Ssd m2 pci e 3.0 установка. NVMe-накопители в разных режимах работы интерфейса PCI Express: практическое исследование масштабируемости интерфейса в задачах передачи данных

Выход компании Western Digital на рынок твердотельных накопителей состоялся относительно недавно. Ранее мы уже познакомились с решениями начального и среднего уровня в лице Green PC SSD 240GB и Blue PC SSD 250GB. Теперь же пришло время протестировать более продвинутое предложение, нацеленное в первую очередь на энтузиастов — WD Black PCIe SSD в версии на 256 Гбайт.

Жесткие диски серии Black в свое время снискали славу одних из наиболее быстрых и производительных HDD на массовом рынке систем хранения информации. Это накладывает на новичка определенный багаж ожиданий со стороны покупателей, которые аналогичным образом рассчитывают получить максимально быстрые SSD за вменяемую сумму денег.

WDS256G1X0C WDS512G1X0C
Сайт производителя wdc.com
Ёмкость, Гбайт 256 512
Скорость последовательного чтения, Мбайт/с 2050 2050
Скорость последовательной записи, Мбайт/с 700 800
170K 170K
130K 134K
Контроллер Marvell 88SS1093
Тип памяти SanDisk, 15 нм, TLC NAND
80 160
Среднее время наработки на отказ (MTBF) 1 750 000
Интерфейс подключения PCI Express 3.0 (NVMe)
Потребляемая мощность (чтение / запись), Вт 0,135
Форм-фактор M.2 2280
Габариты, мм 22 х 80 х 2,23
Масса, г 7,2
Стоимость, $ 109 199

На бумаге набор характеристик WD Black PCIe SSD выглядит весьма привлекательно. Перед нами SSD с изначальной поддержкой перспективного протокола NVMe и интерфейсом подключения PCI-E 3.0 x4, скорость передачи данных которого достигает отметки в 2050 Мбайт/с для чтения и 800 Мбайт/с для записи. Ценовая политика, как для такого класса устройств, приятно радует и базовую версию на 256 Гбайт в Соединенных Штатах можно приобрести уже за 109 долларов. Несколько настораживает тот факт, что в качестве флэш-памяти использованы схемы типа TLC NAND, а значит, мы имеем дело с «псевдо-SLC» буфером, но обо всем по порядку.

Накопитель поставляется в картонной коробке средних размеров. На развороте содержится информация о точном названии модели, объеме доступного пространства, серийном номере, дате и стране производства. Через незамысловатую схему Western Digital не забывает напомнить и о том, что для создания «идеального» ПК оптимально использовать комбинацию из быстрого SSD и надежного HDD, который точно также можно подобрать из широкого ассортимента устройств американского бренда.


Комплект поставки отсутствует как таковой. Внутри бокса пользователь найдет только сам накопитель, зафиксированный в пластиковый блистер для защиты от повреждений при транспортировке.

Первое, что бросается в глаза после распаковки — это минимальные размеры героя обзора. Будучи выполненным в форм-факторе M.2 2280, его габариты составляют 22х80х2,23 мм, а масса всего 7,2 грамм. На фоне классических 2,5-дюймовых SSD он выглядит просто крошечным.

За быстродействие отвечает контроллер Marvell 88SS1093, который разрабатывался специально для работы с PCI-E 3.0 и NVMe, и 15-нанометровая TLC NAND память производства SanDisk, с гарантийным ресурсом записи в 80 ТБ у младшей модели. Все микросхемы удалось разместить на одной стороне, в результате чего тыльная часть осталась абсолютно пустой.


Интересно, что если углубиться в список технологий, поддерживаемых WD Black PCIe SSD, то помимо привычных, связанных с уборкой мусора, там также можно встретить и упоминание о «комплексных алгоритмах регулирования тепловых параметров и управления электропитанием». Дело в том, что среди быстрых накопителей в формате М.2 довольно распространена проблема сильного нагрева во время нагрузки. Не обошла она стороной и наш тестовый экземпляр. При отсутствии дополнительного обдува (стандартные тесты в нашем случае проходят на открытом стенде), WD Black PCIe SSD прогревался до 44 °C в простое и до 70 °C во время тестирования, что приводило к нестабильности получаемых результатов.

Установка 120-мм вентилятора с частотой вращения в 700 об/мин позволила нормализировать температурный режим — пиковая температура во время продолжительного периода непрерывной записи составила 41°C. Таким образом, всем, кто задумывается о покупке SSD в формате M.2, вне зависимости от бренда, необходимо убедиться в достаточной продуваемости используемого корпуса ПК.

Тестовый стенд

Тестирование проходило на стенде в следующей конфигурации:

  • процессор: Intel Core i5-7600K (3,8 ГГц, 6 МБ);
  • кулер: Noctua NH-U14S (вентилятор NF-A15 PWM, 140 мм);
  • материнская плата: MSI Z170A Gaming 7 (Intel Z170);
  • оперативная память: HyperX Savage HX424C12SBK2/16 (2x8 ГБ, 2400 МГц, 14-15-15-35-1T);
  • системный диск: Crucial MX300 275GB (275 Гбайт, SATA 6 Гбит/сек);
  • блок питания: Chieftec CTG-750C (750 Вт);
  • монитор: LG 24MP88HM (1920х1080, 24″);
  • операционная система: Microsoft Windows 10 64-bit.

