Сравнение PCIe 4.0 и PCIe 3.0 SSD

Высокопроизводительное жесткие диски находятся в процессе перехода, так как отрасль начинает применять стандарт PCIe 4.0. На данный момент самое большое изменение, которое увидят потребители, это еще более быстрые SSM-накопители NVMe в продаже. Это связано с тем, что PCIe 4.0 обеспечивает удвоенную скорость передачи данных по стандарту PCIe 3.0. SSD предыдущего поколения имели максимальную скорость до 3500 МБ / с, в то время как новое поколение заявляет о скорости до 5000 МБ / с.

Сегодня мы протестируем несколько новых накопителей и сравним их с двумя самыми быстрыми накопителями PCIe 3.0, которые вы можете купить. Глядя на спецификацию, вы быстро заметите более высокие показатели пропускной способности, но что это означает для среднего опытного пользователя? Давайте разберемся.

Следует отметить, что первой основной платформой которая приняла PCIe 4.0, является новая флагманская видеокарта AMD X570, выпущенная вместе с Ryzen третьего поколения. процессорами несколько месяцев назад. Платформа X570 нацелена на высокопроизводительный премиум-сегмент, поскольку она включает ряд перспективных технологий, не ограничивающихся PCIe 4.0, но также и M.2 Gen 4 Storage, новейшим стандартом USB 3.2 Gen 2, а в некоторых случаях Wi-Fi Подключение 6 и 10 GbE.

В этом обзоре мы рассмотрим новые твердотельные накопители Corsair MP600, Sabrent Rocket и Gigabyte Aorus, все новые накопители PCIe NVMe 4.0. Мы сравнили их с превосходным твердотельным накопителем Samsung 970 Pro и лучшим в линейке Intel Optane SSD 905P.

Как видно из приведенной ниже таблицы, новые накопители на самом деле немного более доступны, чем летний 3-й SSD 970 Pro 3-го поколения (это продвинутая версия более доступного SSD 970 Evo). Привод Optane немного отличается от других, так как технология все еще развивается, и это скорее корпоративный жёсткий диск. Помимо 970 Pro, в настоящее время вы можете приобрести твердотельный накопитель NVMe 1 ТБ 3 поколения стоимостью около 150-200 долларов в зависимости от модели. Это ставит ценовую премию около 30% между поколением 3 и поколением 4.

* Как проверено в этом обзоре. Диски доступны в диапазоне мощностей, и цены будут варьироваться соответственно.

Как и в предыдущих поколениях, стандарт 4.0 просто удваивает скорость, с которой работает слот PCIe. Теперь он обеспечивает около 2 ГБ / с на линию в сравнении с 1 ГБ / с на линию в PCIe 3.0. Стандарт PCIe 4.0 откладывался примерно на два года, а это значит, что стандарт PCIe 5.0 должен выйти примерно через год. Для сегодняшнего теста мы использовали материнскую плату Asrock X570 Steel Legend с процессором Ryzen 7 3700X.

Три накопителя PCIe 4.0, которые мы получили для обзора, на самом деле очень похожи друг на друга. Все они основаны на контроллере Phison PS5016, все используют флэш-память Toshiba BiCS4 TLC NAND, и все они оснащены встроенным кэшем SK Hynix DDR4. Помимо этого, нет особого различия между приводами, кроме их микропрограммного обеспечения — что по-прежнему является неотъемлемой частью уравнения. Имейте в виду, что как и в других сериях SSD, диски с большей емкостью будут иметь более высокие номинальные скорости. Все модели от Corsair, Sabrent и Gigabyte имеют версии 500 ГБ, 1 ТБ и 2 ТБ, но только варианты 1 ТБ и 2 ТБ достигают полной скорости. Скорость записи падает до 2500 МБ / с на диске 500 ГБ по сравнению с 1 ТБ или 2 ТБ версией того же семейства продуктов.

Самым поразительным отличием этих дисков от винчестеров предыдущего поколения являются огромные радиаторы. Новые контроллеры и микросхемы NAND перегреваются, поэтому, чтобы не повредить их, производители установили на некоторые очень мощные радиаторы.

Блок Sabrent даже имеет 6 внутренних тепловых трубок. Это первый раз, когда мы видели интегрированные тепловые трубки на SSD. Устройство Gigabyte заключено в здоровенный кусок меди, что делает его действительно прочным и хорошо сложенным. В приводе Corsair есть несколько вертикальных ребер, выполненных из алюминия. Несмотря на то, что он выше, чем диск Gigabyte, он на самом деле весит намного меньше.

Как и в случае с процессорами и графическими видеокартами, управление температурой очень важно для высокопроизводительных твердотельных накопителей. Длительное воздействие высоких температур и недостаточное охлаждение могут повредить приводы. Если вы попытаетесь снять радиаторы, приводы очень быстро нагреются. Даже при включенных радиаторах приводы могут работать дроссельно, если они находятся под постоянной нагрузкой более 15 минут.

