PCI sąsaja kompiuteryje: tipai ir paskirtis. Nuotrauka

Šiuo metu sudėtingos elektronikos srityje vyksta aktyvus ir spartus naujų technologijų diegimas, dėl to kai kurie sistemos komponentai gali pasenti ir būti nebeatnaujinami ir pan.

Atsižvelgiant į tai, prie jų reikia prijungti įvairius priedus ir, kuriems dažnai reikalingi tam tikri adapteriai.

Šiame straipsnyje apžvelgsime pci-e pci adapterį, kaip jis veikia ir kokias funkcijas jis turi.

Apibrėžimas

Kas yra šis įrenginys ir kam jis skirtas? Griežtai kalbant, tai įvesties ir išvesties magistralė, jungiama prie asmeninio kompiuterio.

Prie šios magistralės, tai yra, prie adapterio, galite prijungti tam tikrą (skirtingą, priklausomai nuo konfigūracijos) skaičių išorinių periferinių įrenginių.

Nuoseklioji jungtis sujungia šiuos periferinius įrenginius su kompiuteriu.

Pagrindinė tokio įrenginio savybė yra jo pralaidumas.

Būtent ji apibūdina (bendruoju atveju) darbo kokybę, jo greitį ir kompiuterio bei tokiu būdu sujungtų elementų greitį.

Pralaidumo charakteristika išreiškiama prijungimo linijų skaičiumi (nuo 1 iki 32).

Priklausomai nuo šios pagrindinės charakteristikos, šio įrenginio kaina taip pat gali labai skirtis. Tai yra, kuo geresnė ši charakteristika (rodiklis didesnis), tuo didesnė tokio įrenginio kaina. Be to, daug kas priklauso nuo gamintojo statuso, įrangos patikimumo ir ilgaamžiškumo. Vidutiniškai kaina prasideda nuo 250–500 rublių (Azijos gaminiams su mažu pralaidumu), iki 2000 rublių (Europos ir Japonijos įrenginiams su dideliu pralaidumu).

Specifikacijos

Techniniu požiūriu toks įrenginys turi tris komponentus:

Virš jo buvo parašyta apie išskirtinę įrenginio pralaidumo svarbą normaliam jo veikimui.

Kas yra pralaidumas? Norėdami atsakyti į šį klausimą, turite suprasti tokio adapterio veikimo principą.

Jis gali vienu metu prijungti dvikryptį (iš kortelės į periferinį įrenginį ir iš periferijos į kortelę) įrangą.

Šiuo atveju duomenų perdavimas gali vykti tiek per vieną, tiek per kelias linijas.

Kuo daugiau tokių linijų, tuo įrenginys veikia stabiliau, tuo didesnis jo pralaidumas ir greitesnė periferinė įranga.

Svarbu! Priklausomai nuo linijų skaičiaus, įrenginys gali turėti skirtingas konfigūracijas: x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32. Paveikslas tiesiogiai rodo juostų, skirtų dvipusiam vienalaikiam informacijos perdavimui, skaičių. Kiekviena iš šių juostelių susideda iš dviejų porų laidų (perdavimui dviem kryptimis).

Kaip matyti iš aprašymo, ši konfigūracija daro didelę įtaką įrenginio kainai.

Tačiau kokią praktinę reikšmę tai turi, ar tikrai prasminga perkant įrenginį išleisti papildomai?

Tai tiesiogiai priklauso nuo to, kiek planuojate prijungti prie pagrindinės plokštės – kuo jų daugiau, tuo daugiau pralaidumo įrenginiui reikia, kad kompiuteris būtų stabilus.

Šifravimas

Su tokia informacijos perdavimo sistema naudojama konkreti sistema, apsauganti ją nuo iškraipymo ir praradimo.

Šis apsaugos būdas žymimas 8V/10V.

Esmė ta, kad norint perduoti 8 bitus reikalingos informacijos, saugumui ir apsaugai nuo iškraipymo įgyvendinti turi būti naudojami papildomi 2 paslaugų bitai.

Naudojant tokį adapterį, 20% serviso informacijos nuolat perduodama į kompiuterį, kuris nekelia jokios apkrovos ir yra nereikalingas vartotojui. Tačiau būtent ji, nors ir apkrauna (vis dėlto labai nežymiai), užtikrina magistralės ir periferinių įrenginių stabilumą.

Istorija

2000-ųjų pradžioje buvo aktyviai naudojamas AGP išplėtimo lizdas, būtent su jo pagalba.

Tačiau tam tikru momentu buvo pasiektas maksimalus techniškai įmanomas jo veikimas ir atsirado būtinybė sukurti naujo tipo adapterį.

Ir netrukus pasirodė PCI-E - tai buvo 2002 m.

Iš karto atsirado poreikis adapteriui, kuris leistų įdiegti naujus grafinius sprendimus pasenusiame išplėtimo lizde arba atvirkščiai.

Todėl 2002 m. daugelis kūrėjų ir gamintojų pradėjo rimtai kurti tokį adapterį.

Tuo metu įrenginys pasižymėjo viena svarbia savybe – galimybe atnaujinti asmeninį kompiuterį išleidžiant jam minimalias sumas, nes vietoj pagrindinės plokštės keitimo užteko palyginti nebrangaus adapterio.

Tačiau kūrimas nebuvo sėkmingas, nes tuo metu jie kainavo beveik tiek pat, kiek ir pirmieji adapteriai, todėl atsirado būtinybė sukurti paprastesnę adapterio konfigūraciją.

Įdomu tai, kad gamintojai taip pat nuolat didino tokių įrenginių pralaidumą. Jei pirmosiose konfigūracijose jis buvo ne didesnis kaip 8 Gb / s, tada antroje - jau 16 Gb / s, o trečioje - 64 Gb / s. Tai atitiko didėjančių apkrovų, kylančių modernizuojant periferinius įrenginius, reikalavimus.

Tuo pačiu metu lizdai su skirtingu perdavimo greičiu yra suderinami su bet kokiais mažesnio „greičio“ lygio įrenginiais.

Tai yra, jei prie trečios kartos lizdo prijungiate antros ar pirmos kartos grafinę platformą, lizdas automatiškai persijungs į kitą greičio režimą, atitinkantį prijungtą įrenginį.

PCI ir PCI-E skirtumai

Kokie konkretūs šių dviejų konfigūracijų skirtumai?

Savo techninėmis ir eksploatacinėmis savybėmis PCI yra panašus į AGP, o PCI-E yra iš esmės nauja plėtra.

Tuo tarpu PCI užtikrina lygiagretų informacijos perdavimą, o PCI-E – nuoseklųjį perdavimą, dėl kurio pasiekiamas žymiai didesnis informacijos perdavimo greitis ir našumas net naudojant adapterį.

Kodėl to reikia?

Kam reikalingas toks adapteris ir kam jis gali būti naudojamas, ar galima apsieiti be jo?

Reikia suprasti, kad dauguma vartotojų apsieina be šios įrangos, nes jos nereikia net senuose kompiuteriuose, kurie labai susidėvi.

Tai papildoma įranga, kuri kai kuriais atvejais pagerins jūsų kompiuterio funkcionalumą, tačiau be kurios paprastas vartotojas gali apsieiti.

Tiesą sakant, tokio adapterio naudojimas suteikia tik vieną pagrindinį pranašumą – galimybę prie atminties kortelės prijungti tam tikrą skaičių išorinių įrenginių, tuo tarpu tiek daug jų tiesiogiai prijungti neįmanoma. Pavyzdžiui, tokiu būdu galite prijungti atskirą vaizdo įrašą arba papildomai prie pagrindinio.

Be to, gana patogi funkcija gali būti tuo pačiu metu greitas visų išorinių įrenginių išjungimas, jei reikia.

Pavyzdžiui, sumažėjus kompiuterio našumui ar dėl kitų priežasčių. Tokiu atveju vartotojui nereikia programiškai išjungti komponentų ilgą laiką.

Trūkumai ir galimos problemos

Yra keletas reikšmingų šių įrenginių trūkumų ir problemų, kurias jie gali sukelti eksploatacijos metu.

Dažniausiai kyla šie sunkumai:

• Prietaisas gana didelis, nes ne visada telpa į miniatiūrinius;
• Antrasis taškas automatiškai seka iš pirmojo punkto – adapteris nėra skirtas dirbti su nešiojamaisiais kompiuteriais;
• Stabilus daugelio įrenginių veikimas įmanomas tik kartu su žemo profilio kortelėmis;
• Visada yra gedimo, programinės įrangos ar techninio (nežymaus) įrenginio nesuderinamumo su jūsų kompiuterio pagrindine plokšte galimybė (viską apsunkina tai, kad dauguma šių įrenginių yra paskelbti universaliais, nors iš tikrųjų jie veikia mažiau stabiliai su daugeliu nei su kitais);
• Kai kurie kompiuterio RAM kiekiai yra nuolat užimti dėl.

Jei reikia prisijungti prie pagrindinės plokštės papildomų įrenginių, tada prasminga išbandyti šį metodą. Tačiau reikia atsiminti, kad normalus stabilus veikimas įmanomas tik naudojant kokybišką ir produktyvią pagrindinę plokštę ir periferinį įrenginį.

Anksčiau pagrindinius vartotojus daugiausia domino dviejų tipų SSD: didelės spartos aukščiausios kokybės modeliai, tokie kaip Samsung 850 PRO, arba geros kokybės pasiūlymai, tokie kaip „Crucial BX100“ arba „SanDisk Ultra II“. Tai yra, SSD rinkos segmentacija buvo itin silpna ir nors konkurencija tarp gamintojų atsiskleidė našumo ir kainos srityse, atotrūkis tarp aukščiausios klasės ir žemiausios klasės sprendimų išliko gana mažas. Tokią padėtį iš dalies lėmė tai, kad pati SSD technologija žymiai pagerina vartotojo patirtį dirbant kompiuteriu, todėl diegimo problemos daugeliui nunyja į antrą planą. Dėl tos pačios priežasties vartotojų SSD diskai buvo įtraukti į senąją infrastruktūrą, kuri iš pradžių buvo skirta mechaniniams standžiiesiems diskams. Tai labai palengvino jų įgyvendinimą, tačiau SSD buvo sudarytas gana siauroje sistemoje, o tai daugeliu atžvilgių trukdo tiek pralaidumo augimui, tiek disko posistemio delsos mažinimui.

Tačiau iki tam tikro laiko tokia padėtis tiko visiems. SSD technologija buvo nauja, o vartotojai, perėję prie SSD, buvo patenkinti savo pirkiniu, nors iš esmės gaudavo produktus, kurių veikimas iš tikrųjų nebuvo geriausias, o jų veikimą stabdė dirbtinės kliūtys. Tačiau iki šiol SSD, ko gero, jau gali būti laikomas tikruoju pagrindiniu srautu. Bet kuris save gerbiantis asmeninio kompiuterio savininkas, jei jo sistemoje nėra bent vieno SSD, labai rimtai ketina jį įsigyti artimiausiu metu. Ir tokiomis sąlygomis gamintojai tiesiog priversti galvoti apie tai, kaip pagaliau įdiegti visavertę konkurenciją: panaikinti visas kliūtis ir pereiti prie platesnių produktų linijų, iš esmės skirtingų siūlomų savybių atžvilgiu. Laimei, tam paruošta visa reikalinga dirva ir, visų pirma, dauguma SSD kūrėjų turi noro ir galimybių pradėti leisti produktus, kurie veikia ne per senąją SATA sąsają, o per daug efektyvesnę PCI Express magistralę.