В качестве системного диска использовался твердотельный накопитель ADATA SX900 256GB, который подключался к чипсетному каналу SATA 6Gb/s. Файл подкачки и режим гибернации на время тестов были отключены. Оперативная память работала в режиме 2400 МГц с задержками 14-15-15-35-1T. На твердотельном накопителе штатными средствами MS Windows 10 64-bit создавался логический раздел с файловой системой NTFS и стандартными настройками кластера, занимающий все доступное дисковое пространство. Для WD Black PCIe SSD была отключена очистка буфера кэша записей Windows. Для измерения производительности использовались следующие программы и методы:

  • ATTO Disk Benchmark v2.46;
  • Anvil"s Storage Utilities 1.1 2014;
  • AS SSD Benchmark 1.7.4739.38088;
  • CrystalDiskMark 5.2.1;
  • Futuremark PCMark 8 v2.7.613 (Storage test);
  • копирование набора файлов объемом 10 ГБ.

Участники тестирования

Накопитель WD Black PCIE SSD 256GB WD Blue PC SSD 250GB WD Green PC SSD 240GB Kingston HyperX Predator SSD 480GB
Ёмкость, Гбайт 256 250 240 480
Скорость последовательного чтения, МБ/с 2050 540 540 1400
Скорость последовательной записи, МБ/с 700 500 465 1000
Максимальная скорость случайного чтения (блоки по 4 Кбайт), IOPS 170 000 97 000 63 000 130 000
Максимальная скорость случайной записи (блоки по 4 Кбайт), IOPS 130 000 79 000 68 000 118 000
Контроллер Marvell 88SS1093 Marvell 88SS1074 Silicon Motion SM2258XT Marvell 88SS9293
Тип памяти SanDisk, 15 нм, TLC Toshiba, 15 нм, TLC SK Hynix, 26 нм, TLC Toshiba, 19 нм, MLC
Суммарное число записываемых байтов (TBW), Тбайт 80 100 80 882
Интерфейс подключения PCI-E 3.0 SATA 6Gb/s SATA 6Gb/s PCI-E 2.0
Стоимость, $ 109* 91 82 338
Цена за гигабайт, $ 0,425 0,36 0,34 0,70

*— официальная цена продажи в США.

Так как тестирование проводилось на новой системе, количество соперников в этот раз было ограничено. Мы повторно протестировали WD Blue PC SSD и WD Green PC SSD, а также наиболее быстрый SSD, побывавший до этого в нашей лаборатории — Kingston HyperX Predator SSD. В плане цены за гигабайт доступного пространства, герой обзора оказался дешевле решения от Kingston, хотя и превосходит его по большинству заводских характеристик. Если рассматривать рынок США, где WD Black PCIE SSD уже доступен, то его цена сопоставим с топовыми моделями твердотельных накопителей с интерфейсом подключения SATA 6Gb/s, такими, как, например, Samsung 850 Pro.

Результаты тестирования

Скорость и стабильность работы TLC NAND

Как упоминалось выше, использование TLC NAND памяти означает наличие «псевдо-SLC» буфера, объем которого у WD Black PCIe SSD 256GB составляет чуть более трех гигабайт. Это немного по современным меркам и на рынке можно встретить достаточное количество моделей с более ёмким буфером. После его заполнения, скорость записи падает с максимальных 700 Мбайт/с до заметно более скромных 220 Мбайт/с.

Еще хуже обстоят дела при копировании большого объема реальных файлов. Через короткий промежуток времени скорость записи ограничивается диапазоном от 100 до 120 Мбайт/с.

Остается не совсем понятной логика инженеров и маркетологов WD, которые решили оснастить топовое решение в своей линейке SSD недорогой TLC-памятью. Установка более производительной памяти MLC NAND позволила бы обойти вышеупомянутые проблемы с проседанием производительности, увеличила бы срок службы устройства и не должна была значительно сказаться на его розничной стоимости. Особенно учитывая поглощение компании SanDisk, которое Western Digital завершила в конце 2016 года.

CrystalDiskMark




В классических синтетических бенчмарках WD Black PCIe SSD 256GB демонстрирует высокие результаты, которые соответствуют, а где-то даже превосходят, заявленные базовые характеристики. Максимальная линейная скорость, зафиксированная утилитой CrystalDiskMark, составила 2142 Мбайт/с для чтения и 715,2 Мбайт/с для записи. Хорошо зарекомендовал себя SSD и при работе с блоками 4К, где обработка данных происходила со скоростью в 48,66/154,9 Мбайт/с. Полная загрузка диска информацией частично сказывается на результатах считывания, понижая их до отметки в 1519 Мбайт/с. Команда TRIM выполняется без каких-либо задержек.

В сравнении с конкурентами WD Black PCIe SSD 256GB занял лидирующую позицию в шести подтестах из восьми, пропустив вперед только Kingston HyperX Predator SSD по показателю максимальной скорости записи.

ATTO Disk Benchmark

Аналогичная ситуация повторилась и в ATTO Disk Benchmark. Отрыв от «классических» SSD WD Blue PC SSD и WD Green PC SSD достигает 348%, что в полной мере демонстрирует разницу в пропускной способности между интерфейсами подключения SATA 6 Гбит/с и PCIe Gen3 x4.

