Інтерфейс PCI у комп'ютері: види та призначення. Фото

В даний час у сфері складної електроніки спостерігається активне та швидке впровадження нових технологій, внаслідок чого деякі компоненти системи можуть застаріти та не підлягати оновленню тощо.

У зв'язку з цим доводиться підключати до них різні доповнення і для чого нерідко потрібні ті чи інші перехідники.

У цій статті ми розглянемо перехідник pci-e pci, як він працює і які особливості має.

Визначення

Що ж це за пристрій і для чого воно потрібне? Строго кажучи, це шина введення та виведення, яка підключається до персонального комп'ютера.

До цієї шини, тобто до перехідника, можна підключити деяке (розрізняється залежно від конфігурації) кількість зовнішніх периферійних пристроїв.

За допомогою послідовного з'єднання ці периферійні пристрої підключаються до комп'ютера.

Основною характеристикою такого пристрою є його пропускна спроможність.

Саме вона характеризує (в загальному випадку) якість роботи, швидкість її та швидкодію комп'ютера та підключених таким чином елементів.

Характеристика пропускної спроможності виявляється у кількості ліній з'єднання (від 1 до 32).

Залежно від цієї основної характеристики може змінюватись і ціна даного пристрою. Тобто, чим ця характеристика краща (показник вищий), тим вища і вартість такого пристрою. Крім того, багато залежить від статусу виробника, надійності обладнання та його довговічності. У середньому ціна починається від 250-500 рублів (за азіатські вироби з низькою пропускною спроможністю), до 2000 рублів (за європейські та японські пристрої з високою пропускною спроможністю).

Технічні характеристики

З технічного погляду такий пристрій має три складові:

Вище було написано про виняткову важливість пропускної здатності пристрою для нормального функціонування.

Що ж таке пропускна спроможність? Щоб відповісти на це питання, необхідно розуміти принцип дії такого перехідника.

Він здатний здійснювати одночасне двоспрямоване (від карти до периферії та від периферії до карти) з'єднання обладнання.

При цьому передача даних може відбуватися як по одній, так і кількох лініях.

Чим більше таких ліній, тим стабільнішим працює пристрій, тим вища його пропускна здатність і тим більш швидкодіючим буде периферійне обладнання.

Важливо!Залежно від кількості ліній пристрій може мати різні конфігурації: х1, х2, х4, х8, х12, х16, х32. Цифра вказує безпосередньо кількість смуг для двосторонньої одночасної передачі. Кожна з таких смуг складається з двох пар дротів (для передачі у двох напрямках).

Як видно з опису, ця конфігурація значно впливає на вартість пристрою.

Але яке прикладне значення вона має, чи є сенс витрачатися додатково при покупці пристрою?

Це безпосередньо залежить від того, скільки ви плануєте підключити до материнської плати – чим більше, тим більша пропускна здатність необхідна пристрою для підтримки стабільної роботи комп'ютера.

Шифрування

За такої системи передачі інформації використовується специфічна система захисту її від спотворень та втрат.

Цей метод захисту отримав позначення 8/10В.

Сенс у тому, що для передачі 8 біт необхідної інформації повинні бути використані додаткові 2 службові біти для здійснення безпеки та захисту від спотворень.

При роботі такого адаптера, на комп'ютер постійно передається 20% службової інформації, яка не несе ніякого навантаження і користувачеві не потрібна. Але саме вона, хоч і навантажує (втім, зовсім небагато), забезпечує стабільність роботи шини та периферійних пристроїв.

Історія

На початку 2000-х активно використовувався слот розширення AGP, саме з його допомогою встановлювалися.

Але, в якийсь момент було досягнуто максимальної технічно можливої його продуктивності і виникла потреба у створенні адаптера нового типу.

І незабаром з'явився PCI-E - це був 2002 рік.

Відразу ж виникла потреба в адаптері, який дозволяв би встановлювати нові графічні рішення в застарілий слот розширення чи навпаки.

Тому в 2002 році багато розробників і виробників всерйоз зайнялися створенням такого адаптера.

На той момент пристрій мав одну важливу якість – можливість модернізувати ПК, витративши на це мінімальні суми, адже замість заміни материнської плати достатньо було щодо недорогого перехідника.

Але технологія не увінчалася успіхом, оскільки на той момент коштували майже так само, як перші перехідники, а тому виникла необхідність у розробці більш простої конфігурації адаптера.

Цікаво, що виробники також послідовно збільшували пропускну здатність таких пристроїв. Якщо перших змін вона становила трохи більше 8 Гб/с, то другої вже 16 Гб/с, а третьої – 64 Гб/с. Це відповідало вимогам зростаючих навантажень, що виникають через модернізацію периферійних пристроїв.

При цьому слоти з різною швидкістю передачі сумісні з будь-якими пристроями менш «швидкісного» рівня.

Тобто, якщо підключити до слота третього покоління графічну платформу другого або першого покоління, то слот автоматично переключиться на інший швидкісний режим, який відповідає підключеному пристрою.

Відмінності PCI та PCI-E

Які специфічні відмінності є в цих двох конфігурацій?

За своїми технічними та експлуатаційними характеристиками PCI схожий на AGP, тоді як PCI-E – принципово нова розробка.

Тоді як PCI забезпечує паралельну передачу інформації, PCI-E - послідовну, за рахунок чого досягається значно більша швидкість передачі інформації та швидкодія навіть з урахуванням застосування адаптера.

Навіщо потрібен?

Навіщо потрібен такий адаптер і навіщо він може застосовуватися, чи можна уникнути нього?

Потрібно розуміти, що більшість користувачів обходяться без цього обладнання тому, що воно не є необхідним навіть на старих, схильних до суттєвого зносу, комп'ютерах.

Це додаткове обладнання, яке у ряді випадків покращить функціонал вашого ПК, але без якого цілком може обійтися рядовий користувач.

По суті, використання такого перехідника дає тільки одну основну перевагу - можливість підключення до карти пам'яті деякої кількості периферійних пристроїв, тоді як так багато їх підключити неможливо. Наприклад, у такий спосіб можна підключити дискретну відео- або на додаток до основної.

Також досить зручною можливістю може бути одночасне швидке відключення всіх периферійних пристроїв за потреби.

Наприклад, якщо знижується швидкість комп'ютера або з інших причин. В цьому випадку користувачеві не треба тривалий час програмно відключати компоненти.

Недоліки та можливі проблеми

Існує ряд істотних недоліків цих пристроїв і проблем, які можуть викликати в процесі функціонування.

Найчастіше є такі складності:

Пристрій досить велике, тому воно не завжди поміщається в мініатюрні;
З першого пункту автоматично випливає другий – перехідник не призначений для роботи з ноутбуками;
Стабільна робота багатьох пристроїв можлива лише у поєднанні з низькопрофільними картами;
Завжди є ймовірність збою, програмної або технічної (незначної) несумісності пристрою з материнською платою вашого ПК (все ускладнюється тим, що більшість таких пристроїв заявлено універсальними, хоча з багатьма насправді працюють менш стабільно, ніж з іншими);
Постійно залишаються зайнятими деякі обсяги оперативної пам'яті ПК через .

Якщо існує необхідність підключити до материнської плати додаткові пристрої, випробувати такий метод має сенс. Але треба пам'ятати, що нормальна стабільна робота можлива тільки з якісними та продуктивними материнською платою та периферійним пристроєм.

Раніше масового покупця цікавило головним чином лише два типи твердотільних накопичувачів: або високошвидкісні моделі преміального рівня типу Samsung 850 PRO, або вигідні за співвідношенням ціни та продуктивності пропозиції, такі як Crucial BX100 або SanDisk Ultra II. Тобто сегментація ринку SSD була вкрай слабкою, а конкуренція між виробниками хоч і розгорталася за напрямами продуктивності та ціни, розрив між рішеннями верхнього та нижнього рівня залишався досить невеликим. Такий стан справ частково зумовлений тим, що технологія SSD сама по собі суттєво покращує відчуття користувача від роботи з комп'ютером, і тому питання конкретної реалізації для багатьох відходять на другий план. З цієї ж причини споживчі твердотілі накопичувачі були вписані в стару інфраструктуру, яка спочатку орієнтувалася на механічні жорсткі диски. Це суттєво полегшило їхнє впровадження, проте уклало SSD у досить вузькі рамки, які багато в чому стримують як зростання пропускної спроможності, так і зниження латентності дискової підсистеми.

Але до певного часу такий стан справ усіх влаштовував. Технологія SSD була в новинку, і користувачі, що переходять на твердотільні накопичувачі, залишалися задоволені своїм придбанням навіть незважаючи на те, що вони отримували продукти, які насправді працюють далеко не на межі своїх можливостей, а їх продуктивність стримується штучними бар'єрами. Однак до сьогоднішнього дня SSD, мабуть, можна вважати вже справжнісіньким мейнстримом. Будь-який власник персонального комп'ютера, що поважає себе, якщо і не має хоча б один SSD у своїй системі, то дуже серйозно налаштований на його придбання найближчим часом. І в цих умовах виробники просто змушені замислюватися про те, щоб розгорнути нарешті повноцінну конкуренцію: зруйнувати всі бар'єри і перейти до випуску ширших лінійок продукції, що принципово різняться за пропонованими характеристиками. Благо для цього підготовлено весь необхідний ґрунт, і, в першу чергу, більшість розробників SSD мають бажання і можливості для того, щоб зайнятися випуском продуктів, що працюють не через спадковий SATA-інтерфейс, а через більш продуктивну шину PCI Express.