Kadangi SATA pralaidumas ribojamas iki 6 Gb/s, didžiausias flagmanų SATA SSD greitis neviršija 500 MB/s. Tačiau šiuolaikiniai „flash“ diskai gali daug daugiau: juk, gerai pagalvojus, jie turi daugiau bendro su sistemine atmintimi nei su mechaniniais standžiaisiais diskais. Kalbant apie PCI Express magistralę, dabar ji aktyviai naudojama kaip transporto sluoksnis jungiant vaizdo plokštes ir kitus papildomus valdiklius, kuriems reikia didelės spartos duomenų mainų, pavyzdžiui, Thunderbolt. Viena PCI Express Gen 2 juosta užtikrina iki 500 MB/s pralaidumo, o PCI Express 3.0 juosta gali pasiekti iki 985 MB/s spartą. Taigi, sąsajos plokštė, įdiegta į PCIe x4 lizdą (su keturiomis juostomis), gali keistis duomenimis iki 2 GB / s greičiu PCI Express 2.0 atveju ir iki beveik 4 GB / s, kai naudojate trečiosios kartos PCI Express. Tai puikūs rodikliai, kurie yra gana tinkami šiuolaikiniams kietojo kūno diskams.

Iš to, kas pasakyta, natūraliai išplaukia, kad be SATA SSD, didelės spartos diskai, naudojantys PCI Express magistralę, turėtų palaipsniui rasti platinimą rinkoje. Ir tai tikrai vyksta. Parduotuvėse galite rasti kelis pirmaujančių gamintojų vartotojų SSD modelius, pagamintus išplėtimo kortelių arba M.2 kortelių pavidalu, kuriuose naudojami skirtingi PCI Express magistralės variantai. Nusprendėme juos sujungti ir palyginti pagal našumą ir kitus parametrus.

Testo dalyviai

Intel SSD 750 400 GB

SSD rinkoje Intel laikosi gana nestandartinės strategijos ir neskiria per daug dėmesio vartotojų segmentui skirtų SSD kūrimui, koncentruodamasi į serverių produktus. Tačiau jo pasiūlymai netampa neįdomūs, ypač kalbant apie kietojo kūno diską PCI Express magistralei. Šiuo atveju „Intel“ nusprendė pritaikyti savo pažangiausią serverio platformą naudoti didelio našumo kliento SSD. Taip gimė Intel SSD 750 400 GB, kuris gavo ne tik įspūdingas veikimo charakteristikas ir daugybę serverio lygio technologijų, atsakingų už patikimumą, bet ir palaikymą naujai NVMe sąsajai, kurią reikėtų pasakyti keletą žodžių atskirai.

Jei kalbame apie konkrečius NVMe patobulinimus, tai visų pirma verta paminėti pridėtinių išlaidų mažinimą. Pavyzdžiui, norint perkelti tipiškiausius 4 kilobaitų blokus naujajame protokole, vietoj dviejų reikia tik vienos komandos. Ir visas valdymo instrukcijų rinkinys buvo taip supaprastintas, kad jų apdorojimas vairuotojo lygiu sumažina procesoriaus apkrovą ir dėl to atsirandančius vėlavimus bent perpus. Antroji svarbi naujovė yra gilaus konvejerinio apdorojimo ir kelių užduočių palaikymas, kurį sudaro galimybė lygiagrečiai sukurti kelias užklausų eiles vietoj anksčiau buvusios vienos 32 komandų eilės. NVMe sąsajos protokolas gali aptarnauti iki 65536 eilių ir kiekvienoje iš jų gali būti iki 65536 komandų. Tiesą sakant, bet kokie apribojimai išvis pašalinami, o tai labai svarbu serverių aplinkoms, kur disko posistemiui galima priskirti daugybę vienu metu atliekamų įvesties / išvesties operacijų.

Tačiau nepaisant to, kad Intel SSD 750 veikia per NVMe sąsają, jis vis tiek yra ne serveris, o vartotojo diskas. Taip, beveik ta pati aparatinės įrangos platforma kaip ir šiame diske naudojama serverio klasės SSD „Intel DC P3500“, P3600 ir P3700, tačiau „Intel SSD 750“ naudoja pigesnį įprastą MLC NAND, be to, modifikuojama programinė įranga. Gamintojas mano, kad dėl šių pakeitimų gautas produktas patiks entuziastams, nes jame dera didelė galia, iš esmės nauja NVMe sąsaja ir ne per daug bauginanti kaina.

Intel SSD 750 yra pusės aukščio PCIe x4 kortelė, kuri gali naudoti keturias 3.0 juostas ir pasiekti nuoseklų perdavimo greitį iki 2,4 GB/s ir atsitiktines operacijas iki 440K IOPS. Tiesa, pati talpiausia 1,2 TB modifikacija yra pati našiausia, o 400 GB versija, kurią gavome testams, yra kiek lėtesnė.

Pavaros lenta yra visiškai padengta šarvais. Priekinėje pusėje tai yra aliuminio radiatorius, o kitoje pusėje yra dekoratyvinė metalinė plokštė, kuri iš tikrųjų nesiliečia su mikroschemomis. Reikėtų pažymėti, kad radiatorius čia yra būtinas. Pagrindinis „Intel SSD“ valdiklis generuoja daug šilumos, o esant didelei apkrovai, net su tokiu aušinimu turintis diskas gali įkaisti iki 50–55 laipsnių temperatūros. Tačiau dėl iš anksto įdiegto aušinimo nėra užuominos apie droselį – našumas išlieka pastovus net nuolat ir intensyviai naudojant.

„Intel SSD 750“ yra pagrįstas „Intel CH29AE41AB0“ serverio lygio valdikliu, kuris veikia 400 MHz dažniu ir turi aštuoniolika (!) „flash“ atminties prijungimo kanalų. Atsižvelgiant į tai, kad dauguma vartotojų SSD valdiklių turi aštuonis arba keturis kanalus, tampa aišku, kad „Intel SSD 750“ iš tikrųjų gali pernešti daug daugiau duomenų per magistralę nei įprasti SSD modeliai.

Kalbant apie naudojamą „flash“ atmintį, „Intel SSD 750“ nėra naujovių šioje srityje. Jis pagrįstas įprastu „Intel“ sukurtu MLC NAND, išleistu pagal 20 nm proceso technologiją ir turintį 64 ir 128 Gb branduolius. Reikia pastebėti, kad dauguma kitų SSD gamintojų tokios atminties atsisakė jau seniai, pereidami prie lustų, pagamintų pagal plonesnius standartus. Ir pati „Intel“ pradėjo perkelti ne tik savo vartotojų, bet ir serverio diskus į 16 nm atmintį. Tačiau, nepaisant viso to, Intel SSD 750 naudoja senesnę atmintį, kuri tariamai turi didesnį resursą.

„Intel SSD 750“ serverio kilmę galima atsekti ir tuo, kad bendra šio SSD „flash“ atminties talpa yra 480 GiB, iš kurių vartotojui prieinama tik apie 78 proc. Likusi dalis skiriama pakeitimo fondui, šiukšlių surinkimui ir duomenų apsaugos technologijoms. „Intel SSD 750“ MLC NAND lustų lygiu įgyvendina tradicinę flagmano RAID 5 tipo schemą, kuri leidžia sėkmingai atkurti duomenis net ir visiškai sugedus vienam iš lustų. Be to, Intel SSD užtikrina visišką duomenų apsaugą nuo elektros energijos tiekimo nutraukimo. „Intel SSD 750“ turi du elektrolitinius kondensatorius, o jų talpos pakanka reguliariam disko išjungimui neprisijungus.

Kingston HyperX Predator 480 GB

„Kingston HyperX Predator“ yra daug tradiciškesnis sprendimas, palyginti su „Intel SSD 750“. Pirma, jis veikia per AHCI protokolą, o ne NVMe, ir, antra, šiam SSD reikia įprastesnės PCI Express 2.0 magistralės prisijungti prie sistemos. Visa tai daro „Kingston“ versiją šiek tiek lėtesnę - didžiausias greitis nuoseklioms operacijoms neviršija 1400 MB / s, o atsitiktinių - 160 tūkstančių IOPS. Tačiau „HyperX Predator“ sistemai nekelia jokių specialių reikalavimų – ji suderinama su bet kokiomis, įskaitant senas platformas.

Be to, diskas turi ne visai paprastą dviejų komponentų dizainą. Pats SSD yra M.2 formos plokštė, kuri papildyta PCI Express adapteriu, leidžiančiu M.2 diskus prijungti per įprastus pilno dydžio PCIe lizdus. Adapteris pagamintas iš pusės aukščio PCIe x4 kortelės, kuri naudoja visas keturias PCI Express juostas. Dėl šio dizaino Kingstonas parduoda savo HyperX Predator dviem versijomis: kaip PCIe SSD, skirtą staliniams kompiuteriams, ir kaip M.2 diską mobiliosioms sistemoms (šiuo atveju adapteris į pristatymą neįeina).

„Kingston HyperX Predator“ sukurtas remiantis „Marvell Altaplus“ valdikliu (88SS9293), kuris, viena vertus, palaiko keturias PCI Express 2.0 juostas, kita vertus, turi aštuonis „flash“ atminties prijungimo kanalus. Tai greičiausias iki šiol masinės gamybos „Marvell“ PCI Express SSD valdiklis. Tačiau „Marvell“ netrukus turės greitesnių sekėjų, palaikančių NVMe ir PCI Express 3.0, kurių „Altaplus“ lustas neturi.

Kadangi pats Kingstonas negamina nei valdiklių, nei atminties, savo SSD kaupdamas iš kitų gamintojų įsigytos elementų bazės, nieko keisto tame, kad HyperX Predator PCIe SSD yra paremtas ne tik trečiosios šalies valdikliu, bet ir 128 gigabitų 19 nm MLC NAND lustai iš Toshiba. Tokia atmintis turi mažą pirkimo kainą ir dabar yra įdiegta daugelyje „Kingston“ (ir kitų kompanijų) gaminių ir pirmiausia vartotojų modeliuose.

Tačiau tokios atminties naudojimas sukūrė paradoksą: nepaisant to, kad pagal formalią padėtį Kingston HyperX Predator PCIe SSD yra aukščiausios kokybės produktas, jam suteikiama tik trejų metų garantija ir nurodytas vidutinis laikas tarp gedimų. yra daug mažesnis nei flagmanų SATA SSD.kitų gamintojų.

„Kingston HyperX Predator“ taip pat nepateikia jokių specialių duomenų apsaugos technologijų. Bet diskas turi gana didelę nuo vartotojo akių paslėptą sritį, kurios dydis yra 13 procentų visos disko talpos. Jame esanti atsarginė „flash“ atmintis naudojama šiukšlėms surinkti ir susidėvėjimui išlyginti, tačiau pirmiausia išleidžiama sugedusioms atminties ląstelėms pakeisti.

Belieka tik pridurti, kad HyperX Predator dizainas nenumato jokių specialių priemonių šilumos pašalinimui iš valdiklio. Skirtingai nuo daugelio kitų didelio našumo sprendimų, šis diskas neturi radiatoriaus. Tačiau šis SSD visiškai nėra linkęs perkaisti – jo maksimali šilumos išsklaidymas yra tik šiek tiek didesnis nei 8 vatai.