AS SSD Benchmark

В AS SSD Benchmark основная борьба происходила между WD Black PCIe SSD 256GB и Kingston HyperX Predator SSD. Примечательно, что герою обзора не удалось продемонстрировать максимальную скорость в операциях линейного чтения, в результате чего он уступил продукту от Kingston с показателем 1326 Мбайт/с. Время отклика дисковой подсистемы находится на хорошем уровне и составило 0,033 мс и 0,066 мс соответственно.

Количество IOPS значительно разнится в зависимости от типа выполняемой операции. Результат в 56117 операций ввода вывода в секунду при записи оказался более чем в два раза скоромнее заявленного уровня. Причина кроется в том, что WD пока не выпустила отдельного NVMe-драйвера под свои устройства, а стандартный драйвер в Windows 10 использует команды FUA (Force Unit Access), запрещающие буферизацию данных при их записи. Чтобы минимизировать подобное влияние мы отключили очистку буфера кэша записей Windows, но в определённых приложениях все равно можно наблюдать снижения производительности SSD.

Скорость копирования разных типов фалов составила от 457,2 Мбайт/с для самых мелких из подтеста Game, до внушительных 1132 Мбайт/с для цельного образа ISO.

Anvil"s Storage Utilities

Герой обзора хорошо справляется как со сжимаемыми, так и с несжимаемыми данными, что подтверждает тест Anvil"s Storage Utilities. В отличие от Kingston HyperX Predator SSD, результаты WD Black PCIe SSD 256GB оказались весьма плотными. Их итоговый разброс не превышает 2%.

Futuremark PCMark 8 (Storage)

Наличие «SLC-буфера» все же дало о себе знать при имитации выполнения повседневных задач дисковой подсистемы, которую моделирует приложение Storage из набора тестов Futuremark PCMark 8. WD Black PCIe SSD занял вторую строчку по показателю средней пропускной способности. Вместе с тем, итоговый показатель в 331,58 Мбайт/с превосходит результаты всех SSD с интерфейсом подключения SATA 6Gb/s протестированных ранее в нашей лаборатории. Максимальная скорость работы в данном тесте была зафиксирована у накопителя Samsung SSD 850 Pro 256GB и составила 275,42 Мбайт/с. Более доступные модели, как, например, WD Blue SSD 256GB, ограничиваются куда более скромными 200 Мбайт/с.

В большинстве дисциплин новичок от WD доминирует над младшими собратьями и не дотягиваясь до Kingston HyperX Predator SSD. Лучше всего диск проявил себя в приложениях Adobe Photoshop CC и Microsoft PowerPoint.

Копирование набора файлов объемом 10 ГБ

Завершало серию тестов копирование тестового набора файлов. Структура набора соответствует среднестатистическому контенту, который хранит на своих накопителях рядовой пользователь: видео файлы — 4 ГБ; аудио файлы —1 ГБ; фото в формате.raw и.jpeg — 2 ГБ; PDF, fb2, файлы пакета Microsoft Office — 3 ГБ.

Результаты вполне закономерны. Низкая скорость копирования вне SLC-буфера не позволяет в полной мере соперничать с моделями на базе MLC NAND, даже не смотря на поддержку протокола NVMe и наличие более быстрого интерфейса подключения у WD Black PCIe SSD. Чем больше объем непрерывно копируемых данных — тем меньше будет разница с большинством недорогих 2,5-дюймовых моделей среднего и начального ценового сегмента.

Выводы

Выводя на рынок свою самую быструю линейку твердотельных накопителей — Black, компания Western Digital оснастила новинку сверхбыстрым интерфейсом подключения PCI-E 3.0 х4 и реализовала поддержку перспективного протокола доступа NVMe. В сумме это обеспечило WD Black PCIe SSD высокий уровень производительности, характерный для топовых моделей в сегменте для энтузиастов. При этом цена новичка уже на старте продаж будет заметно ниже таких популярных конкурентных моделей, как Kingston HyperX Predator SSD, Samsung 960 Pro и Samsung 960 EVO.

Вместе с тем, нельзя не упомянуть и некую «ложкой дегтя», которой оказалась память стандартна TLC NAND и отсутствие фирменного NVMe-драйвера к моменту запуска продукта. Последнее разработчики WD, скорее-всего, исправят уже в ближайшее время.

    Различные типы ключей помечаются на концевых контактах (позолоченных) SSD M.2 или рядом с ним, а также на разъеме M.2.

    На рисунке ниже представлены ключи SSD M.2 на SSD M.2 и совместимых разъемах M.2 с прорезями, позволяющими вставлять накопители в соответствующие разъемы:

    Следует учесть, что SSD M.2 с ключом B имеют другое количество концевых контактов (6) по сравнению с SSD M.2 с ключом M (5); такая асимметричная схема позволяет избежать ошибок размещения SSD M.2 с ключом B в разъем M, и наоборот.


    Что означают разные ключи?

    SSD M.2 с концевыми контактами ключа B могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства, однако ограничены скоростью PCIe x2 (1000МБ/с) на шине PCIe.

    SSD M.2 с концевыми контактами ключа M могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства и поддерживают скорость PCIe x4 (2000МБ/с) на шине PCIe, если хост-система также поддерживает режим x4.

    SSD M.2 с концевыми контактами ключа B+M могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства, однако ограничены скоростью x2 на шине PCIe.