Оскільки пропускна здатність SATA обмежена величиною 6 Гбіт/с, максимальна швидкість флагманських SATA SSD не виходить за величину близько 500 Мбайт/с. Тим не менш, сучасні накопичувачі, засновані на флеш-пам'яті, здатні на набагато більше: адже якщо замислитися, то вони мають більше спільного із системною пам'яттю, аніж із механічними жорсткими дисками. Що ж до шини PCI Express, то зараз вона активно застосовується як транспортний рівень при підключенні графічних карт та інших додаткових контролерів, які потребують обміну даними з високою швидкістю, наприклад, Thunderbolt. Одна лінія PCI Express другого покоління забезпечує пропускну здатність лише на рівні 500 Мбайт/с, а лінія PCI Express 3.0 може розвивати швидкість до 985 Мбайт/с. Таким чином, інтерфейсна карта, яка встановлюється в слот PCIe x4 (з чотирма лініями), може обмінюватися даними на швидкості до 2 Гбайт/с у разі PCI Express 2.0 і майже до 4 Гбайт/с – при використанні PCI Express третього покоління. Це відмінні показники, що цілком підходять і для сучасних твердотільних накопичувачів.

Зі сказаного закономірно слід, що на ринку крім SATA SSD повинні поступово знаходити поширення високошвидкісні накопичувачі, що використовують шину PCI Express. І це справді відбувається. У магазинах можна знайти кілька моделей споживчих твердотільних накопичувачів від провідних виробників, виконаних у вигляді карт розширення або M.2-плат, які використовують різні варіанти шини PCI Express. Ми вирішили зібрати їх разом і порівняти між собою за продуктивністю та іншими параметрами.

Учасники тестування

Intel SSD 750400 Гбайт

На ринку твердотільних накопичувачів компанія Intel дотримується нестандартної стратегії і розробці SSD для споживчого сегмента приділяє не дуже серйозну увагу, концентруючись на продуктах для серверів. Однак її пропозиції від цього не стають нецікавими, особливо якщо йдеться про твердотільний накопичувач для шини PCI Express. В даному випадку Intel вирішила адаптувати для використання у високопродуктивному клієнтському SSD свою найпрогресивнішу серверну платформу. Саме таким чином і народився Intel SSD 750 400 Гбайт, який отримав не тільки вражаючі характеристики швидкодії та ряд технологій серверного рівня, які відповідають за надійність, але й підтримку новомодного інтерфейсу NVMe, про який кілька слів варто сказати окремо.

Якщо говорити про конкретні поліпшення NVMe, то в першу чергу згадки заслуговує на зниження накладних витрат. Наприклад, пересилання найбільш типових 4-кілобайтних блоків у новому протоколі вимагає подання лише однієї команди замість двох. А весь набір керуючих інструкцій спрощений настільки, що їх обробка на рівні драйвера знижує завантаження процесора і затримки, що виникають при цьому, як мінімум удвічі. Друге важливе нововведення - підтримка глибокої конвеєризації і багатозадачності, що полягає в можливості паралельно створювати множинні черги запитів замість єдиної черги, що була раніше, на 32 команди. Інтерфейсний протокол NVMe здатний обслуговувати до 65 536 черг, причому кожна з них може містити до 65 536 команд. Фактично якісь обмеження ліквідуються взагалі, і це дуже важливо для серверних середовищ, де на дискову підсистему може покладатися величезна кількість одночасних операцій вводу-виводу.

Але незважаючи на роботу через інтерфейс NVMe, Intel SSD 750 - це все ж таки не серверний, а споживчий накопичувач. Так, майже така ж апаратна платформа, як у цьому накопичувачі, використовується в SSD серверного класу Intel DC P3500, P3600 і P3700, але в Intel SSD 750 застосована дешевша ординарна MLC NAND, а також модифікована прошивка. Виробник вважає, що завдяки таким змінам продукт, що вийшов, сподобається ентузіастам, оскільки він поєднує високу потужність, принципово новий інтерфейс NVMe і не дуже лякаючу вартість.

Intel SSD 750 є PCIe x4 картою половинної висоти, яка може задіяти чотири лінії стандарту 3.0 і розвивати послідовні швидкості передачі даних до 2,4 Гбайт/с, а швидкість випадкових операцій - до 440 тисяч IOPS. Щоправда, найбільшою продуктивністю відрізняється найбільш ємна модифікація на 1,2 Тбайт, отримана нами на тести версія об'ємом 400 Гбайт трохи повільніше.

Плата накопичувача повністю закрита бронею. З лицьового боку це алюмінієвий радіатор, а з зворотного - декоративна металева пластина, яка насправді з мікросхемами не стикається. Слід зазначити, що застосування радіатора тут – необхідність. Основний контролер інтелівського SSD виділяє чимало тепла, і за високого навантаження навіть оснащений таким охолодженням накопичувач може розігріватися до температур близько 50-55 градусів. Але завдяки попередньому охолодженню ніяких натяків на тротлінг не спостерігається – продуктивність залишається постійною навіть у процесі безперервного та інтенсивного використання.

В основі Intel SSD 750 лежить контролер серверного рівня Intel CH29AE41AB0, який працює на частоті 400 МГц і має вісімнадцять (!) каналів для підключення флеш-пам'яті. Якщо врахувати, що більшість контролерів для споживчих SSD мають у своєму розпорядженні або вісім, або чотирма каналами, стає зрозуміло, що Intel SSD 750 дійсно може прокачувати по шині значно більше даних, ніж звичні моделі SSD.

Що стосується флеш-пам'яті, що використовується, то в цій частині Intel SSD 750 не проводить жодних інновацій. Він грунтується на звичайній MLC NAND інтелівського виробництва, випущеної по 20-нм техпроцесу і має ядра об'ємом і 64, і 128 Гбіт упереміж. Слід зазначити, більшість інших виробників SSD досить давно відмовилися від подібної пам'яті, перейшовши на чіпи, зроблені за більш тонкими нормами. Та й сама Intel розпочала переклад на 16-нм пам'ять не лише своїх споживчих, а й серверних накопичувачів. Однак незважаючи на все це, в Intel SSD 750 встановлюється стара пам'ять, яка імовірно має більш високий ресурс.

Серверне походження Intel SSD 750 простежується ще й у тому, що загальний обсяг флеш-пам'яті цього SSD становить 480 ГіБ, від яких користувачеві доступно лише близько 78 відсотків. Решта відводиться на підмінний фонд, складання сміття та технології захисту даних. У Intel SSD 750 реалізовано традиційну для флагманських накопичувачів RAID 5-подібну схему на рівні кристалів MLC NAND, що дозволяє успішно відновлювати дані навіть у тому випадку, коли один з чіпів повністю виходить з ладу. Крім того, інтелівський SSD забезпечує повний захист даних від перебоїв живлення. На Intel SSD 750 є два електролітичні конденсатори, і їх ємності вистачає для штатного завершення роботи накопичувача в автономному режимі.

Kingston HyperX Predator 480 Гбайт

Kingston HyperX Predator - це куди більш традиційне в порівнянні з Intel SSD 750 рішення. По-перше, воно працює через протокол AHCI, а не NVMe, а по-друге, для підключення до системи цього SSD потрібна більш поширена шина PCI Express 2.0. Все це робить варіант Kingston дещо повільнішим – пікові швидкості при послідовних операціях не перевищують 1400 Мбайт/с, а випадкові – 160 тисяч IOPS. Але HyperX Predator не накладає ніяких спеціальних вимог на систему - він сумісний з будь-якими, в тому числі і старими платформами.

Разом з цим накопичувач має не зовсім просту двокомпонентну конструкцію. Сам SSD є платою у форм-факторі M.2, яка доповнена PCI Express перехідником, що дозволяє підключати M.2-накопичувачі через звичайні повнорозмірні PCIe слоти. Перехідник виконаний у вигляді PCIe x4 карти половинної висоти, що діє всі чотири лінії PCI Express. Завдяки такій конструкції Kingston продає свій HyperX Predator у двох варіантах: як PCIe SSD для десктопів та як M.2-накопичувач для мобільних систем (у цьому випадку перехідник у постачання не включається).

Kingston HyperX Predator базується на контролері Marvell Altaplus (88SS9293), який з одного боку підтримує чотири лінії PCI Express 2.0, з другого – має вісім каналів для підключення флеш-пам'яті. На даний момент це - найшвидший серійно випускається SSD-контролер фірми Marvell з підтримкою PCI Express. Однак незабаром у Marvell з'являться і швидші послідовники з підтримкою NVMe і PCI Express 3.0, якої чіп Altaplus не має.

Оскільки сама компанія Kingston не виробляє ні контролерів, ні пам'яті, збираючи свої SSD з елементної бази, що закуповується у інших виробників, немає нічого дивного в тому, що в основі HyperX Predator PCIe SSD лежить не тільки сторонній контролер, але й 128-гігабітні 19- нм чіпи MLC NAND компанії Toshiba. Така пам'ять має невисоку закупівельну ціну і ставиться зараз у багато продуктів Kingston (та інших фірм), і насамперед у ширпотребні моделі.

Однак використання подібної пам'яті породило парадокс: незважаючи на те, що за своїм формальним позиціонуванням Kingston HyperX Predator PCIe SSD – це продукт преміального класу, на нього дається лише трирічна гарантія, а заявлений середній час напрацювання на відмову значно менше, ніж у флагманських SATA SSD інших виробників.

Жодних особливих технологій захисту даних у Kingston HyperX Predator також не передбачається. Але накопичувач має порівняно велику приховану від очей користувача область, розмір якої становить 13 відсотків повної ємності накопичувача. Резервна флеш-пам'ять, що входить до неї, використовується для складання сміття і вирівнювання зносу, але в першу чергу витрачається на заміну комірок пам'яті, що вийшли з ладу.

Залишається лише додати, що у конструкції HyperX Predator не передбачено жодних спеціальних засобів для відведення тепла від контролера. На відміну від більшості інших високопродуктивних рішень, радіатора цього накопичувача немає. Тим не менш, до перегріву цей SSD абсолютно не схильний - його максимальне тепловиділення трохи перевищує 8 Вт.