OCZ Revodrive 350 480 GB

OCZ Revodrive 350 teisėtai yra vienas seniausių vartotojų PCI Express SSD. Tais laikais, kai joks kitas gamintojas net negalvojo apie kliento PCIe SSD išleidimą, OCZ serijoje buvo RevoDrive 3 (X2), modernaus Revodrive 350 prototipas. Tačiau OCZ PCIe disko šaknys daro jį šiek tiek keistu. dabartinių konkurentų fone. Nors dauguma didelio našumo asmeninių kompiuterių įrenginių gamintojų naudoja modernius valdiklius su savaiminiu PCI Express magistralės palaikymu, Revodrive 350 turi labai sudėtingą ir aiškiai neoptimalią architektūrą. Jis pagrįstas dviem arba keturiais (priklausomai nuo apimties) SandForce SF-2200 valdikliais, kurie yra surinkti į nulinio lygio RAID masyvą.

Jei kalbėsime apie 480 GB OCZ Revodrive 350 modelį, kuris dalyvavo šiame teste, tai iš tikrųjų jis yra pagrįstas keturiais SATA SSD diskais, kurių kiekvieno talpa yra 120 GB, kurių kiekvienas yra pagrįstas savo SF-2282 lustu (analogu). plačiai paplitusio SF-2281) . Tada šie elementai sujungiami į vieną keturių komponentų RAID 0 masyvą. Tačiau šiam tikslui naudojamas ne visai pažįstamas RAID valdiklis, o patentuotas virtualizacijos procesorius (VCA 2.0) OCZ ICT-0262. Tačiau tai labai panašu į tai, kad šis pavadinimas slepia apverstą Marvell 88SE9548 lustą, kuris yra keturių prievadų SAS / SATA 6 Gb / s RAID valdiklis su PCI Express 2.0 x8 sąsaja. Tačiau net ir tokiu atveju OCZ inžinieriai parašė savo programinę-aparatinę įrangą ir tvarkyklę šiam valdikliui.

RevoDrive 350 programinės įrangos komponento išskirtinumas slypi tame, kad jame įdiegtas ne visai klasikinis RAID 0, bet kažkoks jo su interaktyviu apkrovos balansavimu. Užuot suskaidžius duomenų srautą į fiksuoto dydžio blokus ir nuosekliai perkeliant juos į skirtingus SF-2282 valdiklius, VCA 2.0 technologija apima įvesties / išvesties operacijų analizę ir lankstų perskirstymą, atsižvelgiant į esamą „flash“ atminties valdiklių užimtumą. Todėl vartotojui „RevoDrive 350“ atrodo kaip kietojo kūno diskas. Negalite įvesti jo BIOS ir neįmanoma sužinoti, kad šio SSD viduje yra paslėptas RAID masyvas be išsamios pažinties su aparatūros įdaru. Be to, skirtingai nuo įprastų RAID matricų, RevoDrive 350 palaiko visas įprastas SSD funkcijas: SMART stebėjimą, TRIM ir saugų trynimą.

RevoDrive 350 galima įsigyti kaip plokštės su PCI Express 2.0 x8 sąsaja. Nepaisant to, kad visos aštuonios sąsajos eilutės yra iš tikrųjų naudojamos, deklaruoti našumo rodikliai yra pastebimai mažesni už bendrą teorinį pralaidumą. Maksimalus nuoseklių operacijų greitis ribojamas iki 1800 MB / s, o savavališkų operacijų atlikimas neviršija 140 tūkstančių IOPS.

Verta paminėti, kad OCZ RevoDrive 350 yra viso aukščio PCI Express x8 plokštė, o tai reiškia, kad ji fiziškai didesnė nei visi kiti mūsų išbandyti SSD, todėl negali būti įdiegta žemo profilio sistemose. RevoDrive 350 plokštės priekinis paviršius padengtas dekoratyviniu metaliniu korpusu, kuris kartu atlieka ir pagrindinio RAID valdiklio lusto aušintuvo funkciją. SF-2282 valdikliai yra kitoje plokštės pusėje ir juose nėra jokio aušinimo.

Norėdami suformuoti „flash“ atminties masyvą, OCZ naudojo savo pagrindinės bendrovės „Toshiba“ lustus. Naudojami lustai gaminami naudojant 19 nm proceso technologiją ir jų talpa yra 64 Gbps. Bendras „Flash“ atminties kiekis „RevoDrive 350 480 GB“ yra 512 GB, tačiau 13% skirta vidiniams poreikiams – nusidėvėjimo išlyginimui ir šiukšlių išvežimui.

Verta paminėti, kad RevoDrive 350 architektūra nėra unikali. Rinkoje yra dar keli panašių SSD modeliai, veikiantys „SATA SSD masyvo RAID masyvo, pagrįsto SandForce valdikliais“ principu. Tačiau visi tokie sprendimai, kaip ir svarstomas OCZ PCIe diskas, turi nemalonų trūkumą – jų rašymo našumas laikui bėgant prastėja. Taip yra dėl SandForce valdiklių vidinių algoritmų ypatumų, kurių TRIM operacija nesugrąžina įrašymo greičio į pradinį lygį.

Neginčijamą faktą, kad RevoDrive 350 yra vienu laipteliu žemiau naujos kartos PCI Express diskų, pabrėžia ir tai, kad šiam įrenginiui suteikiama tik trejų metų garantija, o jo garantuotas rašymo resursas yra tik 54 TB – kelis kartus mažiau nei kad konkurentų. Be to, nepaisant to, kad RevoDrive 350 sukurtas pagal tą patį dizainą kaip ir serveris Z-Drive 4500, jis neturi jokios apsaugos nuo maitinimo šuolių. Tačiau visa tai netrukdo OCZ dėl savo įžūlumo pozicionuoti RevoDrive 350 kaip aukščiausios kokybės sprendimą Intel SSD 750 lygyje.

Plextor M6e Black Edition 256 GB

Iš karto reikėtų pažymėti, kad „Plextor M6e Black Edition“ diskas yra tiesioginis gerai žinomo M6e modelio įpėdinis. Naujovės panašumą į pirmtaką galima atsekti beveik visame kame, jei kalbėsime apie techninę, o ne estetinę dalį. Naujasis SSD taip pat turi dviejų dalių dizainą, įskaitant tikrąjį diską M.2 2280 formatu ir adapterį, leidžiantį jį įdiegti į bet kurį įprastą PCIe x4 lizdą (arba greitesnį). Jis taip pat pagrįstas aštuonių kanalų Marvell 88SS9183 valdikliu, kuris bendrauja su išoriniu pasauliu per dvi PCI Express 2.0 linijas. Kaip ir ankstesnėje versijoje, „M6e Black Edition“ naudoja „Toshiba“ MLC „flash“ atmintį.

O tai reiškia, kad nepaisant to, kad surinktas M6e Black Edition atrodo kaip pusės aukščio PCI Express x4 kortelė, iš tikrųjų šis SSD naudoja tik dvi PCI Express 2.0 juostas. Taigi ne per daug įspūdingas greitis, kuris yra tik šiek tiek greitesnis nei tradiciniai SATA SSD. Paso našumas atliekant nuoseklias operacijas yra ribojamas iki 770 MB / s, o savavališkai - 105 tūkstančiai IOPS. Verta paminėti, kad Plextor M6e Black Edition veikia pagal senąjį AHCI protokolą ir tai užtikrina platų jo suderinamumą su įvairiomis sistemomis.

Nepaisant to, kad Plextor M6e Black Edition, kaip ir Kingston HyperX Predator, yra PCI Express adapterio ir plokštės M.2 formato „šerdies“ derinys, iš priekio to nustatyti neįmanoma. Visas diskas yra paslėptas po figūriniu juodu aliuminio korpusu, kurio centre įtaisytas raudonas radiatorius, kuris turėtų pašalinti šilumą iš valdiklio ir atminties lustų. Dizainerių skaičiavimas aiškus: panaši spalvų gama plačiai naudojama įvairioje žaidimų aparatinėje įrangoje, todėl „Plextor M6e Black Edition“ harmoningai atrodys šalia daugelio žaidimų pagrindinių plokščių ir daugumos pirmaujančių gamintojų vaizdo plokščių.

„Plextor M6e Black Edition“ „flash“ atminties masyvą maitina antrosios kartos „Toshiba“ 19 nm MLC NAND lustai, kurių talpa yra 64 Gbps. Keitimo fondui ir vidinio nusidėvėjimo išlyginimo bei šiukšlių surinkimo algoritmų veikimui panaudotam rezervui skirta 7 proc. Visa kita yra prieinama vartotojui.

Kadangi naudojamas gana silpnas Marvell 88SS9183 valdiklis su išorine PCI Express 2.0 x2 magistrale, Plextor M6e Black Edition diskas turėtų būti laikomas gana lėtu PCIe SSD. Tačiau tai netrukdo gamintojui priskirti šią prekę aukštesnei kainų kategorijai. Viena vertus, jis vis tiek yra greitesnis nei SATA SSD, o iš kitos – pasižymi geromis patikimumo savybėmis: tarp gedimų trunka ilgą laiką ir jam suteikiama penkerių metų garantija. Tačiau jame nėra įdiegtos jokios specialios technologijos, galinčios apsaugoti M6e Black Edition nuo maitinimo šuolių ar padidinti jo išteklius.

Samsung SM951 256 GB

„Samsung SM951“ yra sunkiausias šių dienų bandymų įrenginys. Faktas yra tas, kad iš pradžių tai buvo skirtas kompiuterių surinkėjams, todėl mažmeninėje prekyboje jis yra gana išblukęs. Nepaisant to, esant pageidavimui, vis dar galima jį įsigyti, todėl neatsisakėme apsvarstyti SM951. Be to, sprendžiant iš charakteristikų, tai labai greitas modelis. Jis sukurtas dirbti su PCI Express 3.0 x4 magistrale, naudoja AHCI protokolą ir žada įspūdingą greitį: iki 2150 MB / s atliekant nuoseklias operacijas ir iki 90 000 IOPS atliekant atsitiktines operacijas. Tačiau svarbiausia, kad nepaisant viso to, Samsung SM951 yra pigesnis nei daugelis kitų PCIe SSD, todėl jo paieška parduodant gali turėti labai specifinį verslo atvejį.

Kita „Samsung SM951“ savybė yra ta, kad jis yra M.2 formos. Iš pradžių šis sprendimas yra orientuotas į mobiliąsias sistemas, todėl su disku nėra adapterių viso dydžio PCIe lizdams. Tačiau vargu ar tai galima laikyti rimtu trūkumu – daugumoje pagrindinių pagrindinių plokščių taip pat yra M.2 sąsajos lizdai. Be to, reikalingos adapterių plokštės yra plačiai prieinamos rinkoje. Pats „Samsung SM951“ yra M.2 2280 formos plokštė, kurios jungtis turi M tipo raktą, nurodantį SSD reikalingumą keturiose PCI Express juostose.

Samsung SM951 sukurtas remiantis išskirtinai galingu Samsung UBX valdikliu, kurį gamintojas sukūrė specialiai PCI Express SSD diskams. Jis pagrįstas trimis branduoliais su ARM architektūra ir teoriškai gali dirbti su AHCI ir NVMe komandomis. Aptariamame SSD valdiklyje įjungtas tik AHCI režimas. Tačiau šio valdiklio NVMe versija netrukus bus matoma naujame vartotojų SSD, kurį „Samsung“ turėtų pristatyti šį rudenį.