    Подробнее

    Какие конфигурации M.2 и разъемов несовместимы?

    Ключ SSD M.2 Ключ B Ключ M
    Концевые контакты SSD SSD edge connector - B Key SSD edge connector - M Key
    Несовместимые разъемы Not Compatible Sockets - B Key Not Compatible Sockets - M Key

    В чем преимущества наличия ключа B+M на SSD M.2?

    Ключи B+M на SSD M.2 обеспечивают перекрестную совместимость с различными системными платами, а также поддержкой соответствующего протокола SSD (SATA или PCIe). Хост-разъемы некоторых системных плат могут быть рассчитаны на подключение только SSD с ключами M или только с ключами B. SSD с ключами B+M предназначены для устранения этой проблемы; однако подключение SSD M.2 в разъем не гарантирует его работы, это зависит от общего протокола между SSD M.2 и системной платой.


    Какие типы хост-разъемов SSD M.2 встречаются на системных платах?

    Хост-разъемы M.2 могут быть основаны на ключе B или на ключе M. Они могут поддерживать как протокол SATA, так и протокол PCIe. И наоборот, они могут поддерживать только один из двух протоколов.

    Если концевое контакты SSD имеют ключ B+M, они физически подходят к любому хост-разъему, однако необходимо изучить спецификацию системной платы/производителя системы, чтобы убедиться в совместимости протоколов.


    Как узнать, какой длины SSD M.2 поддерживает системная плата?

    Следует всегда изучать информацию производителя системной платы/системы для проверки поддерживаемых вариантов длины карт, однако большинство системных плат поддерживает 2260, 2280 и 22110. Многие системные платы имеют перемещаемый фиксирующий винт, позволяющий пользователю установить SSD M.2 2242, 2260, 2280 или даже 22100 . Объем пространства на системной плате ограничивает размер устанавливаемых в разъем и используемых SSD M.2.


    Что означает "socket 1, 2 или 3"?

    Различные типы разъемов являются частью спецификации и используются для поддержки специальных типов устройств в разъеме.

    Socket 1 предназначен для Wi-Fi, Bluetooth®, NFC и WI Gig

    Socket 2 предназначен для WWAN, SSD (кэш-память) и GNSS

    Socket 3 предназначен для SSD (SATA и PCIe, скорость до x4)


    Socket 2 поддерживает и WWAN, и SSD?

    Если в системе есть и не используется Socket 2 для поддержки карты WWAN, его можно использовать для SSD M.2 (обычно компактного форм-фактора, например 2242), если он имеет ключ B. SSD M.2 SATA можно вставить в совместимые разъемы WWAN, если системная плата поддерживает его. Обычно используются SSD M.2 2242 малой емкости для кэширования вместе с 2,5-дюймовым жестким диском. В любом случае следует изучить документацию по системе, чтобы проверить поддержку M.2.


    Возможно ли горячее подключение SSD M.2?

    Нет, SSD M.2 не предназначены для горячего подключения. Установка и удаление SSD M.2 допускается только при отключенном питании системы.


    Что такое односторонние и двухсторонние SSD M.2?

    Для некоторых встраиваемых систем с ограниченным пространством спецификации M.2 предусматривают различную толщину SSD M.2 – 3 односторонних версии (S1, S2 и S3) и 5 двухсторонних версий (D1, D2, D3, D4 и D5). Некоторые платформы могут иметь определенные требования вследствие ограничений пространства под разъемом M.2, см. рисунок ниже (собственность LSI).


    SSDM.2 Kingston соответствуют спецификациям двухсторонних M.2 и могут устанавливаться в большинство системных плат, совместимых с двухсторонними SSD M.2; обратитесь к своему торговому представителю, если вам требуются односторонние SSD для встраиваемых систем.


    Что планируется в будущем?

    SSD M.2 PCIe следующего поколения перейдут от использования старых драйверов AHCI, встроенных сейчас в операционные системы, к новой архитектуре, использующей новый хост-интерфейс Non-Volatile Memory Express (NVMe). NVMe с самого начала разрабатывался с поддержкой SSD на основе NAND (и, возможно, более новой энергонезависимой памяти) и обеспечивает еще более высокие уровни производительности. Предварительное производственное тестирование показывает, что его скорости в 4–6 раз выше, чем у современных SSD SATA 3.0.

    Ожидается, что его начнут внедрять в 2015 году в корпоративной сфере, а затем перенесут на клиентские системы. Поскольку промышленность подготавливает экосистему для выпуска SSD NVMe, во многих операционных системах уже существуют бета-версии драйверов.

Привет друзья! С недавнего времени некоторые модели ноутбуков стали комплектоваться разъёмом M2, в который можно установить твердотельный накопитель SSD PCI Express 3.0, имеющий новейший протокол передачи данных NVMe. В этом случае вы добьётесь рекордно высокой скорости работы дисковой системы вашего ноутбука, конкретно назову такие цифры: скорость последовательного чтения - 2600 Мбайт/с и скорость последовательной записи - 1600 Мбайт/с. Что бы вы осознали эти цифры, замечу, что обычный жёсткий диск ноутбука имеет в среднем скорость последовательного чтения - 80 Мбайт/с и скорость последовательной записи - 70 Мбайт/с, простыми словами, после установки SSD PCI Express 3.0 (NVMe) на вашем ноутбуке всё будет просто летать. Но, мало кто знает, что разъём M.2 может быть двух типов, соответственно накопителей M2 тоже может быть два, так же существует ещё много нюансов, о которых мы сегодня вам расскажем. Не удивляйтесь, если в компьютерных магазинах вы столкнётесь с полной неосведомлённостью продавцов-консультантов в этом вопросе.

