spelar. Naturligtvis betyder det också att det inte har varit några problem med PCIe SSD:er på länge: de stöder alla funktioner som SATA SSD:er har, men samtidigt är de mer produktiva och har ibland en del nya intressanta teknologier.

Samtidigt är klientens PCIe SSD-marknad inte så trångt, och hittills har bara företag med hög ingenjörspotential kunnat gå in i kohorten av tillverkare av sådana solid-state-enheter. Detta beror på det faktum att oberoende utvecklare av massproducerade SSD-kontroller ännu inte har designlösningar som gör att de kan börja producera PCIe-enheter med minimal ingenjörskonst. Därför är var och en av PCIe SSD:erna som för närvarande presenteras på butikshyllorna original och unik på sitt eget sätt.

I det här testet kunde vi sammanföra de fem mest populära och vanligaste PCIe SSD:erna, som syftar till drift som en del av persondatorer. Och baserat på resultaten av att lära känna dem, blir det tydligt att köpare som vill byta till att använda solid-state-enheter med ett progressivt gränssnitt inte kommer att möta några allvarliga val av val ännu. I de flesta fall kommer valet att vara tydligt, de testade modellerna skiljer sig så mycket åt i sina konsumentkvaliteter.

Sammantaget visade sig den mest attraktiva PCIe SSD-modellen vara Samsung SM951. Detta är en briljant lösning från en av marknadsledarna, som fungerar över PCI Express 3.0 x4-bussen, som inte bara visar sig kunna ge högsta prestanda i typiska vanliga arbetsbelastningar, utan också är betydligt billigare än alla andra PCIe-enheter.

Samsung SM951 är dock fortfarande inte perfekt. För det första innehåller den inga speciella teknologier som syftar till att öka tillförlitligheten, men i produkter på premiumnivå skulle man ändå vilja ha dem. För det andra är denna SSD ganska svår att hitta för försäljning i Ryssland - den levereras inte till vårt land via officiella kanaler. Lyckligtvis kan vi föreslå att uppmärksamma ett bra alternativ - Intel SSD 750. Denna SSD körs också via PCI Express 3.0 x4, och ligger bara något efter Samsung SM951. Men det är en direkt släkting till servermodeller, och har därför hög tillförlitlighet och fungerar med NVMe-protokollet, vilket gör att den kan demonstrera oöverträffad hastighet i slumpmässiga skrivoperationer.

I princip, jämfört med Samsung SM951 och Intel SSD 750, ser andra SSD:er med PCIe-gränssnitt ganska svaga ut. Det finns dock fortfarande situationer då de måste föredra någon annan PCIe SSD-modell. Faktum är att avancerade Samsung- och Intel-enheter endast är kompatibla med moderna moderkort byggda på Intel-kretsuppsättningar av den nittionde eller hundrade serien. I äldre system kan de bara fungera som en "andra disk", och att ladda operativsystemet från dem kommer att vara omöjligt. Därför är varken Samsung SM951 eller Intel SSD 750 lämpliga för att uppgradera plattformar från tidigare generationer, och valet måste ligga på enheten Kingston HyperX Predator, som å ena sidan kan ge bra prestanda, och å andra sidan garanterat inte har några kompatibilitetsproblem med äldre plattformar.

Jag har fått den här frågan mer än en gång, så nu ska jag försöka svara på den så tydligt och kort som möjligt. För att göra detta kommer jag att tillhandahålla bilder på PCI Express och PCI expansionsplatser på moderkortet för en tydligare förståelse och, naturligtvis kommer jag att ange de viktigaste skillnaderna i egenskaperna, dvs. mycket snart kommer du att få reda på vad dessa gränssnitt är och hur de ser ut.

Så, först, låt oss kort besvara frågan, vad exakt är PCI Express och PCI?

Vad är PCI Express och PCI?

PCIär en parallell in-/utgångsbuss för datorer för anslutning av kringutrustning till datorns moderkort. PCI används för att ansluta: grafikkort, ljudkort, nätverkskort, TV-tuners och andra enheter. PCI-gränssnittet är föråldrat, så du kommer förmodligen inte att kunna hitta till exempel ett modernt grafikkort som ansluts via PCI.

PCI Express(PCIe eller PCI-E) är en dator seriebuss I/O för anslutning av kringutrustning till datorns moderkort. De där. i detta fall dubbelriktad seriell anslutning, som kan ha flera linjer (x1, x2, x4, x8, x12, x16 och x32) ju fler sådana linjer, desto högre genomströmning av PCI-E-bussen. PCI Express-gränssnittet används för att ansluta enheter som grafikkort, ljudkort, nätverkskort, SSD-enheter och andra.

Det finns flera versioner av PCI-E-gränssnittet: 1,0, 2,0 och 3,0 (version 4.0 kommer att släppas snart). Detta gränssnitt är vanligtvis betecknat till exempel så här PCI-E 3.0 x16, vilket betyder PCI Express 3.0-version med 16 banor.

Om vi ​​pratar om till exempel ett grafikkort som har ett PCI-E 3.0-gränssnitt kommer att fungera på ett moderkort som bara stöder PCI-E 2.0 eller 1.0 så säger utvecklarna att allt kommer att fungera, tänk bara såklart på att bandbredden kommer att begränsas av moderkortets möjligheter. Därför, i det här fallet, betala för mycket för ett grafikkort med mer ny version PCI Express tycker jag inte är värt det ( om så bara för framtiden, d.v.s. Planerar du att köpa ett nytt moderkort med PCI-E 3.0?). Dessutom, och vice versa, låt oss säga att du har moderkort stöder version PCI Express 3.0, och grafikkortsversionen, säg, 1.0, så borde denna konfiguration också fungera, men bara med PCI-E 1.0-funktioner, dvs. Det finns ingen begränsning här, eftersom grafikkortet i det här fallet kommer att fungera på gränsen för dess kapacitet.

Skillnader mellan PCI Express och PCI

Den största skillnaden i egenskaper är förstås genomströmningen, för PCI Express är den mycket högre, till exempel har PCI vid 66 MHz en genomströmning på 266 MB/sek och PCI-E 3.0 (x16) 32 Gb/s.

Externt är gränssnitten också olika, så att ansluta till exempel ett PCI Express grafikkort till en PCI expansionsplats fungerar inte. PCI Express-gränssnitt med olika antal körfält är också olika, jag ska nu visa allt detta i bilder.

PCI Express och PCI expansionsplatser på moderkort

PCI- och AGP-platser

PCI-E x1, PCI-E x16 och PCI-platser