Dėl OĮG dėmesio nepranešama apie aptariamo disko garantinį laikotarpį arba numatomą patvarumą. Šiuos parametrus turi deklaruoti sistemų, kuriose bus montuojamas SM951, surinkėjai arba pardavėjai. Tačiau reikia pažymėti, kad 3D V-NAND, kurį „Samsung“ dabar aktyviai reklamuoja vartotojų SSD kaip greitesnę ir patikimesnę „flash“ atminties formą, SM951 nenaudojama. Vietoj to, jis naudoja įprastą plokštuminį Toggle Mode 2.0 MLC NAND, pagamintą, greičiausiai, naudojant 16 nm technologiją (kai kurie šaltiniai siūlo 19 nm proceso technologiją). Tai reiškia, kad nereikėtų tikėtis, kad SM951 bus toks pat patvarus kaip pavyzdinis 850 PRO SATA diskas. Šiuo parametru SM951 yra artimesnis įprastiems vidutinės klasės modeliams, be to, šiame SSD atleidimui iš „flash“ atminties masyvo yra skirta tik 7 procentai. „Samsung SM951“ neturi jokių specialių serverio lygio technologijų, kurios apsaugotų duomenis nuo elektros energijos tiekimo sutrikimų. Kitaip tariant, šiame modelyje akcentuojamas tik darbo greitis, o visa kita nukertama siekiant sumažinti išlaidas.

Verta atkreipti dėmesį į dar vieną dalyką. Esant didelei apkrovai, „Samsung SM951“ demonstruoja gana rimtą įkaitimą, dėl kurio galų gale netgi gali būti įtrauktas droselis. Todėl didelio našumo sistemose, skirtose SM951, pageidautina organizuoti bent oro srautą arba geriau uždaryti jį radiatoriumi.

Išbandytų SSD diskų lyginamosios charakteristikos

Suderinamumo problemos

Kaip ir bet kuri nauja technologija, PCI Express SSD dar nėra 100% be problemų su jokia platforma, ypač senesnėmis. Todėl jūs turite pasirinkti tinkamą SSD ne tik atsižvelgdami į vartotojo savybes, bet ir į suderinamumą. Čia svarbu nepamiršti dviejų dalykų.

Visų pirma, skirtingi SSD gali naudoti skirtingą skaičių PCI Express juostų ir skirtingų kartų šios magistralės – 2.0 arba 3.0. Todėl prieš pirkdami PCIe diską, turite įsitikinti, kad sistemoje, kurioje planuojate jį įdiegti, yra laisvas lizdas su reikiamu pralaidumu. Žinoma, greitesni PCIe SSD yra atgal suderinami su lėtesniais lizdais, tačiau šiuo atveju pirkti didelės spartos SSD nėra didelės prasmės – jis tiesiog negali išnaudoti viso savo potencialo.

Plextor M6e Black Edition šiuo požiūriu yra plačiausias suderinamumas – jam reikia tik dviejų PCI Express 2.0 juostų, o tokį laisvą lizdą tikrai rasite beveik bet kurioje pagrindinėje plokštėje. Kingston HyperX Predator jau reikia keturių PCI Express 2.0 juostų: daugelis pagrindinių plokščių taip pat turi tokius PCIe lizdus, ​​tačiau kai kuriose pigiose platformose papildomų lizdų su keturiomis ar daugiau PCI Express juostų gali ir nebūti. Tai ypač pasakytina apie pagrindines plokštes, pastatytas ant žemo lygio mikroschemų rinkinių, kurių bendras eilučių skaičius gali būti sumažintas iki šešių. Todėl prieš įsigydami „Kingston HyperX Predator“ būtinai patikrinkite, ar sistema turi laisvą lizdą su keturiomis ar daugiau PCI Express juostų.

OCZ Revodrive 350 žengia žingsnį toliau – jam jau reikia aštuonių PCI Express juostų. Tokius lizdus dažniausiai įgyvendina ne mikroschemų rinkinys, o procesorius. Todėl geriausia vieta naudoti tokį diską yra LGA 2011/2011-3 platformos, kuriose PCI Express procesoriaus valdiklis turi per daug eilučių, kas leidžia aptarnauti daugiau nei vieną vaizdo plokštę. Sistemose su LGA 1155/1150/1151 procesoriais OCZ Revodrive 350 bus tinkamas tik tuo atveju, jei bus naudojama į CPU integruota grafika. Priešingu atveju, norėdami naudoti kietojo kūno diską, turėsite atimti pusę eilučių iš GPU, perjungdami jį į PCI Express x8 režimą.

„Intel SSD 750“ ir „Samsung SM951“ yra šiek tiek panašūs į „OCZ Revodrive 350“: juos taip pat geriau naudoti CPU maitinamuose PCI Express lizduose. Tačiau priežastis čia ne juostų skaičius – joms reikalingos tik keturios PCI Express juostos, o šios sąsajos generavimas: abu šie diskai gali išnaudoti padidintą PCI Express 3.0 pralaidumą. Tačiau yra išimtis: naujausi šimtosios serijos „Intel“ mikroschemų rinkiniai, skirti „Skylake“ šeimos procesoriams, gavo PCI Express 3.0 palaikymą, todėl naujausiose LGA 1151 plokštėse juos galima be sąžinės graužaties įdiegti mikroschemų rinkinyje PCIe. lizdai, į kuriuos bent keturios eilutės.

Suderinamumo problema turi antrą dalį. Nepaisant visų apribojimų, susijusių su įvairių PCI Express lizdų variantų pralaidumu, taip pat yra apribojimų, susijusių su naudojamais protokolais. Šia prasme be problemų yra SSD, kurie veikia per AHCI. Dėl to, kad jie imituoja įprasto SATA valdiklio elgesį, jie gali dirbti su bet kokiomis, net ir senomis, platformomis: jie matomi bet kurios pagrindinės plokštės BIOS, gali būti įkrovos diskai, o jų veikimui operacinėje sistemoje nereikia jokių papildomų tvarkyklių. Kitaip tariant, „Kingston HyperX Predator“ ir „Plextor M6e Black Edition“ yra du be rūpesčių PCIe SSD diskai.

O kaip su kita AHCI diskų pora? Su jais situacija yra šiek tiek sudėtingesnė. OCZ Revodrive 350 veikia operacinėje sistemoje per savo tvarkyklę, tačiau net ir tokiu atveju nėra jokių problemų, susijusių su šio disko įkrovimu. Su Samsung SM951 situacija dar blogesnė. Nors šis SSD bendrauja su sistema naudodamas seną AHCI protokolą, jis neturi savo BIOS, todėl jį turi inicijuoti pagrindinės plokštės BIOS. Deja, šio SSD palaikymas pasiekiamas ne visose pagrindinėse plokštėse, ypač senesnėse. Todėl su visišku pasitikėjimu galime kalbėti tik apie jo suderinamumą su plokštėmis, pagrįstomis naujausiais devyniasdešimtosios ir šimtosios serijų „Intel“ mikroschemų rinkiniais. Kitais atvejais pagrindinė plokštė jo gali tiesiog nematyti. Žinoma, tai netrukdo naudoti „Samsung SM951“ operacinėje sistemoje, kurioje jį nesunkiai inicijuoja AHCI tvarkyklė, tačiau tokiu atveju teks pamiršti apie galimybę paleisti iš didelės spartos SSD.

Tačiau didžiausių nepatogumų gali sukelti Intel SSD 750, kuris veikia per naują NVMe sąsają. Tvarkyklės, kurios turi palaikyti SSD naudojant šį protokolą, yra tik naujausiose operacinėse sistemose. Taigi, Linux sistemoje NVMe palaikymas atsirado branduolio 3.1 versijoje; „Savoji“ NVMe tvarkyklė pasiekiama „Microsoft“ sistemose, pradedant nuo „Windows 8.1“ ir „Windows Server 2012 R2“; ir OS X, suderinamumas su NVMe diskais buvo įtrauktas į 10.10.3 versiją. Be to, NVMe SSD palaiko ne visos pagrindinės plokštės. Kad tokie diskai būtų naudojami kaip įkrovos diskai, pagrindinės plokštės BIOS taip pat turi turėti atitinkamą tvarkyklę. Tačiau gamintojai įdiegė reikiamas funkcijas tik į naujausias programinės įrangos versijas, išleistas naujausiems pagrindinės plokštės modeliams. Todėl palaikymas operacinės sistemos paleidimui iš NVMe diskų galimas tik moderniausiose pagrindinėse plokštėse, skirtose entuziastams, pagrįstose Intel Z97, Z170 ir X99 mikroschemų rinkiniais. Senesnėse ir pigesnėse platformose vartotojai galės naudoti NVMe SSD tik kaip antruosius diskus ribotame operacinių sistemų rinkinyje.

Nepaisant to, kad bandėme aprašyti visas įmanomas platformų ir PCI Express diskų kombinacijas, pagrindinė išvada iš to, kas pasakyta, yra ta, kad PCIe SSD suderinamumas su pagrindinėmis plokštėmis toli gražu nėra toks akivaizdus kaip SATA SSD atveju. Todėl prieš įsigydami bet kokį didelės spartos kietojo kūno diską, veikiantį per PCI Express, gamintojo svetainėje būtinai patikrinkite jo suderinamumą su konkrečia pagrindine plokšte.

Testavimo konfigūracija, įrankiai ir testavimo metodika

Testavimas atliekamas Microsoft Windows 8.1 Professional x64 su atnaujinimu operacine sistema, kuri teisingai atpažįsta ir palaiko šiuolaikinius kietojo kūno diskus. Tai reiškia, kad atliekant testus, kaip ir įprastai naudojant SSD, komanda TRIM palaikoma ir aktyviai dalyvauja. Našumo matavimas atliekamas su „naudotos“ būsenos diskais, o tai pasiekiama iš anksto užpildžius juos duomenimis. Prieš kiekvieną bandymą diskai valomi ir prižiūrimi naudojant komandą TRIM. Tarp atskirų bandymų išlaikoma 15 minučių pauzė, skirta teisingai sukurti šiukšlių surinkimo technologiją. Visuose testuose, jei nenurodyta kitaip, naudojami atsitiktiniai, nesuspaudžiami duomenys.

Naudojamos programos ir testai:

Iometras 1.1.0

Duomenų nuoseklaus skaitymo ir rašymo greičio matavimas 256 KB blokais (tipiškiausias bloko dydis nuoseklioms operacijoms atliekant darbalaukio užduotis). Greičių įverčiai atliekami per minutę, po to apskaičiuojamas vidurkis.
Atsitiktinio skaitymo ir rašymo greičio matavimas 4 KB blokuose (toks bloko dydis naudojamas daugumoje realių operacijų). Testas vykdomas du kartus – be užklausų eilės ir su užklausų eile su 4 komandų gyliu (būdinga darbalaukio programoms, kurios aktyviai dirba su šakotąja failų sistema). Duomenų blokai sulygiuoti su diskų „flash“ atminties puslapiais. Greitis vertinamas tris minutes, po to skaičiuojamas vidurkis.
Atsitiktinių skaitymo ir rašymo greičių, kai diskas dirba su 4 kilobaitų blokais, priklausomybės nuo užklausų eilės gylio nustatymas (nuo vienos iki 32 komandų). Duomenų blokai sulygiuoti su diskų „flash“ atminties puslapiais. Greitis vertinamas tris minutes, po to skaičiuojamas vidurkis.
Atsitiktinių skaitymo ir rašymo greičių priklausomybės nustatymas, kai diskas dirba su skirtingo dydžio blokais. Naudojami blokai nuo 512 baitų iki 256 KB. Užklausų eilės gylis testo metu yra 4 komandos. Duomenų blokai sulygiuoti su diskų „flash“ atminties puslapiais. Greitis vertinamas tris minutes, po to skaičiuojamas vidurkis.
Išmatuoti našumą esant mišriai kelių sriegių apkrovai ir nustatyti jos priklausomybę nuo skaitymo ir rašymo operacijų santykio. Testas atliekamas du kartus: nuosekliam skaitymui ir rašymui 128 KB blokuose, atliekamiems dviem nepriklausomomis gijomis, ir atsitiktinėms operacijoms su 4 KB blokais, kurios atliekamos keturiomis gijomis. Abiem atvejais skaitymo ir rašymo santykis skiriasi po 20 procentų. Greitis vertinamas tris minutes, po to skaičiuojamas vidurkis.
SSD našumo pablogėjimo, apdorojant nuolatinį atsitiktinių rašymo operacijų srautą, tyrimas. Naudojami 4 KB blokai ir 32 komandų eilės gylis. Duomenų blokai sulygiuoti su diskų „flash“ atminties puslapiais. Bandymo trukmė – dvi valandos, momentiniai greičio matavimai atliekami kas sekundę. Pasibaigus bandymui, disko gebėjimas atkurti pradines reikšmes yra papildomai tikrinamas dėl šiukšlių surinkimo technologijos veikimo ir TRIM komandos apdorojimo.