В сегодняшней статье мы с вами установим твердотельный накопитель SSD Toshiba OCZ RD400 256 Гб на ноутбук DEXP Atlas H166. Чем примечателен SSD Toshiba OCZ RD400? Этот твердотельный накопитель интерфейса PCI-E 3.0 x4 появился на прилавках компьютерных магазинов в конце лета 2016 года и несмотря на высокую цену (256 Гб - 12 тысяч рублей, 512 Гб - 23 тысячи рублей), моментально завоевал популярность из-за высоких скоростных характеристик и своей универсальности, ведь установить его можно, как в ноутбук в разъём M.2 , так и в обычный системный блок в разъём PCI-Express с помощью специальной платы-адаптера, идущей в комплекте с SSD.

Можно смело утверждать, что на сегодняшний день это самый быстрый твердотельный накопитель, так как большинство тестов, произведённых многочисленными компьютерными энтузиастами показывают такой результат.

Максимальная скорость последовательного чтения (Мбайт/с) - 2600 Мбайт/с.

Максимальная скорость последовательной записи (Мбайт/с) - 1600 Мбайт/с.

Предвижу вопрос внимательных читателей, за счёт чего достигается такая феноменальная скорость чтения и записи SSD Toshiba OCZ RD400.

Специальный адаптер-переходник, с помощью которого можно установить SSD Toshiba OCZ RD400 в обычный системный блок.

Друзья, все вы знаете, что максимальная скорость обычного твердотельного накопителя упирается в возможности интерфейса SATA III - 600 МБ/с, а также в технологию AHCI, разработанную для обычных HDD, то есть какой бы хороший твердотельный накопитель не был, он не будет работать быстрее 600 МБ/с и заставить работать дисковую систему быстрее можно лишь одним способом - создать , в этом случае скорость работы SSD повысится в два раза, ну а дальше тупик. Но решение всё же было найдено и назвать его можно поистине гениальным.

Производители твердотельных накопителей обратили внимание на интерфейс PCI Express, и на самом деле, ведь у PCI Express 2.0 пропускная способность равняется 500 Мбайт/с для каждой линии, но линий этих, обеспечивающих двунаправленную пропускную способность, целых 16, в сумме получается 8 Гбайт/с! Что касается интерфейса PCI Express 3.0, то там пропускная способность ещё выше - 1 Гбайт/с на линию и общая пропускная способность получается 16 Гбайт/с. В результате появился SSD с интерфейсом PCI Express, работающий быстрее обычного SSD в несколько раз и имеющий только один недостаток - высокую цену. Сначала на рынке появился SSD HyperX Predator PCI Express 2.0 x4 на контроллере Marvell, скорость чтения до 1400 МБ/с и скорость записи до 1000 МБ/с, но прогресс не стоит на месте и на сегодняшний день самым быстрым SSD является герой нашей статьи SSD Toshiba OCZ RD400. Также не лишним будет сказать, что наш SSD имеет продвинутый контроллер Toshiba TC58NCP070GSB от Marvell, о котором пока мало что известно.

Какие существуют виды твердотельных накопителей SSD PCI Express

Вообще существует 4 вида накопителей SSD PCI Express.

PCI-E 2.0x2 использует 2 линии (протокол передачи данных AHCI) скорость чтения до 700 МБ/с и скорость записи до 450 МБ/с (пример - SSD Plextor M6e Black Edition PCI Express).

PCI-E 2.0x4 использует 4 линии (протокол передачи данных AHCI) скорость чтения до 1400 МБ/с и скорость записи до 1000 МБ/с (пример - SSD HyperX Predator PCI Express).

PCI-E 3.0x4 использует 4 линии (протокол передачи данных AHCI) скорость чтения до 2000 МБ/с и скорость записи до 1200 МБ/с (пример - SSD Samsung SM951 PCI Express).

PCI-E 3.0x4 использует 4 линии (протокол передачи данных NVMe ) скорость чтения до 2600 МБ/с и скорость записи до 1600 МБ/с. (пример - SSD Toshiba OCZ RD400 PCI Express ).

SSD Toshiba OCZ RD400 не работает с протоколом AHCI, а использует новейший протокол NVM Express (Non-Volatile Memory Express) - новый протокол доступа к твердотельным накопителям (SSD), подключенным по шине PCI Express. Многие с овременные ноутбуки имеют слоты M2, но поддержка SSD PCI-E, зависит от материнской платы ноутбука.

Какие существуют типы (ключи) разъёмов M.2

Если в вашем ноутбуке имеется разъём M.2, то он может быть двух типов:

Cлот M2 с ключом " B "

Cлот M2 с ключом "M"

Слоты отличаются между собой конструктивно, в зависимости от разного количества подводимых линий PCI Express.

Разъём M.2 B-типа имеет две линии PCI Express.

Разъём M.2 M -типа имеет четыре линии PCI Express.