Печатные платы для более новых накопителей имеют тот же размер, что и старшее поколение, но требуют больших радиаторов

Прежде чем мы перейдем к производительности, мы должны обсудить проблемы с этими дисками. Поскольку они такие высокие, накопители Corsair и Sabrent не поместятся в большинство слотов NVMe, если у вас есть еще одна карта PCIe сверху. Большинство современных материнских плат имеют два слота NVMe между своими слотами PCIe, и это может быть проблемой в зависимости от ваших настроек.

Если у вас есть один графический процессор и нет других плат расширения, вы можете использовать нижний слот NVMe. Если вам нужно использовать эти слоты PCIe, диск Gigabyte будет вашим единственным вариантом, поскольку он достаточно тонкий, чтобы поместиться под графический процессор.

Для материнских плат со встроенным чипсетом и радиаторами NVMe вам скорее всего придется удалить его, чтобы установить жесткий диск. Это была проблема для нас на X570 Steel Legend. Мы думаем, что лучшим вариантом если вы уверены в охлаждающей способности вашей материнской платы, было бы снять теплоотвод с SSD и использовать встроенную материнскую плату.

Проблемы с оформлением новых дисков PCIe 4.0. Накопитель Gigabyte подходит для стандартного графического процессора, а для дисков Sabrent и Corsair (не показаны) — нет.

Optane 905P является своего рода другим зверем. Приблизительно он стоит 2000 долларов, это почти на порядок дороже, чем другие диски в этом обзоре. Предыдущее поколение SSD 900P, было самым быстрым накопителем, который мы тестировали в прошлогоднем обзоре. 905P является расширяющим обновлением с некоторыми незначительными улучшениями производительности. Технология Optane предназначена для преодоления разрыва между быстрой оперативной памятью и большим традиционным запоминающим устройством, она не дает быстрых необработанных операций чтения и записи, а вместо этого нацелена на повышение общей производительности и быстродействия системы. Это особенно хорошо при небольших случайных обращениях к файлам, таких как в аналитике данных и высокопроизводительных вычислениях.

Удивительно, но в настоящее время у Samsung нет SSD 4-го поколения (на прошлой неделе они анонсировали накопитель для предприятий ). Как и в случае с предыдущими запусками, ожидается что они сначала выпустят корпоративное оборудование, а затем потребители увидят что аналогичные технологии будут снижаться в следующие месяцы.

Представление

Теперь перейдем к тестам производительности, начиная с синтетики. Первый тест для сырой последовательной производительности. Он показывает абсолютную скорость, с которой двигатель может проехать при идеальном сценарии. Тестируя с различными размерами передачи, мы можем видеть, как диски работают с различными типами файлов.

Результаты ниже, поэтому давайте разберем их. Начиная с производительности чтения, все три диска PCIe 4.0 эквивалентны в верхней части таблицы. Так как они имеют одинаковый контроллер и NAND, это то, что мы ожидали. Далее следует 970 Pro, хотя мы видим резкое падение при увеличении размера файла. Диск Optane здесь самый медленный, поскольку сырая последовательная производительность не является его приоритетом.

Скорость записи немного сложнее. Оба накопителя Sabrent и Corsair достигли максимальной скорости чуть менее 4 Гбит / с, но на диске Corsair потребовалось больше времени, и в середине он снизился.

Привод Sabrent Rocket 4 был намного быстрее на вершине и стабильным, когда он достиг максимума. Поскольку у нас есть диск Gigabyte Aorus емкостью 500 ГБ, он ограничен 2400 МБ / с. Версии линейки Aorus емкостью 1 ТБ и 2 ТБ не ограничены и должны быть ближе по производительности к своим конкурентам и наоборот, в случае дисков Sabrent и Corsair объемом 500 ГБ, так что не стоит вдаваться в подробности. Диски Samsung и Intel заканчивают в том же порядке, что и в тесте на чтение.

Далее мы перейдем к IOmeter, отличной универсальной утилите для тестирования производительности хранилища, которая позволяет проводить очень индивидуальные тесты. В большинстве случаев чтения с диска происходят гораздо чаще. Доступ к данным также представляет собой сочетание случайного и последовательного доступа. Чтобы охватить наиболее распространенные сценарии, мы использовали скорость передачи 16 КБ, 70% чтения / 30% записи и 50% случайного выбора. Тесты проводились дважды: с одним запросом и очередью из 64 запросов. Это измерение называется Queue-Depth. Спорадическое использование, такое как во время просмотра веб-страниц или легких настольных приложений, вероятно будет иметь низкую глубину очереди. С другой стороны, интенсивное использование такое как создание контента или другие задачи с интенсивным использованием данных, будет иметь большую глубину очереди, так как существует больше обращений к диску, ожидающих обработки.