CrystalDiskMark 5.0.2
Sintetinis etalonas, grąžinantis tipišką SSD našumą, išmatuotą 1 GB disko srityje „viršuje“ failų sistemos. Iš viso parametrų rinkinio, kurį galima įvertinti naudojant šį įrankį, atkreipiame dėmesį į nuoseklaus skaitymo ir rašymo greitį, taip pat į atsitiktinio skaitymo ir rašymo 4 kilobaitų blokais našumą be užklausų eilės ir su eile 32 instrukcijos giliai.
PC Mark 8 2.0
Testas, pagrįstas tikrosios disko apkrovos imitavimu, būdingu įvairioms populiarioms programoms. Išbandytame diske NTFS failų sistemoje sukuriamas vienas skaidinys visam turimam tomui, o antrinės saugyklos testas atliekamas naudojant PCMark 8. Kaip bandymo rezultatus atsižvelgiama ir į galutinį našumą, ir į atskirų bandymų pėdsakų, sugeneruotų įvairių programų, vykdymo greitį.
Failų kopijavimo testai
Šis testas matuoja katalogų su įvairių tipų failais kopijavimo greitį, taip pat failų archyvavimo ir išpakavimo disko viduje greitį. Naudojamas kopijavimui standartinė priemonė Windows - Robocopy įrankis, archyvuojant ir išpakuojant - 7 ZIP archyvavimo 9.22 beta versija. Testuose dalyvauja trys failų rinkiniai: ISO – rinkinys, kurį sudaro keli disko vaizdai su programinės įrangos platinimais; Programa – rinkinys, kuris yra iš anksto įdiegtas programinės įrangos paketas; Darbas yra darbo failų rinkinys, kurį sudaro biuro dokumentai, nuotraukos ir iliustracijos, pdf failai ir daugialypės terpės turinys. Kiekvieno rinkinio bendras failo dydis yra 8 GB.

Kaip bandomoji platforma naudojamas kompiuteris su ASUS Z97-Pro pagrindine plokšte, Core i5-4690K procesoriumi su integruotu Intel HD Graphics 4600 grafiniu branduoliu ir 16 GB DDR3-2133 SDRAM. Diskai su SATA sąsaja yra prijungti prie pagrindinės plokštės mikroschemų rinkinyje įmontuoto SATA 6 Gb / s valdiklio ir veikia AHCI režimu. PCI Express diskai yra sumontuoti pirmajame visos spartos PCI Express 3.0 x16 lizde. Naudojamos tvarkyklės yra Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.5.2.1000 ir Intel Windows NVMe tvarkyklė 1.2.0.1002.

Duomenų perdavimo apimtis ir greitis etalonuose nurodomi dvejetainiais vienetais (1 KB = 1024 baitai).

Be penkių pagrindinių šio testo veikėjų – klientų SSD su PCI Express sąsaja, į kompaniją įtraukėme greičiausią SATA SSD – Samsung 850 PRO.

Dėl to išbandytų modelių sąrašas buvo toks:

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

Spektaklis

Nuoseklios skaitymo ir rašymo operacijos

Naujos kartos kietojo kūno diskai, perkelti į PCI Express magistralę, pirmiausia turėtų išsiskirti dideliu nuoseklaus skaitymo ir rašymo greičiu. Ir būtent tai matome grafike. Visi PCIe SSD diskai pranoksta geriausią SATA SSD – Samsung 850 PRO. Tačiau net tokia paprasta apkrova kaip nuoseklus skaitymas ir rašymas rodo didžiulius skirtumus tarp SSD. įvairių gamintojų. Be to, naudojamos PCI Express magistralės variantas neturi lemiamos reikšmės. Geriausius rezultatus čia gali suteikti Samsung SM951 PCI Express 3.0 x4 diskas, o antroje vietoje yra Kingston HyperX Predator, veikiantis per PCI Express 2.0 x4. Progresyvus NVMe diskas Intel SSD 750 buvo tik trečioje vietoje.

Atsitiktinis skaitymas

Jei kalbėsime apie atsitiktinį skaitymą, kaip matote iš diagramų, PCIe SSD sparta nelabai skiriasi nuo tradicinių SATA SSD. Be to, tai taikoma ne tik AHCI diskams, bet ir produktui, kuris veikia su NVMe kanalu. Tiesą sakant, tik trys šio testo dalyviai gali pademonstruoti geresnį našumą nei Samsung 850 PRO atsitiktinio skaitymo operacijose mažose užklausų eilėse: Samsung SM951, Intel SSD 750 ir Kingston HyperX Predator.

Nepaisant to, kad operacijos su gilia užklausų eile asmeniniams kompiuteriams nėra būdingos, skaitydami 4 kilobaitų blokus vis tiek pamatysime, kaip nagrinėjamo SSD našumas priklauso nuo užklausų eilės gylio.

Diagrama aiškiai parodo, kaip sprendimai, veikiantys naudojant PCI Express 3.0 x4, gali pranokti visus kitus SSD. Kreivės, atitinkančios „Samsung SM951“ ir „Intel SSD 750“, yra žymiai didesnės nei kitų diskų kreivės. Iš aukščiau pateiktos diagramos galima padaryti kitą išvadą: OCZ RevoDrive 350 yra gėdingai lėtas kietojo kūno diskas. Atsitiktinio skaitymo operacijose jis maždaug perpus atsilieka nuo SATA SSD, o tai yra dėl jo RAID architektūros ir pasenusių antrosios kartos „SandForce“ valdiklių.

Be to, siūlome pažvelgti, kaip atsitiktinio skaitymo greitis priklauso nuo duomenų bloko dydžio:

Čia vaizdas šiek tiek skiriasi. Didėjant bloko dydžiui, operacijos pradeda atrodyti kaip nuoseklios, todėl vaidmenį pradeda vaidinti ne tik SSD valdiklio architektūra ir galia, bet ir jų naudojamos magistralės pralaidumas. Didesnio dydžio blokuose Samsung SM951, Intel SSD 750 ir Kingston HyperX Predator užtikrina geriausią našumą.

Atsitiktinis rašymas

Kažkur turėjo pasireikšti NVMe sąsajos, užtikrinančios mažą delsą, ir Intel SSD 750 valdiklio, turinčio aukštą lygiagretumo lygį, pranašumai. Be to, šiame SSD diske esantis talpus DRAM buferis leidžia organizuoti labai efektyvų duomenų kaupimą talpykloje. Dėl to Intel SSD 750 užtikrina neprilygstamą atsitiktinio rašymo našumą, net kai užklausų eilės gylis yra minimalus.

Jei norite aiškiau pamatyti, kas atsitinka atsitiktinio rašymo našumui didėjant užklausų eilės gyliui, žr. toliau pateiktą diagramą, kurioje parodytas 4K atsitiktinio rašymo našumas ir užklausų eilės gylis:

„Intel SSD 750“ našumas didėja, kol eilės gylis pasiekia 8 instrukcijas. Tai yra tipiškas vartotojų SSD elgesys. Tačiau „Intel“ išsiskiria tuo, kad jos atsitiktinis rašymo greitis yra žymiai didesnis nei bet kurio kito SSD, įskaitant greičiausius PCIe modelius, tokius kaip „Samsung SM951“ arba „Kingston HyperX Predator“. Kitaip tariant, esant atsitiktinei įrašymo apkrovai, Intel SSD 750 siūlo iš esmės geresnį našumą nei bet kuris kitas SSD. Kitaip tariant, perėjimas prie NVMe sąsajos leidžia padidinti atsitiktinio įrašymo greitį. Ir tai tikrai svarbi savybė, bet pirmiausia serverio diskams. Tiesą sakant, Intel SSD 750 yra tik artimas tokių modelių kaip Intel DC P3500, P3600 ir P3700 giminaitis.

Toliau pateiktoje diagramoje parodytas atsitiktinio rašymo našumas, palyginti su duomenų bloko dydžiu.

Didėjant blokų dydžiams, Intel SSD 750 praranda neabejotiną pranašumą. Samsung SM951 ir Kingston HyperX Predator pradeda gaminti maždaug tokį patį našumą.


Kadangi kietojo kūno diskų kaina nebėra naudojama kaip tik sistemos diskai ir tampa įprastais darbo diskais. Tokiose situacijose SSD gauna ne tik rafinuotą apkrovą rašymo ar skaitymo forma, bet ir mišrius prašymus, kai skaitymo ir rašymo operacijas inicijuoja skirtingos programos ir jos turi būti apdorojamos vienu metu. Tačiau šiuolaikinių SSD valdiklių visiškas dvipusis veikimas išlieka didele problema. Maišant skaitymą ir rašymą toje pačioje eilėje, daugumos vartotojams skirtų SSD sparta pastebimai sumažėja. Dėl šios priežasties buvo atliktas atskiras tyrimas, kuriame tikriname, kaip veikia SSD, kai reikia atlikti nuoseklias operacijas. Kita diagramų pora rodo tipiškiausią staliniams kompiuteriams skirtą atvejį, kai skaitymo ir rašymo skaičiaus santykis yra 4:1.

Esant nuosekliai mišriai apkrovai su vyraujančiomis skaitymo operacijomis, būdingomis paprastiems asmeniniams kompiuteriams, „Samsung SM951“ ir „Kingston HyperX Predator“ užtikrina geriausią našumą. Atsitiktinė mišri apkrova SSD yra sunkesnis išbandymas ir palieka Samsung SM951 lyderį, tačiau Intel SSD 750 žengia į antrąją vietą. Tuo pačiu metu dažniausiai pasirodo Plextor M6e Black Edition, Kingston HyperX Predator ir OCZ RevoDrive 350 būti pastebimai blogesnis nei įprastas SATA SSD.

Kitose keliose diagramose pateikiamas išsamesnis mišrios apkrovos našumo vaizdas, parodydamas, kaip SSD greitis priklauso nuo skaitymo ir įrašymo į jį santykio.

Visa tai, kas išdėstyta pirmiau, gerai patvirtinama aukščiau pateiktose diagramose. Esant mišriam darbo krūviui ir nuoseklioms operacijoms, „Samsung SM951“ rodo geriausią našumą, kuris jaučiasi kaip žuvis vandenyje atliekant bet kokį darbą su serijiniais duomenimis. Savavališkų mišrių operacijų atveju situacija šiek tiek skiriasi. Abu „Samsung“ diskai – tiek PCI Express 3.0 x4 SM951, tiek įprastas SATA 850 PRO šiame teste atlieka labai gerai, pralenkdami beveik visus kitus SSD. Kai kuriais atvejais jiems gali atsispirti tik Intel SSD 750, kuris NVMe komandų sistemos dėka puikiai optimizuotas darbui su atsitiktiniais įrašais. Ir kai mišrios prekybos darbo eiga pakyla iki 80 procentų ar daugiau rekordų, ji šokteli į priekį.