Соответственно накопителей M2 тоже может быть два:

SSD PCI Express SATA III, подходит слот с ключом "B".

SSD PCI Express, подходит слот с ключом "B" и "M".

Слоты M2 могут поддерживать накопители разной длины:

2260 означает длину 60 мм.

2280 означает длину 80 мм.

На моём ноутбуке можно поставить SSD PCI Express M2 с длиной 80 и 60 (замеры производил обычной линейкой).

Как я уже заметил, если в вашем ноутбуке имеется разъём M.2, то имейте ввиду, что подключаемые в слот M2 твердотельные накопители SSD бывают двух типов, отличающихся разъёмами : разъём "B" (называется ключ "B") и разъём "M" (называется ключ " M ") , но разъём слота, установленного в ноутбуке, может иметь только один ключ - ключ "B" или "M".

К люч "B" поддерживает SATA, но не поддерживает интерфейсы PCI-E 2.0 x4 и PCI-E 3.0x4 (не могу сказать точно, поддерживает ли ключ "В" интерфейс PCI-E 2.0x2, скорее всего нет ).

К люч "M" поддерживает как SATA, так и интерфейсы PCI-E 2.0 x4 и PCI-E 3.0x4.

Для установки SSD PCI-E SATA III в ноутбуке должен быть слот M2 с ключом "B" или "M".

Для установки SSD PCI-E 2.0 x4 и PCI-E 3.0x4 в ноутбуке должен быть слот M2 с ключом "M".

Для установки SSD PCI-E 3.0x4 новейшего протокола NVME нужен слот с ключом "M" и поддержка протокола NVME материнской платой ноутбука.

Определить, какой на вашем ноутбукеслот M2 (с ключом "B" или с ключом "M"), поможет БИОС.

Можно увидеть, что у меня подключены 2 диска в обычные SATA разъёмы форм фактор 2.5.

Offboard, это слот M2 с ключом "M" . Слот один, но поддерживает и SATA контроллер и NVME контроллер.

SSD PCI-E SATA естественно отсутствует.

Смотрим, подключён ли SSD PCI-E 3.0x4 новейшего интерфейса NVME.

Да, SSD PCI-E 3.0x4 новейшего интерфейса NVME определился без проблем.

Есть ещё способ определить, какой на вашем ноутбуке слот M2 (с ключом "B" или с ключом "M"), это визуальный, нужно снять крышку ноутбука и посмотреть на материнскую плату, если прорезь слота M2 находится справа, то это ключ "M", а если слева, то "B". Вот мой слот M2 прорезь справа.

Мой ноутбук поддерживает последнее поколение SSD PCI-E 3.0x4 (протокол передачи данных NVME).

Так как на моём ноутбуке были установлены 2 SSD (Обычные SSD), решил я проверить, что за зверь такой PCI-E 3.0x4 NVME и насколько он лучше, чем мои Samsung 850 EVO и Kingston HyperX Savage. Выбор пал на Toshiba OCZ RD400, это на сегодняшний день один из самых быстрых SSD.

Установка SSD Toshiba OCZ RD400 в разъём M.2 ноутбука

Если в вашем ноутбуке имеется разъём M.2, то вы должны знать, что этот разъём позволяет устанавливать соединение с твердотельным накопителем с привлечением до четырёх линий PCI Express 3.0 и скорость работы SSD интерфейса M.2 должна быть на уровне 2000 Мбайт/с.

Установить SSD Toshiba OCZ RD400 в разъём M.2 ноутбука очень просто.

Снимаем заднюю крышку берём SSD не за разъём.

SSD торцом вставляется в слот, а задняя часть крепиться винтиком (винтика в комплекте не было) у меня предусмотрено крепление 2х размеров 60 и 80 мм.

На сегодняшний день в продаже имеются SSD трёх размеров:

2242 означает длину накопителя 42 мм.

2260 означает длину 60 мм.

2280 означает длину 80 мм.

Вставляем SSD в разъём.

После того как вставим в разъём он будет стоять под углом.

Берём винтик и отвёртку аккуратно нажимаем на SSD и крепим винтиком заднюю часть, после этого закрываем крышку включаем ноутбук и устанавливаем OS.

Вот так выглядело управление дисками до подключения SSD.

Диск 0. SSD Kingston SHSS37A на 240 Гб - установлен на место штатного HDD.

Диск 1. SSD Samsung на 240 Гб - установлен в специальном переходнике вместо дисковода DVD (порт SATA3 работает точно так же как и на месте штатного SSD, я менял диски местами разницы нет).

Диск 2. SSD Toshiba OCZ RD400 на 240 Гб установлен в разъём M.

Сравнение скорости записи и чтения твердотельных накопителей интерфейса SATA III и PCI Express 3.0, а также обычного жёсткого диска в программе CrystalDiskMark 5.2.1 - Disk Benchmark

Давайте сравним скорости записи и чтения твердотельных накопителей SSD Kingston SHSS37A (SATA III) и SSD Toshiba OCZ RD400 (PCI Express 3.0) в программе CrystalDiskMark 5.2.1 - Disk Benchmark. Скачать программу можно на официальном сайте разработчика:

http://crystalmark.info/download/index-e.html

CrystalDiskMark 5.2.1 - Disk Benchmark проводит четыре теста:

Seq: Тест последовательной записи/чтения (размер блока= 1024Кб);

512K: Тест случайной записи/чтения (размер блока = 512Кб);

4K: Тест случайной записи/чтения (размер блока = 4Кб);

4K QD32: Тест случайной записи/чтения (размер блока = 4Кб)

Итоговый результат.