OCZ Revodrive 350 480 Гбайт

OCZ Revodrive 350 з повним правом можна назвати одним із найстаріших споживчих твердотільних накопичувачів з інтерфейсом PCI Express. Ще в ті часи, коли ніхто з інших виробників про випуск клієнтських PCIe SSD навіть не замислювався, у модельному ряду компанії OCZ був RevoDrive 3 (X2) – прообраз сучасного Revodrive 350. на фоні актуальних конкурентів. У той час як більшість виробників високопродуктивних накопичувачів для ПК користуються сучасними контролерами з вродженою підтримкою шини PCI Express, в Revodrive 350 реалізована дуже хитромудра і явно неоптимальна архітектура. Він базується на двох або чотирьох (залежно від об'єму) контролерах SandForce SF-2200, які зібрані в RAID-масив нульового рівня.

Якщо говорити про модель OCZ Revodrive 350, що взяла участь у цьому тестуванні, об'ємом 480 Гбайт, то в її основі, фактично, лежать чотири SATA SSD ємністю по 120 Гбайт, кожен з яких базується на власному чіпі SF-2282 (аналозі широко поширеного SF-2281) . Потім ці елементи об'єднані в єдиний чотирикомпонентний RAID 0-масив. Однак для цього використовується не зовсім звичний RAID-контролер, а фірмовий процесор віртуалізації (VCA 2.0) OCZ ICT-0262. Втім, дуже схоже на те, що під цим ім'ям ховається перелицьована мікросхема Marvell 88SE9548, що представляє собою чотирипортовий RAID-контролер SAS/SATA 6 Гбіт/с з інтерфейсом PCI Express 2.0 x8. Але навіть якщо й так, то інженери OCZ написали для цього контролера власну прошивку та драйвер.

Унікальність програмної складової RevoDrive 350 полягає в тому, що в ньому реалізований не зовсім класичний RAID 0, а його подібність з інтерактивним балансуванням навантаження. Замість розбиття потоку даних на блоки фіксованого розміру і їх послідовної передачі на різні контролери SF-2282, технологія VCA 2.0 передбачає аналіз і гнучке перерозподіл операцій введення-виведення в залежності від поточної зайнятості контролерів флеш-пам'яті. Тому RevoDrive 350 виглядає для користувача як монолітний твердотільний накопичувач. У його BIOS не можна зайти, а виявити, що в надрах цього SSD ховається RAID-масив, без знайомства з апаратною начинкою неможливо. Більш того, на відміну від звичайних RAID-масивів, RevoDrive 350 підтримуються всі типові функції SSD: SMART-моніторинг, TRIM і операція Secure Erase.

RevoDrive 350 випускається у вигляді плат із інтерфейсом PCI Express 2.0 x8. Незважаючи на те, що всі вісім ліній інтерфейсу реально використовуються, заявлені показники продуктивності помітно нижчі за їхню сумарну теоретичну пропускну здатність. Максимальна швидкість послідовних операцій обмежується величиною 1800 Мбайт/с, а продуктивність довільних операцій вбирається у 140 тисяч IOPS.

Варто відзначити, що виконаний OCZ RevoDrive 350 у вигляді PCI Express x8 плати повної висоти, тобто цей накопичувач фізично більший, ніж всі інші, що беруть участь у тестуванні SSD, і тому він не може бути встановлений у низькопрофільні системи. Лицьова поверхня плати RevoDrive 350 закрита декоративним металевим кожухом, що за сумісництвом виступає радіатором для базової мікросхеми RAID-контролера. Контролери SF-2282 розташовані на зворотному боці плати та будь-якого охолодження позбавлені.

Для формування масиву флеш-пам'яті OCZ скористалася мікросхемами своєї материнської компанії – Toshiba. Використовуються чіпи, які виробляються по 19-нм техпроцесу і мають ємність 64 Гбіт. Загальний обсяг флеш-пам'яті в RevoDrive 350 480 Гбайт складає 512 Гбайт, але 13% зарезервовано під внутрішні потреби - вирівнювання зношування та складання сміття.

Варто відзначити, що архітектура RevoDrive 350 не є унікальною. На ринку представлено ще кілька моделей подібних SSD, що працюють за принципом «RAID-масив із SATA SSD на базі контролерів SandForce». Проте всі такі рішення, як і PCIe-накопичувач OCZ, що розглядається, відрізняються неприємним недоліком - їх продуктивність на операціях запису деградує з часом. Це пов'язано з особливостями внутрішніх алгоритмів контролерів SandForce, операція TRIM у яких не повертає швидкість запису до початкового рівня.

Той безперечний факт, що RevoDrive 350 стоїть на сходинку нижче за PCI Express накопичувачів нового покоління підкреслюється і тим, що на цей накопичувач дається всього трирічна гарантія, а його ресурс запису становить лише 54 Тбайт - в рази менше, ніж у конкурентів. Більш того, незважаючи на те, що RevoDrive 350 ґрунтується на тому ж дизайні, що і серверний Z-Drive 4500, ніякого захисту від перепадів напруги живлення він не має. Однак все це не заважає OCZ з властивою їй зухвалістю позиціонувати RevoDrive 350 як преміальне рішення рівня Intel SSD 750.

Plextor M6e Black Edition 256 Гбайт

Відразу необхідно зазначити, що накопичувач Plextor M6e Black Edition є прямим послідовником добре відомої моделі M6e . Схожість новинки на попередницю простежується багато в чому, якщо говорити про технічну, а не естетичну складову. Новий SSD так само має двокомпонентну конструкцію, включаючи в себе власне накопичувач у форматі M.2 2280 і перехідник, який дозволяє встановлювати його в будь-який звичайний слот PCIe x4 (або більш швидкісний). У його ж основі лежить восьмиканальний контролер Marvell 88SS9183, який спілкується із зовнішнім світом по двох лініях PCI Express 2.0. Так само, як і в минулій модифікації, M6e Black Edition використовується MLC-флеш-пам'ять компанії Toshiba.

І це означає, що, незважаючи на те, що M6e Black Edition у зборі виглядає як карта половинної висоти з інтерфейсом PCI Express x4, насправді цей SSD користується лише двома лініями PCI Express 2.0. Звідси і не надто вражаючі швидкості, які лише трохи перевищують швидкодію традиційних SATA SSD. Паспортна продуктивність на послідовних операціях обмежується величиною 770 Мбайт/с, але в довільних – 105 тисяч IOPS. Слід зазначити, що працює Plextor M6e Black Edition за спадковим AHCI-протоколом, і це забезпечує його широку сумісність із різними системами.

Незважаючи на те, що Plextor M6e Black Edition, як і Kingston HyperX Predator, є комбінацією з PCI Express перехідника і «ядра» у форматі M.2-плати, з лицьового боку визначити це неможливо. Весь накопичувач сховався під фігурним чорним алюмінієвим кожухом, у центрі якого врізаний червоний радіатор, який повинен відводити тепло від контролера та чіпів пам'яті. Розрахунок дизайнерів зрозумілий: подібне колірне рішення повсюдно застосовується в різному ігровому залізі, тому Plextor M6e Black Edition гармонійно виглядатиме поряд з багатьма геймерськими материнськими платами та відеокартами більшості провідних виробників.

Масив флеш-пам'яті Plextor M6e Black Edition набраний 19-нм чіпами MLC NAND компанії Toshiba другого покоління з ємністю 64 Гбіт. На резерв, який використовується для підмінного фонду та роботи внутрішніх алгоритмів вирівнювання зносу та складання сміття відведено 7 відсотків від загального обсягу. Все інше – доступне користувачеві.

Через використання досить слабкого контролера Marvell 88SS9183 із зовнішньою шиною PCI Express 2.0 x2 накопичувач Plextor M6e Black Edition варто вважати досить повільним PCIe SSD. Однак це не заважає виробнику відносити цей продукт до верхньої цінової категорії. З одного боку, він все-таки швидше за SATA SSD, а з іншого – має непогані характеристики надійності: має тривалий час напрацювання на відмову і покривається п'ятирічною гарантією. Втім, жодних спеціальних технологій, здатних захистити M6e Black Edition від перепадів напруги чи збільшити його ресурс, у ньому не реалізовано.

Samsung SM951 256 Гбайт

Samsung SM951 - найбільш невловимий накопичувач у сьогоднішньому тестуванні. Справа в тому, що спочатку це продукт для збирачів комп'ютерів, тому в роздрібному продажу він представлений досить блякло. Тим не менш, за бажання купити його все-таки можливо, тому відмовлятися від розгляду SM951 ми не стали. Тим більше, якщо судити з характеристик, це дуже швидкодіюча модель. Вона орієнтована на роботу по шині PCI Express 3.0 x4, використовує протокол AHCI та обіцяє вражаючі швидкості: до 2150 Мбайт/с на послідовних операціях та до 90 тисяч IOPS – на довільних. Але найголовніше, при всьому цьому Samsung SM951 дешевше багатьох інших PCIe SSD, так що його пошуки в продажу можуть мати під собою цілком конкретне економічне обґрунтування.

Ще одна особливість Samsung SM951 полягає в тому, що постачається він у M.2-виді. Спочатку це рішення орієнтоване на мобільні системи, тому жодних перехідників для повнорозмірних слотів PCIe у комплекті з накопичувачем не додається. Проте це навряд чи можна вважати серйозним недоліком – більшість флагманських материнських плат мають на своєму борту й інтерфейсні слоти M.2. Крім того, необхідні плати-перехідники широко представлені у продажу. Сам же Samsung SM951 є платою форм-фактора M.2 2280, роз'єм якої має ключ типу M, що вказує на потребу SSD в чотирьох лініях PCI Express.

В основі Samsung SM951 лежить виключно потужний контролер Samsung UBX, розроблений виробником спеціально для SSD з інтерфейсом PCI Express. Він базується на трьох ядрах з ARM-архітектурою і теоретично здатний працювати як з AHCI-, так і з NVMe-командами. У розглянутому SSD у контролері включений лише AHCI-режим. Але NVMe-версію даного контролера незабаром можна буде побачити у новому споживчому SSD, який Samsung має запустити цієї осені.