Rezultatai CrystalDiskMark

„CrystalDiskMark“ yra populiari ir paprasta bandomoji programa, veikianti failų sistemos „viršuje“, leidžianti gauti rezultatus, kuriuos nesunkiai atkartoja paprasti vartotojai. Jame gauti našumo skaičiai turėtų papildyti išsamius grafikus, kuriuos sukūrėme remdamiesi IOMeter testais.

Šios keturios diagramos yra grynai teorinės ir parodo didžiausią našumą, kurio neįmanoma pasiekti atliekant tipines kliento užduotis. Asmeniniuose kompiuteriuose niekada nebūna 32 komandų užklausų eilės gylis, tačiau atliekant specialius testus tai leidžia pasiekti maksimalų našumą. Ir šiuo atveju pirmaujančią našumą plačiu skirtumu suteikia Intel SSD 750, kurio architektūra paveldėta iš serverių diskų, kur didelis užklausų eilės gylis yra gana tvarkingas.

Tačiau šios keturios diagramos jau yra praktiškos – jos rodo našumą esant apkrovai, būdingą asmeniniams kompiuteriams. O štai „Samsung SM951“ pasižymi geriausiu našumu, kuris nuo „Intel SSD 750“ atsilieka tik atsitiktiniais 4 kilobaitų įrašais.

„PCMark 8 2.0“ tikrojo naudojimo atvejai

„Futuremark PCMark 8 2.0“ testų paketas įdomus tuo, kad savo prigimtimi nėra sintetinis, o priešingai – paremtas realių programų veikimu. Jo metu atkuriami tikri scenarijai - disko naudojimo įprastose darbalaukio užduotyse pėdsakai ir matuojamas jų vykdymo greitis. Dabartinė šio testo versija imituoja darbo krūvį, paimtą iš tikrųjų „Battlefield 3“ ir „World of Warcraft“ žaidimų programų ir programinės įrangos paketų iš „Abobe“ ir „Microsoft“: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint ir Word. Galutinis rezultatas skaičiuojamas kaip vidutinis greitis, kurį važiavimai rodo įveikdami bandomuosius takelius.

PCMark 8 2.0 testas, įvertinantis saugojimo sistemų veikimą realiose programose, aiškiai parodo, kad yra tik du PCIe diskai, kurie iš esmės yra greitesni nei įprasti SATA modeliai. Tai Samsung SM951 ir Intel SSD 750, kurie taip pat laimi daugelyje kitų testų. Kiti PCIe SSD, tokie kaip Plextor M6e Black Edition ir Kingston HyperX Predator, nuo lyderių atsilieka daugiau nei pusantro karto. Na, OCZ ReveDrive 350 demonstruoja atvirai prastą našumą. Jis yra daugiau nei dvigubai lėtesnis už geriausius PCIe SSD ir savo greičiu prastesnis net už Samsung 850 PRO, veikiantį per SATA sąsają.

Integruotą „PCMark 8“ rezultatą reikėtų papildyti našumo rodikliais, kuriuos išduoda „flash drives“, praeinant atskirus bandymo takelius, kurie imituoja įvairius realios apkrovos variantus. Faktas yra tas, kad esant skirtingoms apkrovoms, „flash drives“ dažnai elgiasi šiek tiek kitaip.

Kad ir apie kokią programą kalbėtume, bet kokiu atveju vienas iš SSD su PCI Express 3.0 x4 sąsaja užtikrina didžiausią našumą: arba Samsung SM951, arba Intel SSD 750. Įdomu tai, kad kiti PCIe SSD kai kuriais atvejais paprastai suteikia tik greitį SATA SSD diskai. Tiesą sakant, to paties Kingston HyperX Predator ir Plextor M6e Black Edition pranašumą prieš Samsung 850 PRO galima pamatyti tik Adobe Photoshop, Battlefield 3 ir Microsoft Word.

Failų kopijavimas

Turėdami omenyje, kad kietojo kūno diskai vis dažniau diegiami į asmeninius kompiuterius, nusprendėme į savo metodiką įtraukti našumo matavimą atliekant įprastas failų operacijas – kopijuojant ir dirbant su archyvavimo įrenginiais, kurios atliekamos disko „viduje“. Tai yra tipiška disko veikla, kuri atsiranda, kai SSD atlieka ne vaidmenį sistemos diskas, bet įprastas diskas.

Kopijavimo testuose lyderiai vis dar yra tie patys Samsung SM951 ir Intel SSD 750. Tačiau jei kalbame apie didelius nuoseklius failus, tai Kingston HyperX Predator gali su jais konkuruoti. Turiu pasakyti, kad naudojant paprastą kopijavimą, beveik visi PCIe SSD yra greitesni nei Samsung 850 PRO. Yra tik viena išimtis – Plextor M6e Black Edition. O OCZ RevoDrive 350, kuris likusiuose bandymuose nuolat atsidūrė beviltiško nusileidimo pozicijoje, netikėtai aplenkia ne tik SATA SSD, bet ir lėčiausią PCIe SSD.

Antroji bandymų grupė buvo atlikta archyvuojant ir išpakuojant katalogą su darbo failais. Esminis skirtumas šiuo atveju yra tas, kad pusė operacijų atliekama su išsklaidytomis bylomis, o kita pusė – su vienu dideliu archyvo failu.

Panaši situacija ir dirbant su archyvais. Skirtumas tik tas, kad čia Samsung SM951 sugeba užtikrintai atitrūkti nuo visų konkurentų.

Kaip veikia TRIM ir foninis šiukšlių surinkimas

Testuodami įvairius SSD, mes visada patikriname, kaip jie apdoroja TRIM komandą ir ar jie sugeba surinkti šiukšles ir atkurti savo veikimą be operacinės sistemos palaikymo, tai yra, esant situacijai, kai TRIM komanda neperduodama. Toks bandymas buvo atliktas ir šį kartą. Šio testo schema yra standartinė: sukūrę ilgą nenutrūkstamą duomenų rašymo apkrovą, dėl kurios pablogėja rašymo greitis, išjungiame TRIM palaikymą ir laukiame 15 minučių, per kurias SSD gali bandyti atsigauti pats dėl savo savo šiukšlių surinkimo algoritmą, bet be pašalinės pagalbos operacinės sistemos, ir išmatuokite greitį. Tada į diską priverstinai siunčiama komanda TRIM – ir po trumpos pauzės vėl matuojamas greitis.

Tokio testavimo rezultatai pateikiami tolesnėje lentelėje, kur kiekvienam išbandytam modeliui nurodoma, ar jis reaguoja į TRIM išvalydamas nenaudojamą „flash“ atminties dalį ir ar gali paruošti švarius „flash“ atminties puslapius būsimoms operacijoms, jei komanda TRIM jai neduodama. Diskams, kurie, kaip paaiškėjo, gali atlikti šiukšlių surinkimą be komandos TRIM, taip pat nurodėme „flash“ atminties kiekį, kurį SSD valdiklis savarankiškai išleido būsimoms operacijoms. Jei diskas naudojamas aplinkoje be TRIM palaikymo, tai tik tiek duomenų, kuriuos galima išsaugoti diske dideliu pradiniu greičiu po tuščiosios eigos laiko.

Nepaisant to, kad aukštos kokybės TRIM komandos palaikymas tapo pramonės standartu, kai kurie gamintojai mano, kad priimtina parduoti diskus, kuriuose ši komanda nėra visiškai apdorota. Tokį neigiamą pavyzdį demonstruoja OCZ Revodrive 350. Formaliai jis supranta TRIM, o gavęs šią komandą net bando kažką daryti, bet apie visišką rašymo greičio grąžinimą į pradines reikšmes kalbėti nereikia. Ir čia nėra nieko keisto: „Revodrive 350“ yra pagrįstas „SandForce“ valdikliais, kurie pasižymi negrįžtamu našumo pablogėjimu. Atitinkamai, jis taip pat yra Revodrive 350.

Visi kiti PCIe SSD veikia su TRIM, kaip ir jų SATA kolegos. Tai yra idealu: operacinėse sistemose, kurios išduoda šią komandą diskams, našumas išlieka nuolat aukšto lygio.

Tačiau norime daugiau – kokybiškas diskas turėtų sugebėti išvežti šiukšles neišduodant TRIM komandos. Ir čia išsiskiria „Plextor M6e Black Edition“ - įrenginys, galintis savarankiškai atlaisvinti daug daugiau „flash“ atminties būsimoms operacijoms nei jo konkurentai. Nors, žinoma, šiukšlių rinkimas neprisijungus tam tikru mastu veikia visuose mūsų išbandytuose SSD diskuose, išskyrus Samsung SM951. Kitaip tariant, normaliai naudojant šiuolaikinėje aplinkoje, Samsung SM951 našumas nesumažės, tačiau tais atvejais, kai TRIM nepalaikomas, šis SSD nerekomenduojamas.

išvadas

Apibendrinimą turbūt reikėtų pradėti konstatuojant faktą, kad plataus vartojimo SSD su PCI Express sąsaja nebėra egzotika ir ne kažkokie eksperimentiniai produktai, o ištisas rinkos segmentas, kuriame žaidžia greičiausi kietojo kūno diskai entuziastams. Natūralu, kad tai taip pat reiškia, kad su PCIe SSD problemų jau seniai nebuvo: jie palaiko visas funkcijas, kurias turi SATA SSD, tačiau tuo pačiu yra produktyvesni ir kartais turi naujų įdomių technologijų.

Tuo pačiu metu klientų PCIe SSD rinka nėra tokia perpildyta, o kol kas į tokių kietojo kūno diskų gamintojų būrį galėjo patekti tik didelį inžinerinį potencialą turinčios įmonės. Taip yra dėl to, kad nepriklausomi masinės gamybos SSD valdiklių kūrėjai dar neturi dizainerių sprendimų, kurie leistų pradėti gaminti PCIe diskus su minimaliomis inžinerinėmis pastangomis. Todėl kiekvienas iš šiuo metu parduotuvių lentynose esančių PCIe SSD yra savitas ir savaip unikalus.

Šiame bandyme mums pavyko sujungti penkis populiariausius ir dažniausiai naudojamus PCIe SSD, skirtus naudoti asmeniniuose kompiuteriuose. Ir pagal pažinties su jais rezultatus tampa aišku, kad pirkėjai, norintys pereiti prie kietojo kūno diskų naudojimo su progresyvia sąsaja, dar nesusidurs su rimtomis pasirinkimo kančiomis. Daugeliu atvejų pasirinkimas bus nedviprasmiškas, išbandyti modeliai labai skiriasi savo vartotojiškomis savybėmis.

Apskritai pasirodė patraukliausias PCIe SSD modelis Samsung SM951. Tai puikus vieno iš rinkos lyderių PCI Express 3.0 x4 sprendimas, kuris ne tik įrodė, kad gali užtikrinti aukščiausią našumą esant tipiškoms bendroms darbo apkrovoms, bet ir yra žymiai pigesnis nei visi kiti PCIe diskai.

Tačiau „Samsung SM951“ vis dar nėra tobulas. Pirma, jame nėra jokių specialių technologijų, skirtų patikimumui pagerinti, tačiau mes vis tiek norėtume, kad jos būtų aukščiausios klasės gaminiuose. Antra, šį SSD gana sunku rasti parduodant Rusijoje - jis nėra tiekiamas į mūsų šalį oficialiais kanalais. Laimei, galime pasiūlyti atkreipti dėmesį į gerą alternatyvą - Intel SSD 750. Šis SSD taip pat veikia per PCI Express 3.0 x4 ir tik šiek tiek atsilieka nuo Samsung SM951. Tačiau jis yra tiesioginis serverių modelių giminaitis, todėl turi didelį patikimumą ir veikia su NVMe protokolu, kuris leidžia demonstruoti neprilygstamą greitį atliekant atsitiktines rašymo operacijas.