SSD Kingston SHSS37A 240 GB

SSD Toshiba OCZ RD400 256 GB

Обычный жёсткий диск ноутбука.

Согласитесь, скорость совсем никакая, а ведь у большинства пользователей на ноутбуках установлены именно обычный HDD. Вывод - нужно срочно

Результат тестирования говорит сам за себя, но всё же это так называемые синтетические тесты.

Есть скорость чтения, записи внутри диска и скорость записи, чтения с диска на другой жёсткий диск.

Заявленные скорости чтения записи производителями дисков это скорости чтения и записи с одного диска на другой. То есть когда диск только копирует или только записывает. CrystalDiskMark показывает результаты только копирования и только записи.

Сравнение скорости записи и чтения твердотельных накопителей в режиме реальной работы

1. Скорость чтения и записи внутри обычного SSD. Твердотельный накопитель копирует и читает одновременно .

Копирую файл ISO 12 гигабайт внутри обычного твердотельного накопителя Kingston.

Видим устойчивую скорость копирования внутри диска 170 МБ/с.

Копирую файл ISO 12 гигабайт внутри обычного твердотельного накопителя Samsung.

Устойчивая скорость копирования внутри диска 149 МБ/с.

Копирую файл ISO 12 гигабайт внутри диска SSD Toshiba OCZ RD400.

Устойчивая скорость копирования внутри диска намного выше, чем в предыдущих случаях и составляет 552 МБ/с.

2 . Скорость чтения и записи с диска на диск. Один диск читает другой записывает .

Тот же файл копируем с SSD Samsung на SSD Kingston.

Скорость копирования внутри диска 440 МБ/с.

Копируем файл с SSD Kingston на SSD Samsung .

Скорость копирования внутри диска 328 МБ/с.

Копируем файл с SSD Samsung на SSD Toshiba OCZ RD400.

Здесь скорость записи SSD Toshiba OCZ RD400 ограничена скоростью чтения SSD Samsung - 446 МБ/с

3. Проведём тест SSD Toshiba OCZ RD400 (PCI-E NVMe ) и процессор .

Для этого утилитой imagex развернём файл install.wim c операционной системой Windows 10 внутри SSD Toshiba OCZ RD400.

В этом случае скорость распаковки архива зависит от процессора, а скорость записи от диска.

И последний тест создание ISO внутри диска NVMe.

Вывод : Твердотельные накопители SSD с интерфейсом PCI Express 3.0 имеют право на жизнь и в скором времени вытеснят обычные твердотельники

интерфейса SATA III, но если посмотреть с другой стороны, то не всем пользователям нужна такая быстрая производительность дисковой системы и многих устроят обычные SSD .

Стандарт PCI Express является одной из основ современных компьютеров. Слоты PCI Express уже давно занимают прочное место на любой материнской плате декстопного компьютера, вытесняя другие стандарты, например, такие как PCI. Но даже стандарт PCI Express имеет свои разновидности и отличающийся друг от друга характер подключения. На новых материнских платах, начиная примерно с 2010 года, можно увидеть на одной материнской плате целую россыпь портов, обозначенных как PCIE или PCI-E , которые могут отличаться по количеству линий: одной x1 или нескольких x2, x4, x8, x12, x16 и x32.

Итак, давайте выясним почему такая путаница среди казалось бы простого периферийного порта PCI Express. И какое предназначение у каждого стандарта PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 и x32?

Что такое шина PCI Express?

В далеких 2000-х, когда состоялся переход с устаревающего стандарта PCI (расш. - взаимосвязь периферийных компонентов) на PCI Express, у последнего было одно огромное преимущество: вместо последовательной шины, которой и была PCI, использовалась двухточечная шина доступа. Это означало, что каждый отдельный порт PCI и установленные в него карты, могли в полной мере использовать максимальную пропускную способность не мешая друг другу, как это происходило при подключении к PCI. В те времена количество периферийных устройств, вставляемых в карты расширения, было предостаточно. Сетевые карты, аудио карты, ТВ-тюнеры и так далее - все требовали достаточное количество ресурсов ПК. Но в отличие от стандарта PCI, использовавшего для передачи данных общую шину с подключением параллельно нескольких устройств, PCI Express, если рассматривать в общем, является пакетной сетью с топологией типа звезда.


PCI Express x16, PCI Express x1 и PCI на одной плате

С точки зрения непрофессионала, представьте свой настольный ПК в качестве небольшого магазина с одним, двумя продавцами. Старый стандарт PCI был как гастроном: все ожидали в одной очереди, чтобы их обслужили, испытывая проблемы со скоростью обслуживания с ограничением в лице одного продавца за прилавком. PCI-E больше похож на гипермаркет: каждый покупатель движется за продуктами по своему индивидуальному маршруту, а на кассе сразу несколько кассиров принимают заказ.

Очевидно, что гипермаркет по скорости обслуживания выигрывает в несколько раз у обычного магазина, благодаря тому, что магазин не может себе позволить пропускную способность больше чем один продавец с одной кассой.