Через OEM-спрямованість для розглянутого накопичувача не повідомляється ні термінів гарантії, ні прогнозованої витривалості. Декларувати ці параметри повинні збирачі систем, які буде встановлено SM951, або продавці. Однак слід зазначити, що тривимірна V-NAND, яка зараз активно просувається Samsung у споживчих SSD як більш швидкодіючий і надійний різновид флеш-пам'яті, в SM951 не використовується. Натомість у ньому застосована звичайна планарна Toggle Mode 2.0 MLC NAND, що виробляється, імовірно, за 16-нм технологією (деякі джерела припускають 19-нм техпроцес). Це означає, що очікувати від SM951 так само високої витривалості, як у флагманського SATA-накопичувача 850 PRO, явно не слід. За цим параметром SM951 ближче до звичайних моделей середнього рівня, до того ж на резервування в цьому SSD приділяється лише 7 відсотків від масиву флеш-пам'яті. Немає Samsung SM951 і якихось особливих технологій серверного рівня для захисту даних від збоїв живлення. Іншими словами, акцент у цій моделі зроблений виключно на швидкості роботи, а решта відсічено для зниження вартості.

Варто відзначити ще один момент. При високому навантаженні Samsung SM951 показує досить серйозний нагрів, який в кінцевому підсумку може навіть призводити до включення тротлінгу. Тому у високопродуктивних системах для SM951 бажано організувати як мінімум обдування, а краще закрити його радіатором.

Порівняльні характеристики протестованих SSD

Питання сумісності

Як і будь-яка нова технологія, твердотільні накопичувачі з інтерфейсом PCI Express поки що не можуть похвалитися 100-відсотковою безпроблемною працездатністю з будь-якими платформами, особливо старими. Тому вибирати відповідний SSD доводиться як виходячи зі споживчих характеристик, а й з огляду на сумісність. І тут важливо мати на увазі два моменти.

В першу чергу різні SSD можуть використовувати різну кількість ліній PCI Express і різні покоління цієї шини - 2.0 або 3.0. Тому перед покупкою PCIe накопичувача потрібно переконатися, що в системі, куди його планується встановити, є вільний слот з потрібною смугою пропускання. Звичайно, більш швидкісні PCIe SSD мають зворотну сумісність із повільними слотами, проте в цьому випадку придбання високошвидкісного SSD має не надто багато сенсу – він просто не зможе розкрити весь закладений у нього потенціал.

Найбільш широкою сумісністю в цьому сенсі має Plextor M6e Black Edition - він вимагає всього дві лінії PCI Express 2.0, і такий вільний слот, напевно, знайдеться на практично будь-якій материнській платі. Для Kingston HyperX Predator потрібно вже чотири лінії PCI Express 2.0: такі слоти PCIe теж є на багатьох платах, але деякі дешеві платформи зайвими слотами з числом ліній PCI Express чотири або більше можуть і не мати. Особливо це стосується материнок, побудованих на чіпсетах нижнього рівня, загальна кількість ліній яких може бути урізано до шести. Тому перед придбанням Kingston HyperX Predator обов'язково перевірте, чи є в системі вільний слот з чотирма або більшим числом ліній PCI Express.

OCZ Revodrive 350 ставить завдання складніше - йому вже потрібно вісім ліній PCI Express. Такі слоти зазвичай реалізуються вже силами не чіпсету, а процесора. Тому оптимальним місцем застосування такого накопичувача є LGA 2011/2011-3-платформи, де PCI Express контролер процесора має надлишкову кількість ліній, що дозволяє обслуговувати більш ніж одну відеокарту. У системах з LGA 1155/1150/1151-процесорами OCZ Revodrive 350 буде доречний лише в тому випадку, якщо використовується вбудована в CPU графіка. В іншому випадку на користь твердотільного накопичувача доведеться відібрати половину ліній у GPU, перевівши його в режим PCI Express x8.

Intel SSD 750 і Samsung SM951 чимось схожі на OCZ Revodrive 350: їх теж краще використовувати в слотах PCI Express, що живляться від процесора. Однак причина тут не в кількості ліній - їм потрібно всього чотири лінії PCI Express, а в поколінні цього інтерфейсу: обидва ці накопичувачі здатні задіяти збільшену пропускну здатність PCI Express 3.0. Однак є і виняток: новітні інтелівські набори системної логіки стільникової серії, призначені для процесорів сімейства Skylake, отримали підтримку PCI Express 3.0, тому в новітніх LGA 1151-платах їх без докорів сумління можна встановлювати і в чіпсетні PCIe-слоти, до яких чотири лінії.

У проблеми сумісності є й друга частина. До всіх обмежень, пов'язаних з пропускною здатністю різних варіацій слотів PCI Express додаються ще й обмеження, пов'язані з протоколами, що використовуються. Найбільш безпроблемними у цьому сенсі є SSD, які працюють через AHCI. Завдяки тому, що в них емулюється поведінка звичайного SATA-контролера, вони можуть працювати з будь-якими, навіть старими, платформами: вони бачаться в BIOS будь-яких материнських плат, можуть бути завантажувальними дисками, а для їх роботи в операційній системі не потрібно жодних додаткових драйверів. Іншими словами, Kingston HyperX Predator і Plextor M6e Black Edition – це два найбезпроблемніші PCIe SSD.

А що ж інша пара AHCI-накопичувачів? З ними ситуація трохи складніша. OCZ Revodrive 350 працює в операційній системі через власний драйвер, але навіть незважаючи на це проблем для того, щоб зробити цей накопичувач завантажувальним, немає ніяких. Найгірша ситуація з Samsung SM951. Хоча цей SSD і спілкується із системою у вигляді спадкового протоколу AHCI, він позбавлений власного BIOS, і тому його ініціалізацію має проводити BIOS материнської плати. На жаль, підтримка цього SSD є далеко не у всіх материнках, особливо старих. Тому з повною впевненістю можна говорити лише про його сумісність із платами на базі останніх інтелівських чіпсетів дев'янистої та сотої серії. В інших випадках він може просто не бачитися материнською платою. Звичайно, це не завадить використовувати Samsung SM951 в операційній системі, де його легко ініціалізує AHCI-драйвер, але в такому разі про можливість завантаження зі швидкісного SSD доведеться забути.

Але найбільші незручності здатний завдати Intel SSD 750, який працює через новий інтерфейс NVMe. Драйвери, які необхідні підтримки твердотільних накопичувачів, які працюють у цьому протоколі, присутні лише у нових операційних системах. Так, у Linux підтримка NVMe з'явилася у версії ядра 3.1; "вроджений" драйвер NVMe є в мікрософтівських системах, починаючи з Windows 8.1 і Windows Server 2012 R2; а в OS X сумісність із NVMe-накопичувачами була додана у версії 10.10.3. Крім того, NVMe SSD підтримується не всіма материнськими платами. Для того щоб такі накопичувачі можна було використовувати як завантажувальні, BIOS материнської плати повинен теж мати у своєму розпорядженні відповідний драйвер. Однак виробники вбудували необхідну функціональність лише в останні версії прошивок, випущені для найсвіжіших моделей материнок. Тому підтримка завантаження операційної системи з NVMe-накопичувачів є лише найсучасніших платах для ентузіастів, заснованих на наборах логіки Intel Z97, Z170 і X99. У більш старих та дешевих платформах користувачі зможуть скористатися NVMe SSD лише як іншими дисками в обмеженому наборі ОС.

Незважаючи на те, що ми постаралися описати всі можливі комбінації платформ і PCI Express накопичувачів, основний висновок зі сказаного такий: сумісність PCIe SSD з материнськими платами – питання далеко не таке очевидне, як у випадку з SATA SSD. Тому перед придбанням будь-якого високошвидкісного твердотільного накопичувача через PCI Express обов'язково уточніть його сумісність з конкретною материнською платою на сайті виробника.

Тестова конфігурація, інструментарій та методика тестування

Тестування проводиться в операційній системі Microsoft Windows 8.1 Professional x64 with Update, що коректно розпізнає та обслуговує сучасні твердотільні накопичувачі. Це означає, що в процесі проходження тестів, як і за звичайного повсякденного використання SSD, команда TRIM підтримується і активно задіюється. Вимірювання продуктивності виконується з накопичувачами, що знаходяться у «використаному» стані, яке досягається їх попереднім заповненням даними. Перед кожним тестом накопичувачі очищаються та обслуговуються за допомогою команди TRIM. Між окремими тестами витримується 15-хвилинна пауза, відведена для коректного відпрацювання технології складання сміття. У всіх тестах, якщо не зазначено інше, використовуються рандомізовані дані.

Додатки та тести, що використовуються:

Iometer 1.1.0

Вимірювання швидкості послідовного читання та запису даних блоками по 256 Кбайт (найбільш типовий розмір блоку при послідовних операціях у десктопних задачах). Оцінка швидкостей виконується протягом хвилини, після чого обчислюється середній показник.
Вимірювання швидкості випадкового читання та запису блоками розміром 4 Кбайт (такий розмір блоку використовується в переважній більшості реальних операцій). Тест проводиться двічі - без черги запитів та з чергою запитів глибиною 4 команди (типовою для десктопних додатків, що активно працюють із розгалуженою файловою системою). Блоки даних вирівнюються щодо сторінок флеш-пам'яті накопичувачів. Оцінка швидкості виконується протягом трьох хвилин, після чого обчислюється середній показник.
Встановлення залежності швидкостей випадкового читання та запису під час роботи накопичувача з 4-кілобайтними блоками від глибини черги запитів (у межах від однієї до 32 команд). Блоки даних вирівнюються щодо сторінок флеш-пам'яті накопичувачів. Оцінка швидкості виконується протягом трьох хвилин, після чого обчислюється середній показник.
Встановлення залежності швидкостей випадкового читання та запису під час роботи накопичувача з блоками різного розміру. Використовуються блоки об'ємом від 512 байт до 256 Кбайт. Глибина черги запитів протягом тесту складає 4 команди. Блоки даних вирівнюються щодо сторінок флеш-пам'яті накопичувачів. Оцінка швидкості виконується протягом трьох хвилин, після чого обчислюється середній показник.
Вимірювання продуктивності при змішаному багатопоточному навантаженні та встановлення її залежності від співвідношення між операціями читання та запису. Тест проводиться двічі: для послідовних читань та записів блоками об'ємом 128 Кбайт, що виконуються у два незалежні потоки та для випадкових операцій з блоками об'ємом 4 Кбайт, які виконуються у чотири потоки. В обох випадках співвідношення між операціями читання та запису варіюється з кроком 20 відсотків. Оцінка швидкості виконується протягом трьох хвилин, після чого обчислюється середній показник.
Дослідження падіння продуктивності SSD під час обробки безперервного потоку операцій випадкового запису. Використовуються блоки розміром 4 Кбайт та глибина черги 32 команди. Блоки даних вирівнюються щодо сторінок флеш-пам'яті накопичувачів. Тривалість тесту становить дві години, виміри моментальної швидкості проводяться щомиті. Після закінчення тесту додатково перевіряється здатність накопичувача відновлювати свою продуктивність до початкових величин рахунок роботи технології складання сміття і після відпрацювання команди TRIM.

