5款高速SSD卡横向评测

2015-11-12 12:01
CHIP新电脑 2015年11期
关键词:存储模块芯片组插槽

新一代闪存存储介质比目前使用的SATA接口固态硬盘(SSD)更好,它们使用PCI Express(PCI-E)接口,可以实现更快的速度。

由于SATA接口的速度无法充分发挥SSD的性能,因而,虽然SSD的真实速度早已不会拖累电脑的性能,但硬盘却仍然被视为影响电脑速度的瓶颈所在。新一代闪存存储介质彻底地解决了这一问题,通过新的接口,它可以彻底释放闪存存储介质的潜力,可以提供更快的速度,最快的传输速度甚至是目前最新SATA接口SSD的3~5倍。

SATA接口SSD使用速度缓慢的SATA协议连接系统,因而,固态硬盘的速度受到SATA速度的制约。理论上,SATA的速度被限制在600MB/s,然而,实际使用过程中,SATA的数据传输速率只可以达到500MB/s~550MB/s左右。为此,新的固态硬盘选择通过PCI-E来传输数据,其最快的传输速度取决于它们连接到CPU或芯片组的通道(lane)数量。目前,用于服务器的PCI-E SSD最多使用通道数量达8个,而家用电脑使用的PCI-E固态硬盘一般使用4个通道,所以家用电脑使用的PCI-E 3.0 x4固态硬盘理论上极限速度可以达到4GB/s。

毫无疑问,新一代SSD可以有效地提高电脑的性能,这对于所有电脑爱好者都具有极大的吸引力,为此,我们进行了一个测试,以了解这些新一代SSD的真实性能。下面,我们将详细介绍测试的结果,并列出相关的数据。

释放闪存潜力

不同于SATA SSD,PCI-E SSD有多种不同的外形设计和连接类型,这意味着购买时我们需要更谨慎地进行选择。PCI-E SSD通常采用插入式的适配卡或者M.2存储模块的形式,我们此次测试的冠军,英特尔750是一个PCI-E卡,而三星的SM951和XP941则是M.2存储模块。PCI-E卡可以在台式电脑上使用,兼容于M.2存储模块的插槽则只有在配备英特尔最新的9系列芯片组的主板上才能够找到。不过,M.2存储模块也可以通过PCI-E转接卡进行安装。金士顿和浦科特的产品都是M.2存储模块,但是,它们同时配备了PCI-E转接卡,可以提供更灵活的安装方式。不过,这些安装方式并不是唯一的选择,大家需要结合自己电脑的具体情况考虑,例如,部分昂贵的游戏电脑主板提供有M.2插槽,M.2存储模块可以直接安装而无需PCI-E转接卡。

PCI-E SSD的速度取决于两个因素:首先是PCI-E的通道数量,其次,是PCI-E的版本。PCI-E 2.0每通道最高速度为500MB/s,而PCI-E 3.0每通道的速率可以提升到1GB/s,但是,由于传输的过程中将有其他额外的开销,这些理论上的数值永远无法在实际使用过程中实现的。我们通过ASSSD和Diskbench测试PCI-E固态硬盘的实际速度,其中连续读写测试显示出了PCI-E SSD的最大读取速度:速度最慢的是浦科特M6E,它通过PCI-E 2.0 x2通道传输数据,最大读取速度约为700MB/s。而同样是PCI-E 2.0,通过4个通道传输数据的金斯顿的产品和三星XP941,速度高达1400MB/s,表现更为出色。而三星的SM951和英特尔750则采用的是4个PCI-E 3.0通道,它们的速度没有一个能够达到理论上的极限速度4GB/s,但它们的速度已经接近或超过2GB/s,令人咋舌。

一个高速接口

三星SM951和英特尔750的传输速率差别不大,但是,在每秒读写I/O操作次数(Input/Output Operations Per Second,IOPS)方面英特尔的产品有明显的优势。这是由于英特尔750采用的是新一代的NVMe(NVM Express)存储接口,而此次测试的其他产品仍然采用AHCI(Advanced Host Controller Interface,高级主机控制器接口),这是一个主要用于机械硬盘的落后标准,使用该接口的硬盘驱动器控制器不能直接发送数据给CPU,数据必须经由主机总线适配器(AHCI HBA)中的芯片组进行迂回,这对于IOPS有很大的负面影响。而得益于新的主机接口,英特尔设备的存取时间明显占优,而且,固态硬盘的持续使用时间越长,优势越明显。

除了在IOPS相关的部分占有优势之外,相对于使用AHCI接口的设备,此次测试的各项实际测试中英特尔的设备同样保持领先,但是,差异不再有那么大。其原因是:对于AHCI来说,它最多只可以使用32个指令队列来执行输入、输出的操作,一般来说,这种级别的工作强度可以让CPU的至少一个核心保持高负载状态。并且这项工作无法在进行的过程中动态地分配到其他空闲核心,在一定程度上限制多核CPU与闪存芯片性能的发挥。而NVMe增加了队列的数目和每个队列的命令数量到65536个,并引入了两种不同类型的队列,能够确保多核CPU可以满负荷运行。这对于服务器来说意义重大,但是,个人电脑不同于服务器,持续的数据操作相对比较少。这一技术限制,变相地将AHCI限制在主流消费领域,并把存储性能差异转变为对CPU性能的考察。

使用高速SSD作为启动盘

如果想用像英特尔750这样的NVMe SSD作为引导驱动器,那么我们需要一块配备英特尔9系列芯片组的主板以及最新的固件,在英特尔的技术支持页面,列出了支持的主板。而对于使用AHCI接口的三星固态硬盘,我们需要查找XP941和SM951的兼容性列表,找到一个能够将它们检测为一个驱动器的主板。通常,带有Z97和X99标签的主板能够支持三星固态硬盘,也能够支持英特尔750。而金士顿和浦科特的产品使用起来比较简单,它们甚至可以在旧的主板上用作引导驱动器,需要的只是一个空闲的PCI-E插槽。

特别值得一提的是金士顿的PCI-E本身拥有不错的速度,使用起来也简单方便,安装过程中基本上不会出现什么问题。而对于准备使用PCI-E SSD组装一台高性能电脑的用户,应考虑选择新一代采用英特尔100系列芯片组的主板。它是专门为PCI-E SSD提供支持并有可能提供两个4通道PCI-E 3.0 的M.2插槽,也支持使用NVMe 接口的固态硬盘作为引导驱动器。

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