Также и с выделенными полосами передачи данных для каждой карты расширения или встроенными компонентами материнской платы.

Влияние количества линий на пропускную способность

Теперь, чтобы расширить нашу метафору с магазином и гипермаркетом, представьте, что каждый отдел гипремаркета имеет своих кассиров, зарезервированных только для них. Вот тут-то и возникает идея нескольких полос передачи данных.

PCI-E прошел множество изменений со времени своего создания. В настоящее время новые материнские платы обычно используют уже 3 версию стандарта, причем более быстрая 4 версия становится все более распространенной, а версия 5 ожидается в 2019 году. Но разные версии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут быть выполнены в четырех основных размерах: x1, x4, x8 и x16. (x32-порты существуют, но крайне редко встречаются на материнских платах обычных компьютерах).

Различные физические размеры портов PCI-Express позволяют четко разделить их по количеству одновременных соединений с материнской платой: чем больше порт физически, тем больше максимальных подключений он способен передать на карту или обратно. Эти соединения еще называют линиями . Одну линию можно представить как дорожку, состоящею из двух сигнальных пар: одна для отправки данных, а другая для приема.

Различные версии стандарта PCI-E позволяют использовать разные скорости на каждой полосе. Но, вообще говоря, чем больше полос находится на одном PCI-E-порту, тем быстрее данные могут перетекать между периферийной и остальной частью компьютера.

Возвращаясь к нашей метафоре: если речь идёт об одном продавце в магазине, то полоса x1 и будет этим единственным продавцом, обслуживающим одного клиента. У магазина с 4-мя кассирами - уже 4 линии х4 . И так далее можно расписать кассиров по количеству линий, умножая на 2.


Различные карты PCI Express

Типы устройств, использующих PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 и x32

Для версии PCI Express 3.0 общая максимальная скорость передачи данных составляет 8 ГТ/с, В реальности же скорость для версии PCI-E 3 чуть меньше одного гигабайта в секунду на одну полосу.

Таким образом, устройство, использующее порт PCI-E x1, например, маломощная звуковая карта или Wi-Fi-антенна смогут передавать данные с максимальной скоростью в 1 Гбит/с.

Карта, которая физически подходит в более крупный слот - x4 или x8 , например, карта расширения USB 3.0, сможет передавать данные в четыре или восемь раз быстрее соответственно.

Скорость передачи портов PCI-E x16 теоретически ограничивается максимальной полосой пропуская в размере около 15 Гбит/с. Этого более чем достаточно в 2017 года для всех современных графических видеокарт, разработанных NVIDIA и AMD.


Большинство дискретных видеокарт используют слот PCI-E x16

Протокол PCI Express 4.0 позволяет использовать уже 16 ГТ/с, а PCI Express 5.0 будет задействовать 32 ГТ/с.

Но в настоящее время не существует компонентов, которые смогли бы использовать такое количество полос с максимальной пропускной способностью. Современные топовые графические карты обычно используют x16 стандарта PCI Express 3.0. Нет смысла использовать те же полосы и для сетевой карты, которая на порту x16 будет использовать только одну линию, так как порт Ethernet способен передавать данные только до одного гигабита в секунду (что, около одной восьмой пропускной способности одной PCI-E полосы - помните: восемь бит в одном байте).

На рынке можно найти твердотельные накопители PCI-E, которые поддерживают порт x4, но они, похоже, скоро будут вытеснены быстро развивающимся новым стандартом M.2. для твердотельных накопителей, которые также могут использовать шину PCI-E. Высококачественные сетевые карты и оборудование для энтузиастов, такие как RAID-контроллеры, используют сочетание форматов x4 и x8.

Размеры портов и линий PCI-E могут различаться

Это одна из наиболее запутанных задач по PCI-E: порт может быть выполнен размером в форм-факторе x16, но иметь недостаточное количество полос для пропуска данных, например, всего например x4. Это связано с тем, что даже если PCI-E может нести на себе неограниченное количество отдельных соединений, все же существует практический предел пропускной способности полосы пропускания чипсета. Более дешевые материнские платы с более бюджетными чипсетами могут иметь только один слот x8, даже если этот слот может физически разместить карту форм-фактора x16.

Кроме того, материнские платы, ориентированные на геймеров, включают до четырех полных слотов PCI-E с x16 и столько же линий для максимальной пропускной способности.

Очевидно, это может вызывать проблемы. Если материнская плата имеет два слота размером x16, но один из них имеет только полосы x4, то подключение новой графической карты снизит производительность первой аж на 75%. Это, конечно, только теоретический результат. Архитектура материнских плат такова, что Вы не увидите резкого снижения производительности.

Правильная конфигурация двух графических видео карт должна задействовать именно два слота x16, если Вы хотите максимального комфорта от тандема двух видеокарт. Выяснить сколько линий на Вашей материнской плате имеет тот или иной слот поможет руководство на оф. сайте производителя.

Иногда производители даже помечают на текстолите материнской платы рядом со слотом количество линий

Нужно знать, что более короткая карта x1 или x4 может физически вписаться в более длинный слот x8 или x16. Конфигурация контактов электрических контактов делает это возможным. Естественно, если карта физически больше, чем слот, то вставить ее не получится.

Поэтому помните, при покупке карт расширения или обновления текущих необходимо всегда помнить как размер слота PCI Express, так и количество необходимых полос.