CrystalDiskMark 5.0.2
Синтетичний тест, що видає типові показники продуктивності твердотільних накопичувачів, виміряні на 1-гігабайтній ділянці диска «поверх» файлової системи. З усього набору параметрів, які можна оцінити за допомогою цієї утиліти, ми звертаємо увагу на швидкість послідовного читання та запису, а також на продуктивність довільних читання та запису 4-кілобайтними блоками без черги запитів та з чергою глибиною 32 команди.
PCMark 8 2.0
Тест, заснований на емулювання реального дискового навантаження, яке характерне для різних популярних додатків. На накопичувачі створюється єдиний розділ у файловій системі NTFS на весь доступний обсяг, і в PCMark 8 проводиться тест Secondary Storage. Як результати тесту враховується як підсумкова продуктивність, і швидкість виконання окремих тестових трас, сформованих різними додатками.
Тести копіювання файлів
У цьому тесті вимірюється швидкість копіювання директорій із файлами різного типу, а також швидкість архівації та розархівації файлів усередині накопичувача. Для копіювання використовується стандартний засіб Windows – утиліта Robocopy, при архівації та розархівації – архіватор 7-zip версії 9.22 beta. У тестах бере участь три набори файлів: ISO – набір, що включає кілька образів дисків з дистрибутивами програм; Program - набір, що представляє собою встановлений програмний пакет; Work – набір робочих файлів, що включає офісні документи, фотографії та ілюстрації, pdf-файли та мультимедійний контент. Кожен із наборів має загальний обсяг файлів 8 Гбайт.

В якості тестової платформи використовується комп'ютер із материнською платою ASUS Z97-Pro, процесором Core i5-4690K із вбудованим графічним ядром Intel HD Graphics 4600 та 16 Гбайт DDR3-2133 SDRAM. Диски з інтерфейсом SATA підключається до контролера SATA 6 Гбіт/с, вбудованого в чіпсет материнської плати, і працюють в режимі AHCI. Накопичувачі з інтерфейсом PCI Express встановлюються у перший повношвидкісний слот PCI Express 3.0 x16. Використовуються драйвери Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.5.2.1000 та Intel Windows NVMe driver 1.2.0.1002.

Обсяг і швидкість передачі в бенчмарках вказуються в бінарних одиницях (1 Кбайт = 1024 байт).

Крім п'яти головних героїв цього тесту – клієнтських твердотільних накопичувачів з інтерфейсом PCI Express, ми додали до них у компанію і найшвидший SATA SSD – Samsung 850 PRO.

В результаті, список протестованих моделей набув такого вигляду:

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

Продуктивність

Послідовні операції читання та запису

Нове покоління твердотільних накопичувачів, переведених на шину PCI Express, повинне насамперед виділятися високими швидкостями послідовного читання та запису. І саме це ми бачимо на графіку. Всі PCIe SSD виявляються продуктивнішими за кращий SATA SSD – Samsung 850 PRO. Однак навіть таке просте навантаження як послідовне читання та запис показує величезні відмінності між SSD різних виробників. До того ж, варіант використовуваної шини PCI Express не має визначального значення. Найкращу продуктивність тут може видати PCI Express 3.0 x4 накопичувач Samsung SM951, а на другому місці Kingston HyperX Predator, що працює через PCI Express 2.0 x4. Прогресивний NVMe-накопичувач Intel SSD 750 виявився лише на третьому місці.

Випадкові операції читання

Якщо ж говорити про випадкове читання, то, як видно з діаграм, PCIe SSD не особливо відрізняються за швидкістю від традиційних SATA SSD. Причому це стосується не тільки AHCI-накопичувачів, але й того продукту, який працює з протокою NVMe. Фактично кращу, ніж Samsung 850 PRO, при випадкових операціях читання на невеликих чергах запитів можуть продемонструвати лише три учасники цього тесту: Samsung SM951, Intel SSD 750 і Kingston HyperX Predator.

Незважаючи на те, що операції з глибокою чергою запитів для персональних комп'ютерів не властиві, ми все ж таки подивимося, як залежить продуктивність розглянутого SSD від глибини черги запитів при читанні 4-кілобайтних блоків.

За графіком добре видно, наскільки рішення, що працюють через PCI Express 3.0 x4 можуть перевершувати всі інші SSD. Криві, відповідні Samsung SM951 і Intel SSD 750 знаходяться значно вище за графіки інших накопичувачів. За наведеною діаграмою можна зробити ще один висновок: OCZ RevoDrive 350 – це ганебно повільний твердотільний накопичувач. На випадкових операціях читання він десь удвічі відстає від SATA SSD, що зумовлено його RAID-архітектурою та використанням застарілих контролерів SandForce другого покоління.

На додаток до цього пропонуємо подивитися, як залежить швидкість випадкового читання від розміру блоку даних:

Тут картина трохи інша. Зі зростанням розміру блоків операції починають бути схожими на послідовні, тому роль починає грати не тільки архітектура і потужність контролера SSD, а й пропускна здатність використовуваної ними шини. На блоках великих розмірів найкращу продуктивність забезпечують Samsung SM951, Intel SSD 750 та Kingston HyperX Predator.

Випадкові операції запису

Десь переваги інтерфейсу NVMe, що забезпечує низькі латентності, та контролера Intel SSD 750 з високим рівнем паралелізму мали проявитися. До того ж наявний у цьому SSD місткий DRAM-буфер дозволяє організувати дуже ефективне кешування даних. І в результаті Intel SSD 750 видає неперевершену швидкість довільного запису навіть у тому випадку, якщо черга запитів має мінімальну глибину.

Більш явно побачити, що відбувається з продуктивністю випадкового запису при збільшенні глибини черги запитів можна на наступному графіку, що показує залежність швидкості довільного запису 4-кілобайтними блоками від глибини черги запитів:

Масштабування продуктивності Intel SSD 750 відбувається доти, доки глибина черги не досягне 8 команд. Це – типова поведінка для споживчих SSD. Однак новинка Intel відрізняється тим, що її швидкості при випадковому записі значно вищі, ніж у будь-яких інших твердотільних накопичувачів, у тому числі й у найшвидших PCIe-моделей типу Samsung SM951 або Kingston HyperX Predator. Іншими словами, при випадковому навантаженні у вигляді запису даних Intel SSD 750 пропонує краще продуктивність, ніж будь-які інші SSD. Інакше кажучи, перехід використання інтерфейсу NVMe дозволяє прокачати швидкість випадкової записи. І це – безумовно важлива характеристика, але насамперед для серверних накопичувачів. Власне, Intel SSD 750 якраз і є близьким родичем таких моделей, як Intel DC P3500, P3600 і P3700.

Наступний графік відбиває залежність продуктивності випадкових записів від розміру блоку даних.

У міру збільшення розмірів блоків Intel SSD 750 втрачає свою беззаперечну перевагу. Приблизно таку ж продуктивність починають видавати Samsung SM951 та Kingston HyperX Predator.

У міру здешевлення твердотільні накопичувачі перестають використовуватися виключно системними і стають звичайними робочими дисками. У таких ситуаціях на SSD надходить як рафінована навантаження як записи чи читання, а й змішані запити, коли операції читання і записи ініціюються різними додатками і мають оброблятися одночасно. Однак робота у дуплексному режимі для сучасних контролерів SSD залишається суттєвою проблемою. При змішуванні операцій читання і записи однієї черги швидкість більшості твердотільних накопичувачів споживчого рівня помітно просідає. Це стало приводом для проведення окремого дослідження, в рамках якого ми перевіряємо, як працюють SSD за необхідності обробки послідовних операцій, що надходять упереміж. Наступна пара діаграм демонструє найбільш характерний для десктопів випадок, коли співвідношення кількості операцій читання та запису складає 4 до 1.

При послідовному змішаному навантаженні з переважаючими операціями читання, що для звичайних персональних комп'ютерів, найкращу продуктивність видають Samsung SM951 і Kingston HyperX Predator. Випадкове змішане навантаження виявляється більш важким випробуванням для SSD і залишає в лідерах Samsung SM951, але на друге місце висуває Intel SSD 750. При цьому Plextor M6e Black Edition, Kingston HyperX Predator і OCZ RevoDrive 350 взагалі виявляються помітно гіршими від звичайного SATA SSD.

Наступна пара графіків дає більш розгорнуту картину продуктивності при змішаному навантаженні, показуючи залежність швидкості SSD від того, у якому співвідношенні приходять на нього операції читання та запису.