Iš esmės Samsung SM951 ir Intel SSD 750 fone kiti PCIe SSD diskai atrodo gana silpnai. Tačiau vis dar pasitaiko situacijų, kai jiems teks pirmenybę teikti kitam PCIe SSD modeliui. Faktas yra tas, kad pažangūs „Samsung“ ir „Intel“ diskai suderinami tik su šiuolaikinėmis pagrindinėmis plokštėmis, sukurtomis naudojant devyniasdešimtosios ar šimtosios „Intel“ serijos mikroschemų rinkinius. Senesnėse sistemose jie gali veikti tik kaip „antrasis diskas“, o įkelti operacinę sistemą iš jų bus neįmanoma. Todėl nei „Samsung SM951“, nei „Intel SSD 750“ nėra tinkami ankstesnių kartų platformoms atnaujinti, o pasirinkimas turės būti padarytas diske. Kingston HyperX Predator, kuri, viena vertus, gali užtikrinti gerą našumą, kita vertus, garantuotai neturės jokių suderinamumo problemų su senesnėmis platformomis.

Šiame straipsnyje paaiškinsime PCI magistralės sėkmės priežastis ir apibūdinsime ją pakeisiančią didelio našumo technologiją – PCI Express magistralę. Taip pat apžvelgsime kūrimo istoriją, PCI Express magistralės techninės ir programinės įrangos lygius, jos įgyvendinimo ypatybes bei išvardinsime privalumus.

Kai 1990-ųjų pradžioje pasirodė, tada savo techninėmis charakteristikomis gerokai pranoko visas iki tol buvusias padangas, tokias kaip ISA, EISA, MCA ir VL-bus. Tuo metu PCI magistralė (Peripheral Component Interconnect – periferinių komponentų sąveika), veikusi 33 MHz dažniu, puikiai tiko daugumai periferinių įrenginių. Tačiau šiandien situacija pasikeitė daugeliu atžvilgių. Visų pirma, žymiai padidėjo procesoriaus ir atminties taktiniai dažniai. Pavyzdžiui, procesorių taktinis dažnis išaugo nuo 33 MHz iki kelių GHz, o PCI veikimo dažnis išaugo tik iki 66 MHz. Tokių technologijų, kaip Gigabit Ethernet ir IEEE 1394B, atsiradimas kėlė grėsmę, kad visas PCI magistralės pralaidumas gali būti naudojamas vienam įrenginiui, paremtam šiomis technologijomis.

Tuo pačiu metu PCI architektūra turi nemažai pranašumų, palyginti su jos pirmtakais, todėl nebuvo racionalu ją visiškai peržiūrėti. Visų pirma, tai nepriklauso nuo procesoriaus tipo, palaiko buferio izoliaciją, magistralės valdymo technologiją (bus capture) ir PnP technologiją. Buferio izoliacija reiškia, kad PCI magistralė veikia nepriklausomai nuo vidinės procesoriaus magistralės, o tai leidžia procesoriaus magistralei veikti nepriklausomai nuo sistemos magistralės greičio ir apkrovos. Naudojant magistralės užgrobimo technologiją, periferiniai įrenginiai gali tiesiogiai valdyti duomenų perdavimo magistralėje procesą, o ne laukti pagalbos iš procesoriaus, kuris paveiktų sistemos veikimą. Galiausiai, „Plug and Play“ palaikymas leidžia automatiškai konfigūruoti ir konfigūruoti jį naudojančius įrenginius, taip pat išvengiama sukimosi su trumpikliais ir jungikliais, kurie gerokai sugriovė ISA įrenginių savininkų gyvenimą.

Nepaisant neabejotinos PCI sėkmės, šiuo metu ji susiduria su rimtomis problemomis. Tarp jų yra ribotas pralaidumas, duomenų perdavimo realiuoju laiku funkcijų trūkumas ir naujos kartos tinklo technologijų palaikymo trūkumas.

Įvairių PCI standartų lyginamosios charakteristikos

Pažymėtina, kad dėl protokolo principo ir magistralės topologijos ypatumų faktinis pralaidumas gali būti mažesnis nei teorinis. Be to, bendras pralaidumas paskirstomas visiems prie jo prijungtiems įrenginiams, todėl kuo daugiau įrenginių sėdi magistralėje, tuo mažiau pralaidumo tenka kiekvienam iš jų.

Standartiniai patobulinimai, tokie kaip PCI-X ir AGP, buvo sukurti siekiant pašalinti pagrindinį jo trūkumą – mažą laikrodžio greitį. Tačiau padidėjus laikrodžio dažniui šiuose įgyvendinimuose sumažėjo efektyvusis magistralės ilgis ir jungčių skaičius.

Naujos kartos magistralė PCI Express (arba sutrumpintai PCI-E) pirmą kartą buvo pristatyta 2004 m. ir buvo sukurta siekiant išspręsti visas problemas, su kuriomis susidūrė jos pirmtakas. Šiandien dauguma naujų kompiuterių turi PCI Express magistralę. Nors jie taip pat turi standartinius PCI lizdus, ​​laikas, kai magistralė taps istorija, jau ne už kalnų.

PCI Express architektūra

Magistralės architektūra turi sluoksniuotą struktūrą, kaip parodyta paveikslėlyje.

Magistralė palaiko PCI adresavimo modelį, kuris leidžia su juo dirbti visoms šiuo metu esamoms tvarkyklėms ir programoms. Be to, PCI Express magistralė naudoja standartinį PnP mechanizmą, pateiktą ankstesniame standarte.

Apsvarstykite įvairių PCI-E organizavimo lygių paskirtį. Magistralės programinės įrangos lygiu generuojamos skaitymo / rašymo užklausos, kurios perduodamos transportavimo lygiu naudojant specialų paketų protokolą. Duomenų sluoksnis yra atsakingas už klaidų taisymą ir užtikrina duomenų vientisumą. Pagrindinis aparatūros sluoksnis susideda iš dvigubo vienakrypčio kanalo, susidedančio iš perdavimo ir priėmimo poros, bendrai vadinamo saitu. Bendras 2,5 Gb/s magistralės greitis reiškia, kad kiekvienos PCI Express juostos pralaidumas yra 250 Mb/s į abi puses. Jei atsižvelgsime į protokolo pridėtinius nuostolius, kiekvienam įrenginiui yra apie 200 Mb / s. Šis pralaidumas yra 2–4 ​​kartus didesnis nei PCI įrenginių. Ir, skirtingai nei PCI, jei pralaidumas paskirstomas visiems įrenginiams, tada jis patenka į kiekvieną įrenginį.

Iki šiol yra keletas PCI Express standarto versijų, kurios skiriasi savo pralaidumu.

PCI Express x16 magistralės pralaidumas skirtingoms PCI-E versijoms, Gb/s:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

PCI-E magistralės formatai

Šiuo metu galimi įvairūs PCI Express formatų variantai, priklausomai nuo platformos paskirties – stacionaraus kompiuterio, nešiojamojo kompiuterio ar serverio. Serveriai, kuriems reikalingas didesnis pralaidumas, turi daugiau PCI-E lizdų, o tie lizdai turi daugiau magistralinių tinklų. Priešingai, nešiojamieji kompiuteriai gali turėti tik vieną juostą vidutinio greičio įrenginiams.

Vaizdo plokštė su PCI Express x16 sąsaja.

PCI Express išplėtimo plokštės yra labai panašios į PCI korteles, tačiau PCI-E jungtys yra labiau sukibusios, kad būtų užtikrinta, jog kortelė neišslys iš lizdo dėl vibracijos ar gabenimo metu. Yra keletas PCI Express lizdų formos faktorių, kurių dydis priklauso nuo naudojamų juostų skaičiaus. Pavyzdžiui, autobusas su 16 juostų vadinamas PCI Express x16. Nors bendras eismo juostų skaičius gali siekti net 32, praktiškai dauguma pagrindinių plokščių šiais laikais yra aprūpintos PCI Express x16 magistrale.

Mažesnės formos kortelės gali būti prijungtos prie didesnės formos lizdų, nepakenkiant našumui. Pavyzdžiui, PCI Express x1 kortelę galima prijungti prie PCI Express x16 lizdo. Kaip ir PCI magistralės atveju, norėdami prijungti įrenginius, jei reikia, galite naudoti PCI Express plėtiklį.

Įvairių tipų jungčių atsiradimas pagrindinėje plokštėje. Iš viršaus į apačią: PCI-X lizdas, PCI Express x8 lizdas, PCI lizdas, PCI Express x16 lizdas.

Express kortelė

„Express Card“ standartas siūlo labai paprastą būdą pridėti prie sistemos techninę įrangą. Tikslinė „Express Card“ modulių rinka yra nešiojamieji kompiuteriai ir maži kompiuteriai. Skirtingai nuo tradicinių darbalaukio išplėtimo kortelių, Express kortelę galima prijungti prie sistemos bet kuriuo metu, kai kompiuteris veikia.

Viena iš populiariausių „Express Card“ atmainų yra „PCI Express Mini Card“, sukurta kaip „Mini PCI“ formos kortelių pakaitalas. Šiuo formatu sukurta kortelė palaiko ir PCI Express, ir USB 2.0. PCI Express Mini kortelės matmenys yra 30×56 mm. PCI Express Mini kortelę galima prijungti prie PCI Express x1.

PCI-E pranašumai

PCI Express technologija įgijo pranašumų prieš PCI šiose penkiose srityse:

1. Geresnis našumas. Tik viena juosta PCI Express pralaidumas yra dvigubai didesnis nei PCI. Šiuo atveju pralaidumas didėja proporcingai linijų skaičiui magistralėje, kurių maksimalus skaičius gali siekti 32. Papildomas privalumas – informaciją magistrale galima perduoti abiem kryptimis vienu metu.
2. Supaprastinkite I/O. PCI Express naudojasi magistralių, tokių kaip AGP ir PCI-X, pranašumais su ne tokia sudėtinga architektūra ir gana paprastu įgyvendinimu.
3. Sluoksniuota architektūra. PCI Express siūlo architektūrą, kuri gali prisitaikyti prie naujų technologijų be didelių programinės įrangos atnaujinimų.
4. Naujos kartos I/O technologijos. „PCI Express“ suteikia naujų galimybių gauti duomenis, pasitelkus sinchroninio duomenų perdavimo technologiją, kuri užtikrina, kad informacija būtų gauta laiku.
5. Naudojimo paprastumas. PCI-E labai supaprastina naudotojo atliekamus sistemos atnaujinimus ir išplėtimus. Papildomi „Express“ kortelių formatai, tokie kaip „ExpressCard“, labai padidina galimybę prie serverių ir nešiojamų kompiuterių pridėti didelės spartos periferinius įrenginius.

Išvada

PCI Express yra magistralės technologija, skirta periferiniams įrenginiams prijungti, pakeičianti tokias technologijas kaip ISA, AGP ir PCI. Jo naudojimas žymiai padidina kompiuterio našumą, taip pat vartotojo galimybes plėsti ir atnaujinti sistemą.