Начиная с общей скорости передачи, Intel Optane убегает с меньшей глубиной очереди. Это ожидаемо, поскольку накопитель предназначен для таких задач. Поднимаясь до 64, низкая последовательная производительность привода Optane начинает сказываться на нем. Привод Sabrent явный победитель, скорость которого на 500 МБ / с выше, чем у конкурентов. Удивительно, но накопитель PCIe 3.0 Samsung 970 Pro находится прямо в нем вместе с накопителями PCIe 4.0. Дополнительная пропускная способность от Gen 3 до Gen 4 здесь вообще не имеет значения.

Помимо скорости, задержка также очень важна при измерении производительности привода. Привод Optane здесь выделяется, поскольку одной из его основных функций является быстрое время доступа. Второе место снова занимает Сабрент Драйв. Кроме того, остальные накопители очень близки и не видят никакой выгоды от нового стандарта.

Далее мы перейдем к реальным тестам. Первым тестом является PCMark 8 Storage Benchmark, который состоит из нескольких трасс доступа к хранилищу из обычных приложений. Хотя это выглядит как синтетический тест, с точки зрения привода, он видит запросы на чтение и запись одинаково, как если бы пользователь использовал реальные программы. К ним относятся Microsoft Office, некоторые видеоигры и Adobe Photoshop. Диск Intel Optane выигрывает легко, так как он разработан для повышения производительности и быстрого доступа. Остальные накопители расположены очень близко, хотя мы дадим небольшое преимущество Samsung 970 Pro. Сырые последовательные скорости чтения и записи здесь не так важны, так как типичное использование файлов происходит в виде коротких пакетов небольших файлов.

Далее мы подробно рассмотрим время загрузки игры для Counter-Strike: Global Offensive и Shadow of the Tomb Raider. Все результаты были в течение примерно 2 секунд, поэтому вы, вероятно, никогда не заметите разницу. Диску Samsung удается слегка обойти конкурентов благодаря великолепной прошивке и управлению дисками от Samsung. Второе место занимает Сабрент Драйв.

Последние тесты которые мы рассмотрим — это копирование файлов и время загрузки Windows. Помимо игр и производительности, это еще один способ использования накопителя и его измерения. Обе копии файлов были размером около 20 ГБ. Большой тест состоял из примерно 20 отдельных файлов емкостью 1 ГБ, а небольшой тест содержал около 20 000 файлов.

Несмотря на то, что оба теста передали примерно одинаковое количество данных, меньший тест занял гораздо больше времени из-за увеличения накладных расходов при обработке каждого файла. Привод Sabrent победитель, в то время как накопители Gigabyte и Intel находятся на втором месте.

Диски Samsung и Corsair были немного позади с небольшими копиями файлов. Это может быть связано с заполнением внутренних кешей, но сложно сказать наверняка. Время загрузки Windows 10 — самое близкое из всех. Все диски были в пределах 1 секунды друг от друга, поэтому вы никогда не заметите разницу.

Итог

Глядя на сливки урожая, результаты оказались примерно такими, как мы ожидали. Жесткий диск Optane это король производительности, но вы платите за него, и он не предназначен для потребителей. Если вы понимаете, что я имею в виду, это будет стоить вам больше двух RTX 2080 Super GPU.

Тем не менее следует подчеркнуть, насколько близки эти диски, когда дело доходит до запуска основных приложений. Пропускная способность, предлагаемая первоклассными твердотельными накопителями NVMe, которая обойдется вам примерно в 200 долларов за 1 ТБ хранилища, впечатляет и отличается от той суммы, которую мы платили за это всего несколько лет назад.

Три накопителя PCIe 4.0 были близки в большинстве тестов, а Sabrent Rocket 4 выиграл с небольшим отрывом. Samsung 970 Pro по-прежнему работает очень хорошо и даже выиграл в наших тестах запуска игры. Это дает понять, что получить SSD Gen 4 не так уж и много, если у вас уже есть быстрый SSD Gen 3. По сравнению с другими распространенными, обычными накопителями Gen 3, накопители Gen 4 обеспечат повышение производительности в самых избранных рабочих нагрузках.

Если вы создаете новый высокопроизводительный ПК и у вас есть бюджет, мы определенно рекомендуем использовать быстрый накопитель NVMe PCIe. Линия Evo от Samsung использовалась для получения нашей главной рекомендации, но твердотельный накопитель Sabrent Rocket Gen 4 определенно заслуживает вашего внимания. Если вы не будете создавать контент или выполнять другую работу с большими объемами данных, это не принесет особой пользы, хотя в будущем могут возникнуть некоторые сценарии, которые могут использовать преимущества полной скорости 5 ГБ / с. Большая часть запуска SSD 4-го поколения маркетинговая ажиотаж, но это правда, что накопители объективно быстрее, поэтому всегда приятно видеть прогресс в технологиях.