Все вищесказане добре підтверджується і на наведених графіках. При змішаному навантаженні з послідовними операціями найкращу швидкодію показує Samsung SM951, який почувається як риба у воді за будь-якої роботи з послідовними даними. При довільних змішаних операціях ситуація дещо відрізняється. Обидва накопичувачі компанії Samsung, і працюючий через PCI Express 3.0 x4 SM951, і звичайний SATA 850 PRO, у цьому тесті видають дуже хороші результати, обходячи по продуктивності майже всі інші SSD. Протистояти їм в окремих випадках може лише Intel SSD 750, який завдяки системі команд NVMe добре оптимізований під роботу з випадковими записами. І коли у потоці змішаних операцій частка записів зростає до 80 відсотків або вище, він різко виривається вперед.

Результати у CrystalDiskMark

CrystalDiskMark - це популярний і простий тестовий додаток, що працює «поверх» файлової системи, який дозволяє отримувати результати, що легко повторюються звичайними користувачами. Отримані в ньому показники продуктивності повинні доповнити докладні графіки, побудовані нами на основі тестів IOMeter.

Наведені чотири діаграми становлять лише теоретичну цінність, показуючи пікову продуктивність, не досяжну у типових клієнтських завданнях. Глибини черги запитів у 32 команди у персональних комп'ютерах ніколи не буває, але у спеціальних тестах вона дозволяє отримати максимальні показники продуктивності. І в цьому випадку лідируюча швидкодія з великим відривом видає Intel SSD 750, який має архітектуру, успадковану від серверних накопичувачів, де велика глибина черги запитів – цілком гаразд.

А ось ці чотири діаграми становлять уже практичний інтерес – на них відображена продуктивність при навантаженні, яке характерне для персональних комп'ютерів. І тут найкращу продуктивність видає вже Samsung SM951, який відстає від Intel SSD 750 лише за випадкових 4-кілобайтних записах.

PCMark 8 2.0, реальні сценарії використання

Тестовий пакет Futuremark PCMark 8 2.0 цікавий тим, що він має не синтетичну природу, а навпаки - ґрунтується на тому, як працюють реальні програми. У процесі його проходження відтворюються справжні сценарії-траси задіяння диска в поширених десктопних завданнях, і вимірюється швидкість їх виконання. Поточна версія цього тесту моделює навантаження, яке взято з реальних ігрових додатків Battlefield 3 та World of Warcraft та програмних пакетів компаній Abobe та Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint та Word. Підсумковий результат обчислюється як усередненої швидкості, яку показують накопичувачі під час проходження тестових трас.

Тест PCMark 8 2.0, що оцінює продуктивність систем зберігання даних у реальних додатках, недвозначно говорить нам про те, що існує лише два PCIe-накопичувачі, швидкість яких принципово вища, ніж у звичних моделей із SATA-інтерфейсом. Це – Samsung SM951 та Intel SSD 750, які перемагають і в багатьох інших тестах. Інші PCIe SSD, наприклад, Plextor M6e Black Edition і Kingston HyperX Predator відстають від лідерів більш ніж у півтора рази. Ну а OCZ ReveDrive 350 демонструє відверто погану швидкодію. Він повільніший за кращі PCIe SSD більш ніж удвічі і при цьому поступається за швидкістю навіть Samsung 850 PRO, який працює через SATA-інтерфейс.

Інтегральний результат PCMark 8 потрібно доповнити показниками продуктивності, що видаються флеш-дисками при проходженні окремих тестових трас, які моделюють різні варіанти реального навантаження. Справа в тому, що при різному навантаженні флеш-приводи часто поводяться трохи по-різному.

Про який би додаток не йшлося, у будь-якому випадку найвищу продуктивність видає один з SSD з інтерфейсом PCI Express 3.0 x4: або Samsung SM951, або Intel SSD 750. . Фактично, перевагу тих же Kingston HyperX Predator та Plextor M6e Black Edition над Samsung 850 PRO можна побачити лише у Adobe Photoshop, Battlefield 3 та Microsoft Word.

Копіювання файлів

Маючи на увазі, що твердотілі накопичувачі впроваджуються в персональні комп'ютери все ширше і ширше, ми вирішили додати в нашу методику вимірювання продуктивності при звичайних файлових операціях - при копіюванні та роботі з архіваторами - які виконуються "всередині" накопичувача. Це типова дискова активність, що виникає в тому випадку, якщо SSD виконує роль не системного накопичувача, а звичайного диска.

У тестах копіювання в лідерах виявляються ті самі Samsung SM951 і Intel SSD 750. Однак якщо йдеться про великі послідовні файли, то конкуренцію їм може скласти Kingston HyperX Predator. Треба сказати, що при простому копіюванні майже всі PCIe SSD виявляються швидше за Samsung 850 PRO. Виняток лише одне – Plextor M6e Black Edition. А OCZ RevoDrive 350, який в решті тестів стабільно опинявся в положенні безнадійного аутсайдера, несподівано оминає не тільки SATA SSD, а й найповільнішого PCIe SSD.

Друга група тестів проведена під час архівації та розархівації директорії з робочими файлами. Принципова відмінність цього випадку полягає в тому, що половина операцій виконується з розрізненими файлами, а друга половина з одним великим файлом архіву.

Схожа ситуація при роботі з архівами. Відмінність лише в тому, що тут Samsung SM951 вдається впевнено відірватися від усіх конкурентів.

Робота TRIM та фонового складання сміття

Випробовуючи різні твердотільні накопичувачі, ми завжди перевіряємо те, як вони відпрацьовують команду TRIM і чи здатні вони збирати сміття та відновлювати свою продуктивність без підтримки операційної системи, тобто в такій ситуації, коли команда TRIM не передається. Таке тестування було проведено цього разу. Схема цього випробування стандартна: після створення тривалого безперервного навантаження на запис даних, що призводить до деградації швидкості запису, ми відключаємо підтримку TRIM і чекаємо 15 хвилин, протягом яких SSD може спробувати самостійно відновитися за рахунок власного алгоритму складання сміття, але без допомоги з боку операційної системи і заміряємо швидкість. Потім на накопичувач примусово подається команда TRIM – і після невеликої паузи швидкість вимірюється ще раз.

Результати такого тестування наведені в наступній таблиці, де для кожної протестованої моделі вказано, чи вона реагує на TRIM очищенням невикористовуваної частини флеш-пам'яті і чи може вона заготовляти чисті сторінки флеш-пам'яті під майбутні операції, якщо команда TRIM на неї не подається. Для накопичувачів, які спроможні здійснювати складання сміття і без команди TRIM, ми також вказали той обсяг флеш-пам'яті, який був самостійно звільнений контролером SSD під майбутні операції. Для випадку експлуатації накопичувача в середовищі без підтримки TRIM це саме той обсяг даних, який можна буде зберегти на накопичувач з високою початковою швидкістю після простою.

Незважаючи на те, що якісна підтримка команди TRIM стала галузевим стандартом, деякі виробники вважають за допустиме продавати накопичувачі, в яких ця команда не відпрацьовується повною мірою. Такий негативний приклад демонструє OCZ Revodrive 350. Формально TRIM він розуміє, і навіть щось намагається зробити при отриманні цієї команди, але про повне повернення швидкості запису до початкових значень не доводиться говорити. І в цьому немає нічого дивного: в основі Revodrive 350 лежать контролери SandForce, які відрізняються своєю незворотною деградацією продуктивності. Відповідно, присутня вона і в Revodrive 350.

Все ж таки інші PCIe SSD працюють з TRIM як і їх SATA-побратими. Тобто ідеально: в операційних системах, які подають цю команду на накопичувачі, продуктивність залишається на незмінно високому рівні.

Однак ми хочемо більшого – якісний накопичувач має вміти проводити складання сміття та без подачі команди TRIM. І тут виділяється Plextor M6e Black Edition - накопичувач, який здатний самостійно звільнити під майбутні операції значно більше флеш-пам'яті, ніж конкуренти. Хоча, звичайно, тією чи іншою мірою автономне складання сміття працює у всіх протестованих нами SSD, за винятком Samsung SM951. Іншими словами, при звичайному використанні в сучасних середовищах продуктивність Samsung SM951 не буде деградувати, проте в тих випадках, коли TRIM не підтримується, застосовувати цей SSD не рекомендується.

Висновки

Почати підбивати підсумки, напевно, слід з констатації факту, що споживчі SSD з інтерфейсом PCI Express - це вже не екзотика і не якісь експериментальні продукти, а цілий ринковий сегмент, в якому грають найбільш твердотільні накопичувачі для ентузіастів. Природно, це ж і означає, що з PCIe SSD вже давно немає жодних проблем: вони підтримують всі функції, що є в SATA SSD, але при цьому більш продуктивні і часом мають деякі нові цікаві технології.

У той же час ринок клієнтських PCIe SSD не настільки переповнений, і увійти в когорту виробників таких твердотільних накопичувачів поки що змогли лише компанії, які мають високий інженерний потенціал. Це пов'язано з тим, що незалежні розробники масових контролерів SSD поки не мають рішень-конструкторів, що дозволяють приступити до випуску PCIe-накопичувачів з мінімальними інженерними зусиллями. Тому кожен із представлених нині на полицях магазинів PCIe SSD по-своєму самобутній та унікальний.

У цьому тестуванні нам вдалося зібрати разом п'ять найпопулярніших і найпоширеніших PCIe SSD, орієнтованих на експлуатацію у складі персональних комп'ютерів. І за результатами знайомства з ними стає зрозуміло, що покупцям, які бажають перейти на користування твердотілими накопичувачами з прогресивним інтерфейсом, ніякі серйозні муки вибору поки не загрожують. У більшості випадків вибір буде однозначним, настільки сильно відрізняються за своїми споживчими якостями протестовані моделі.

Загалом найбільш привабливою моделлю PCIe SSD виявився Samsung SM951. Це – блискуче рішення від одного з лідерів ринку, що працює через шину PCI Express 3.0 x4, яке не тільки виявилося здатним забезпечити найвищу продуктивність у типових загальновживаних навантаженнях, але й до того ж помітно дешевше за всі інші PCIe-накопичувачі.