Šis klausimas man buvo užduotas ne kartą, todėl dabar pasistengsiu kuo aiškiau ir trumpiau į jį atsakyti, tam pateiksiu PCI Express ir PCI išplėtimo lizdų paveikslėlius pagrindinėje plokštėje, kad būtų geriau suprasti ir, žinoma , nurodysiu pagrindinius charakteristikų skirtumus, t.e. labai greitai sužinosite, kas yra šios sąsajos ir kaip jos atrodo.

Taigi, pirmiausia trumpai atsakykime į šį klausimą, kas yra PCI Express ir PCI apskritai.

Kas yra PCI Express ir PCI?

PCI yra kompiuterio lygiagreti I/O magistralė, skirta išoriniams įrenginiams prijungti prie kompiuterio pagrindinės plokštės. PCI naudojamas prijungti: vaizdo plokštėms, garso plokštėms, tinklo plokštėms, TV imtuvams ir kitiems įrenginiams. PCI sąsaja pasenusi, todėl tikriausiai nepavyks rasti, pavyzdžiui, modernios vaizdo plokštės, kuri jungiasi per PCI.

PCI Express(PCIe arba PCI-E) yra kompiuterio nuoseklioji I/O magistralė, skirta išoriniams įrenginiams prijungti prie kompiuterio pagrindinės plokštės. Tie. čia jau naudojamas dvikryptis nuoseklusis ryšys, kuris gali turėti kelias linijas (x1, x2, x4, x8, x12, x16 ir x32) kuo daugiau tokių linijų, tuo didesnis PCI-E magistralės pralaidumas. PCI Express sąsaja naudojama prijungti tokius įrenginius kaip vaizdo plokštės, garso plokštės, tinklo plokštės, SSD diskai ir kt.

Yra keletas PCI-E sąsajos versijų: 1.0, 2.0 ir 3.0 (4.0 versija netrukus bus išleista). Ši sąsaja paprastai žymima, pavyzdžiui, taip PCI-E 3.0 x16, kuris reiškia PCI Express 3.0 versiją su 16 juostų.

Jei kalbėsime apie tai, ar veiks, pavyzdžiui, vaizdo plokštė, kuri turi PCI-E 3.0 sąsają pagrindinėje plokštėje, kuri palaiko tik PCI-E 2.0 arba 1.0, tai kūrėjai sako, kad viskas veiks, bet, žinoma, nepamirškite kad pralaidumą ribos pagrindinės plokštės galimybės. Todėl šiuo atveju permokėkite už vaizdo plokštę su daugiau nauja versija Manau, kad PCI Express neverta ( jei tik dėl ateities, t.y. Planuojate įsigyti naują pagrindinę plokštę su PCI-E 3.0). Be to, atvirkščiai, tarkime, kad jūsų pagrindinė plokštė palaiko PCI Express 3.0 versiją, o vaizdo plokštė palaiko 1.0 versiją, tuomet ir ši konfigūracija turėtų veikti, bet tik su PCI-E 1.0 galimybėmis, t.y. čia nėra jokių apribojimų, nes vaizdo plokštė šiuo atveju veiks neviršijant savo galimybių.

PCI Express ir PCI skirtumai

Pagrindinis charakteristikų skirtumas, žinoma, yra pralaidumas, PCI Express jis yra daug didesnis, pavyzdžiui, PCI 66 MHz dažnių juostos plotis yra 266 Mb / s, o PCI-E 3.0 (x16) 32 Gb/s.

Išoriškai sąsajos taip pat skiriasi, todėl prie PCI išplėtimo lizdo negalėsite prijungti, pavyzdžiui, PCI Express vaizdo plokštės. Skiriasi ir PCI Express sąsajos su skirtingu juostų skaičiumi, visa tai dabar parodysiu nuotraukose.

PCI Express ir PCI išplėtimo lizdai pagrindinėse plokštėse

PCI ir AGP lizdai

PCI-E x1, PCI-E x16 ir PCI lizdai

1. Sveiki! Paaiškinkite pralaidumo skirtumą tarp PCI Express 3.0 x16 ir PCI Express 2.0 x16. Parduodant vis dar yra pagrindinių plokščių su PCI Express 2.0 x16 sąsaja. aš su Prarasiu vaizdo našumą, jei įdiegsiu naują sąsajos vaizdo plokštęPCI Express 3.0 į kompiuterį su pagrindine plokšte, kur yra tik jungtisPCIe 2.0? Manau, kad pralaimėsiu, nes iš visosparta PCI Express 2.0 turi - 16 GB/s, o iš visoPCI Express 3.0 duomenų perdavimo sparta yra dvigubai greitesnė - 32 GB/s.
2. Sveiki! Turiu kompiuterį su galingu, bet ne nauju Intel Core i7 2700K procesoriumi ir pagrindinę plokštę su PCI Express 2.0 lizdu. Sakykite, jei nusipirksiu naują PCI Express 3.0 sąsajos vaizdo plokštę, tai ši vaizdo plokštė veiks dvigubai lėčiau, nei turėčiau pagrindinę plokštę su jungtimi PCI Express 3.0? Ar tai reiškia, kad turiu pakeisti kompiuterį?
3. Prašome atsakyti į šį klausimą. Mano pagrindinė plokštė turi dvi jungtis: PCI Express 3.0 ir PCI Express 2.0, bet jungtyje Nauja PCI Express 3.0 vaizdo plokštė PCI Express 3.0 nelipa, trukdo pietinio tilto radiatorius. Jei įdėjau vaizdo plokštęPCI-E 3.0 viename lizde PCI-E 2.0, ar mano vaizdo plokštė veiks blogiau nei tada, kai ji buvo įdėta į PCI Express 3.0 lizdą?
4. Sveiki, noriu is draugo nusipirkti naudota pagrindine plokste uz du tukstancius rub. Prieš trejus metus jis jį nusipirko už 7000 rublių, bet mane glumino tai, kad jame yra sąsajos vaizdo plokštės lizdas PCI-E 2.0 ir turiu vaizdo plokštęPCI-E 3.0. Ar mano grafikos plokštė šioje pagrindinėje plokštėje veiks visu pajėgumu, ar ne?

Pralaidumo skirtumas tarp PCI Express 3.0 x16 ir PCI Express 2.0 x16 sąsajos

Sveiki, draugai! Iki šiol parduodant galite rasti pagrindinių plokščių su lizdu PCI Express 2.0 x16 vaizdo plokštėms montuoti ir PCI Express 3,0x16. Tą patį galima pasakyti apie grafikos adapterius, yra vaizdo plokštės su sąsaja PCI-E 3.0, taip pat PCI-E 2.0. Jei pažvelgsite į oficialias PCI Express 3.0 x16 ir PCI Express 2.0 x16 sąsajų specifikacijas, pamatysite, kad bendra PCI Express 2.0 duomenų perdavimo sparta yra- 16 GB / s ir PCI Express 3.0 yra dvigubai didesnis -32 GB/s. Aš nesigilinsiu į šių sąsajų specifiką ir tiesiog pasakysiu, kad yra toks didelis skirtumasduomenų perdavimo sparta matoma tik teoriškai, tačiau praktiškai ji yra labai maža.Jei skaitote straipsnius šia tema internete, tadapadarysite išvadą, kad šiuolaikinės PCI Express 3.0 sąsajos vaizdo plokštės veikia vienoda sparta PCI Express 3.0 x16 ir PCI Express 2.0 x16 lizduose ir skirtumas pralaidumutarp PCI-E 3.0 x16 ir PCI-E 2.0 x16 yra tik 1-2% vaizdo plokštės našumo praradimas. Tai yra, nesvarbu, į kurį lizdą įdėsite vaizdo plokštę, PCI-E 3.0 ar PCI-E 2.0 viskas veiks taip pat.

Deja, visi šie straipsniai buvo parašyti 2013 ir 2014 m. ir tuo metu nebuvo tokių žaidimų kaip Far Cry Primal, Battlefield 1 ir kiti nauji produktai, kurie pasirodė 2016 m. Taip pat išleistas 2016 m NVIDIA 10 serijos GPU šeima, tokia kaip GeForce GTX 1050 ir GeForce GTX 1050 Ti vaizdo plokštės ir net GTX 1060. Mano eksperimentai su naujais žaidimais ir naujomis vaizdo plokštėmis parodė, kad PCI-E 3.0 sąsajos pranašumas priešPCI-E 2.0 nebėra 1-2%, bet vidutiniškai 6-7 proc. Kas įdomu, jei vaizdo plokštė yra žemesnės klasės nei GeForce GTX 1050 , tada procentas yra mažesnis (2-3%) , o jei atvirkščiai, tada daugiau - 9-13%.

Taigi savo eksperimente naudojau vaizdo plokštę GeForce GTX 1050 PCI-E 3.0 sąsaja ir pagrindinė plokštė su lizdu PCI Express 3.0 x16 ir PCI Express 2.0 x16.

H grafikos nustatymai žaidimuose visada yra didžiausi.

1. Žaidimas FAR CRY PRIMAL. Sąsaja PCI-E 3.0 parodė pranašumą prieš PCI-E 2.0 as visada didesnis 4-5 kadrais, o tai yra maždaug 4 % %.
2. Battlefield 1 žaidimas. Skirtumas tarp PCI-E 3.0 ir PCI-E 2.0 buvo 8-10 kadrų , o tai sudaro apie 9 proc.
3. Tomb Raider iškilimas. PCI-E 3.0 pranašumas vidurkis 9- 10 kadrų per sekundę arba 9%.
4. Raganius. PCI-E 3.0 pranašumas buvo 3%.
5. Grand Theft Auto V. PCI-E 3.0 pranašumas yra 5 kadrai per sekundę arba 5%.

Tai reiškia, kad vis dar skiriasi PCI-E 3.0 x16 ir PCI-E 2.0 x16 sąsajų pralaidumas ir tai nėra palanki PCI-E 2.0. Todėl pagrindinės plokštės su vienu PCI-E 2.0 lizdu šiuo metu nepirkčiau.

Mano draugas pirko naudotą pagrindinę plokštę už tris tūkstančius rublių. Taip, kažkada jis buvo sukrautas ir kainavo apie dešimt tūkstančių rublių, jis turi daug jungčių SATA III ir USB 3.0, taip pat 8 lizdai RAM, palaiko RAID technologiją ir pan., bet yra pastatytas ant pasenusio mikroschemų rinkinio ir ant jo esančio PCI Express 2.0 vaizdo plokštės lizdo! Mano nuomone, aš verčiau jį nusipirkti. Kodėl?

Gali atsitikti taip, kad po metų ar dvejų naujausios vaizdo plokštės veiks tik jungtyje PCI Express 3.0 x16 , o jūsų pagrindinėje plokštėje bus morališkai pasenusi ir gamintojų nebenaudojama jungtis PCI Express 2.0 x16 . Perkate naują vaizdo plokštę, o ji atsisako veikti sename lizde. Asmeniškai aš jau daug kartų susidūriau su vaizdo plokšte PCI-E 3.0 ant kilimėlio neveikė. jungties plokštė PCI-E 2.0 ir Nepadėjo net pagrindinės plokštės BIOS atnaujinimas.Taip pat užsiėmiau vaizdo plokštėmisPCI-E 2.0 x16, kuris atsisakė dirbti senesnėse pagrindinėse plokštėse su sąsaja PCI-E 1.0 x 16, nors visur rašo apie atgalinį suderinamumą.Atvejai, kai PCI Express 3.0 x16 vaizdo plokštė nebuvo paleista pagrindinėse plokštėsePCI Express 1.0 x16, net daugiau.

Na, nepamirškite apie sąsajos išvaizdą šiais metais PCI Express 4.0. Tokiu atveju PCI Express 3.0 bus pasenusi.