Однак Samsung SM951 все ж таки не ідеальний. По-перше, в ньому немає жодних спеціальних технологій, орієнтованих на підвищення надійності, а в продуктах преміального рівня їх таки хотілося б мати. По-друге, цей SSD досить важко знайти у продажу в Росії – офіційними каналами він в нашу країну не поставляється. На щастя, ми можемо запропонувати звернути увагу на непогану альтернативу – Intel SSD 750. Цей SSD теж працює через PCI Express 3.0 x4, і лише трохи відстає від Samsung SM951. Зате він є прямим родичем серверних моделей, тому має високу надійність і працює за протоколом NVMe, що дозволяє йому демонструвати неперевершену швидкість на операціях випадкового запису.

У принципі, на тлі Samsung SM951 та Intel SSD 750 інші SSD з інтерфейсом PCIe виглядають досить слабко. Однак все-таки існують ситуації, коли віддати перевагу їм доведеться якусь іншу модель PCIe SSD. Справа в тому, що передові накопичувачі Samsung і Intel сумісні лише з сучасними материнськими платами, побудованими на чіпсетах інтелівських дев'янистої або сотої серії. У більш старих системах вони здатні працювати лише в ролі «другого диска», а завантаження з них операційної системи виявиться неможливим. Тому для модернізації платформ минулих поколінь ні Samsung SM951, ні Intel SSD 750 не підійдуть, і вибір доведеться зупинити на накопичувачі. Kingston HyperX Predator, що з одного боку може забезпечити непогану продуктивність, а з іншого – гарантовано немає жодних проблем сумісності зі старими платформами.

У цій статті ми розповімо про причини успіху шини PCI та дамо опис високопродуктивної технології, яка приходить їй на зміну – шини PCI Express. Також ми розглянемо історію розвитку, апаратні та програмні рівні шини PCI Express, особливості її реалізації та перерахуємо її переваги.

Коли на початку 1990-х років. вона з'явилася, то за своїми технічними характеристиками значно перевершувала всі шини, що існували до того моменту, такі, як ISA, EISA, MCA і VL-bus. Тоді шина PCI(Peripheral Component Interconnect - взаємодія периферійних компонентів), що працювала на частоті 33 МГц, добре підходила більшості периферійних пристроїв. Але сьогодні ситуація багато в чому змінилася. Насамперед, значно зросли тактові частоти процесора та пам'яті. Наприклад, тактова частота процесорів збільшилася з 33 МГц до декількох ГГц, тоді як робоча частота PCI збільшилася всього до 66 МГц. Поява таких технологій, як Gigabit Ethernet та IEEE 1394B, загрожувала тим, що вся пропускна здатність шини PCI може піти на обслуговування одного-єдиного пристрою на основі даних технологій.

При цьому архітектура PCI має низку переваг у порівнянні з попередниками, тому повністю переглядати було нераціонально. Насамперед, вона не залежить від типу процесора, підтримує буферну ізоляцію, технологію bus mastering (захоплення шини) та технологію PnP у повному обсязі. Буферна ізоляція означає, що шина PCI діє незалежно від внутрішньої шини процесора, що дає можливість шині процесора функціонувати незалежно від швидкості та завантаженості системної шини. Завдяки технології захоплення шини периферійні пристрої отримали можливість безпосередньо керувати процесом передачі даних по шині, замість очікувати допомоги від центрального процесора, що позначилося б на продуктивності системи. Нарешті, підтримка Plug and Play дозволяє здійснювати автоматичне налаштування і конфігурування пристроїв, що нею користуються, і уникнути метушні з джамперами і перемикачами, яка неабияк псувала життя власникам ISA-пристроїв.

Незважаючи на безперечний успіх PCI, нині вона стикається із серйозними проблемами. Серед них – обмежена пропускна спроможність, нестача функцій передачі даних у реальному часі та відсутність підтримки мережевих технологій нового покоління.

Порівняльні характеристики різних стандартів PCI

Слід врахувати, що реальна пропускна здатність може бути меншою за теоретичну через принцип роботи протоколу та особливості топології шини. До того ж загальна пропускна здатність розподіляється між усіма підключеними до неї пристроями, тому чим більше пристроїв сидить на шині, тим менша пропускна здатність дістається кожному з них.

Такі вдосконалення стандарту, як PCI-X і AGP, були покликані усунути її головний недолік - низьку тактову частоту. Однак збільшення тактової частоти в цих реалізаціях спричинило зменшення ефективної довжини шини і кількості роз'ємів.

Нове покоління шини - PCI Express (або скорочено PCI-E), було вперше представлене в 2004 році і покликане було вирішити всі ті проблеми, з якими зіткнулася її попередниця. Сьогодні більшість нових комп'ютерів постачається шиною PCI Express. Хоча стандартні слоти PCI у них також присутні, проте не за горами той час, коли шина стане надбанням історії.

Архітектура PCI Express

Архітектура шини має багаторівневу структуру, як показано малюнку.

Шина підтримує модель адресації PCI, що дозволяє працювати з нею всім драйверам і програмам, що існують на даний момент. Крім того, шина PCI Express використовує стандартний механізм PnP, передбачений попереднім стандартом.

Розглянемо призначення різних рівнів організації PCI-E. На програмному рівні шини формуються запити читання/запису, які передаються транспортному рівні з допомогою спеціального пакетного протоколу. Рівень даних відповідає за перешкодостійке кодування та забезпечує цілісність даних. Базовий апаратний рівень складається з подвійного симплексного каналу, що складається з передавальної та приймаючої пари, які разом називаються лінією. Загальна швидкість шини в 2,5 Гб/с означає, що пропускна спроможність кожної лінії PCI Express становить 250 Мб/c у кожну сторону. Якщо взяти до уваги втрати на накладні витрати протоколу, для кожного пристрою доступно близько 200 Мб/c. Ця пропускна здатність у 2-4 рази вища, ніж та, яка була доступна для пристроїв PCI. І, на відміну від PCI, у тому випадку, якщо пропускна здатність розподіляється між усіма пристроями, то вона в повному обсязі дістається кожному пристрою.

На сьогоднішній день існує кілька версій стандарту PCI Express, що відрізняються своєю пропускною здатністю.

Пропускна здатність шини PCI Express x16 для різних версій PCI-E, Гб/c:

32/64
64/128
128/256

Формати шини PCI-E

На даний момент доступні різні варіанти форматів PCI Express, залежно від призначення платформи – настільний комп'ютер, ноутбук чи сервер. Сервери, що вимагають більшої пропускної здатності, мають більше слотів PCI-E, і ці слоти мають більшу кількість з'єднувальних ліній. На противагу цьому ноутбуки можуть мати лише одну лінію для середньошвидкісних пристроїв.

Відеокарта із інтерфейсом PCI Express x16.

Плати розширення PCI Express дуже схожі на плати PCI, однак роз'єми PCI-E відрізняються підвищеним зчепленням, що дозволяє бути впевненим у тому, що плата не вислизне зі слота через вібрацію або транспортування. Існує кілька форм-факторів слотів PCI Express, розмір яких залежить від кількості ліній, що використовуються. Наприклад, шина, що має 16 ліній, позначається як PCI Express x16. Хоча загальна кількість ліній може досягати 32, практично більшість материнських плат в даний час оснащені шиною PCI Express x16.

Карти менших форм-факторів можуть підключатися до роз'ємів для великих без шкоди для працездатності. Наприклад, картка PCI Express х1 може підключатися до роз'єму PCI Express x16. Як і у випадку шини PCI, для підключення пристроїв за потреби можна використовувати РCI Express-подовжувач.

Зовнішній вигляд рознімання різних типів на материнській платі. Зверху донизу: слот PCI-X, слот PCI Express х8, слот PCI, слот PCI Express х16.

Express Card

Стандарт Express Card пропонує дуже простий спосіб додавання обладнання до системи. Цільовим ринком для модулів Express Card є ноутбуки та невеликі ПК. На відміну від традиційних плат розширення настільних комп'ютерів, картка Express може підключатися до системи будь-коли під час роботи комп'ютера.

Одним з популярних різновидів Express Card є картка PCI Express Mini Card, розроблена як заміна карт форм-фактора Mini PCI. Карта, створена у цьому форматі, підтримує як PCI Express, так і USB 2.0. Розміри PCI Express Mini Card становлять 30×56 мм. Карта PCI Express Mini Card може підключатися до PCI Express x1.

Переваги PCI-E

Технологія PCI Express дозволила отримати перевагу порівняно з PCI у наступних п'яти областях:

Вища продуктивність. За наявності лише однієї лінії пропускна здатність PCI Express вдвічі вища, ніж у PCI. При цьому пропускна здатність збільшується пропорційно до кількості ліній у шині, максимальна кількість яких може досягати 32. Додатковою перевагою є те, що інформація по шині може передаватися одночасно в обох напрямках.
Спрощення введення-виведення. PCI Express використовує переваги таких шин, як AGP і PCI-X і має при цьому менш складну архітектуру, а також порівняльну простоту реалізації.
Багаторівнева архітектура. PCI Express пропонує архітектуру, яка може підлаштовуватися до нових технологій та не потребує значного оновлення ПЗ.
Технології введення/виведення нового покоління. PCI Express пропонує нові можливості отримання даних за допомогою технології одночасних передач даних, що забезпечує своєчасне отримання інформації.
Простота використання. PCI-E значно спрощує оновлення та розширення системи користувачем. Додаткові формати плат Express, такі як ExpressCard, значно збільшують можливості додавання високошвидкісних периферійних пристроїв до серверів і ноутбуків.

Висновок

PCI Express – це технологія шини для підключення периферійних пристроїв, яка прийшла на зміну таким технологіям як ISA, AGP та PCI. Її застосування значно збільшує продуктивність комп'ютера, а також можливості користувача щодо розширення та оновлення системи.

Це питання мені ставили не один раз, тому зараз я спробую максимально доступно і коротко відповісти на нього, для цього я наведу картинки слотів розширення PCI Express і PCI на материнській платі для наочного розуміння і, звичайно ж, вкажу основні відмінності в характеристиках .е. Незабаром, Ви дізнаєтеся, що це за інтерфейси і як вони виглядають.

Отже, для початку давайте коротко відповімо на таке запитання, що взагалі таке PCI Express і PCI.

Що таке PCI Express та PCI?

PCI– це комп'ютерна паралельна шина вводу-виводу для підключення периферійних пристроїв до материнської плати комп'ютера. PCI використовується для підключення: відеокарт, звукових карт, мережевих карт, TV-тюнерів та інших пристроїв. Інтерфейс PCI є застарілим, тому знайти, наприклад, сучасну відеокарту, яка підключається через PCI, мабуть, не вдасться.

PCI Express(PCIe або PCI-E) — це послідовна комп'ютерна шина вводу-виводу для підключення периферійних пристроїв до материнської плати комп'ютера. Тобто. при цьому вже використовується двонаправлене послідовне з'єднання, яке може мати кілька ліній (x1, x2, x4, x8, x12, x16 і x32) чим більше таких ліній, тим вище пропускна здатність у шини PCI-E. Інтерфейс PCI Express використовується для підключення таких пристроїв як: відеокарти, звукові карти, мережні карти, SSD накопичувачі та інші.

Існує кілька версій інтерфейсу PCI-E: 1.0, 2.0 та 3.0 (скоро вийде і версія 4.0). Позначається цей інтерфейс зазвичай, наприклад, так PCI-E 3.0 x16, що означає версія PCI Express 3.0 із 16 лініями.

Якщо говорити про те, чи буде працювати, наприклад, відеокарта, яка має інтерфейс PCI-E 3.0 на материнській платі, яка підтримує тільки PCI-E 2.0 або 1.0, то ось розробники заявляють, що все працюватиме, тільки звичайно врахуйте, що пропускна здатність буде обмежена можливостями материнської плати. Тому в цьому випадку переплачувати за відеокарту з більш новою версією PCI Express я думаю, не варто ( якщо на майбутнє, тобто. Ви плануєте придбати нову материнську плату з PCI-E 3.0). Також і навпаки припустимо, у Вас материнська плата підтримує версію PCI Express 3.0, а відеокарта версію скажемо 1.0, така конфігурація також повинна працювати, але тільки з можливостями PCI-E 1.0, тобто. тут ніякого обмеження немає, оскільки відеокарта у разі працюватиме межі своїх можливостей.

Відмінності PCI Express від PCI

Основна відмінність в характеристиках це, звичайно ж, пропускна здатність, у PCI Express вона значно вища, наприклад, у PCI на частоті 66 МГц пропускна здатність 266 Мб/сек, а у PCI-E 3.0 (x16) 32 Гб/сек.

Зовнішньо інтерфейси також відрізняються, тому підключити, наприклад, відеокарту PCI Express в слот розширення PCI не вийде. Інтерфейси PCI Express з різною кількістю ліній також відрізняються, все це зараз покажу на картинках.

Слоти розширення PCI Express та PCI на материнських платах

Слоти PCI та AGP

Слоти PCI-E x1, PCI-E x16 та PCI

Доброго дня! Поясніть будь-яку різницю у пропускній здатності між інтерфейсом PCI Express 3.0 x16 та PCI Express 2.0 x16. Зараз є ще у продажу материнські плати з інтерфейсом PCI Express 2.0 x16. Я з ильно втрачу у продуктивності видюхи, якщо встановлю нову відеокарту інтерфейсуPCI Express 3.0 на комп'ютер з материнською платою, де є лише роз'ємPCI-E 2.0? Думаю, що втрачу, адже сумарнашвидкість передачі даниху PCI Express 2.0 дорівнює - 16 ГБ/с, а сумарнашвидкість передачі даних у PCI Express 3.0 вдвічі більша - 32 ГБ/сек.
Вітання! У мене комп'ютер із потужним, але вже не новим процесором Intel Core i7 2700K та материнською платою, на якій є роз'єм PCI Express 2.0. Скажіть, якщо я куплю нову відеокарту інтерфейсу PCI Express 3.0, то ця відеокарта працюватиме вдвічі повільніше, ніж якби я мав материнку з роз'ємом PCI Express 3.0? Тобто мені час міняти комп'ютер?
Дайте відповідь будь ласка на таке запитання. На моїй материнській платі є два роз'єми: PCI Express 3.0 та PCI Express 2.0, але в роз'єм PCI Express 3.0 нова відеокарта PCI Express 3.0 не лізе, заважає радіатор південного мосту. Якщо я встановлю відеокартуPCI-E 3.0 у слот PCI-E 2.0, то моя відеокарта буде працювати гірше, ніж якщо вона була встановлена в слот PCI Express 3.0 ?
Здрастуйте, хочу купити у приятеля за дві тисячі рублів трохи вживану материнську плату. Три роки тому він купував її за 7000 рублів, але мене бентежить те, що на ній слот для відеокарти інтерфейсу PCI-E 2.0, а відеокарта у менеPCI-E 3.0. Моя відеокарта на цій материнській платі працюватиме на повну потужність чи ні?

Різниця в пропускній здатності між інтерфейсом PCI Express 3.0 x16 та PCI Express 2.0 x16

Привіт друзі! На сьогоднішній день у продажу можна зустріти материнські плати з роз'ємом для встановлення відеокарт PCI Express 2.0 x16, так і PCI Express 3.0 х16. Те саме можна сказати і про графічні адаптери, у продажу зустрічаються відеокарти з інтерфейсом PCI-E 3.0 та PCI-E 2.0. Якщо дивитися офіційні характеристики інтерфейсів PCI Express 3.0 x16 та PCI Express 2.0 x16, то ви дізнаєтесь, що сумарна швидкість передачі даних у PCI Express 2.0 дорівнює- 16 ГБ/с, а у PCI Express 3.0 вона вдвічі більша -32 ГБ/сек. Не заглиблюватимуся в нетрі специфіки роботи цих інтерфейсів і просто скажу вам, що така велика різниця вШвидкість передачі даних видно лише в теорії, на практиці вона дуже невелика.Якщо читати статті на цю тему в інтернеті, тови прийдете до висновку, що сучасні відеокарти інтерфейсу PCI Express 3.0 працюють з однаковою швидкістю в роз'ємах PCI Express 3.0 x16 та PCI Express 2.0 x16 тарізниця у пропускній здатностіміж PCI-E 3.0 x16 та PCI-E 2.0 x16 складає всього 1-2% втрати продуктивності відеокарти. Тобто все одно в який слот ви встановите відеокарту, в PCI-E 3.0 або PCI-E 2.0, працювати все буде однаково.

Але на жаль всі ці статті написані у 2013 та 2014 роках і на той час не було таких ігор, як Far Cry Primal, Battlefield 1 та інших новинок, що з'явилися у 2016 році. Також у 2016 році побачило світсімейство графічних процесорів NVIDIA 10-ої серії, наприклад відеокарти GeForce GTX 1050 та GeForce GTX 1050 Ti і навіть GTX 1060. Мої експерименти з новими іграми та новими відеокартами показали, що перевага інтерфейсу PCI-E 3.0 надPCI-E 2.0 вже далеко не 1-2%, ау середньому 6-7%. Що цікаво, якщо відеокарта нижче класом, ніж GeForce GTX 1050 , то відсоток менший (2-3%) , а якщо навпаки, то більше - 9-13%.

Отже, у своєму експерименті я використав відеокарту GeForce GTX 1050 інтерфейсу PCI-E 3.0 та материнську плату з роз'ємами PCI Express 3.0 x16 та PCI Express 2.0 x16.

Н абудови графіки в іграх скрізь максимальні.

Гра FAR CRY PRIMAL. Інтерфейс PCI-E 3.0 показав перевагу над PCI-E 2.0, оскільки завжди вище на 4-5 кадрів, що у відсотковому співвідношенні приблизно 4 % %.
Гра Battlefield 1. Відрив PCI-E 3.0 від PCI-E 2.0 становив 8-10 кадрів , що у відсотковому співвідношенні приблизно 9%.
Rise of the Tomb Raider. Перевага PCI-E 3.0 складає в середньому 9- 10 fps або 9%.
Відьмак. Перевага PCI-E 3.0 становила 3%.
Grand Theft Auto V. Перевага PCI-E 3.0 складає 5 fps або 5%.

Тобто, різниця в пропускній спроможності між інтерфейсом PCI-E 3.0 x16 і PCI-E 2.0 x16 все ж таки є і не на користь PCI-E 2.0. Тому я не став би купувати на даний момент материнську плату з одним роз'ємом PCI-E 2.0.

Один мій приятель купив вживану материнську плату за три тисячі рублів. Так, колись вона була наворочена та коштувала близько десяти тисяч рублів, на ній багато роз'ємів SATA III і USB 3.0, також 8 слотів для оперативної пам'яті, вона підтримує технологію RAID та ін, але побудована вона на застарілому чіпсеті та слот для відеокарти на ній PCI Express 2.0! Моя думка, краще б купив. Чому?

Цілком може статися, що вже за рік-два нові відеокарти працюватимуть тільки в роз'ємі PCI Express 3.0 x16 , а на вашій материнці буде морально-застарілий і роз'єм, що вже не використовується виробниками. PCI Express 2.0 x16 . Ви купите нову відеокарту, а вона відмовиться працювати у старому роз'ємі. Особисто я вже багато разів стикався з тим, що відеокарта PCI-E 3.0 не запускалася на мат. платі з роз'ємом PCI-E 2.0, та не допомагало навіть оновлення БІОС материнської плати.Також я мав справу із відеокартамиPCI-E 2.0 x16, які відмовлялися працювати на старих материнських платах з інтерфейсом PCI-E 1.0 x16, хоча скрізь пишуть про зворотну сумісність.Випадків, коли відеокарта PCI Express 3.0 x16 не заводилася на материнкахPCI Express 1.0 x16 ще більше.

Та й не забудьте про появу вже цього року інтерфейсу PCI Express 4.0 У цьому випадку застарілим виявиться PCI Express 3.0.