1. Главная страница » Компьютеры » Pcie ssd что это

Pcie ssd что это

Автор: | 16.12.2019

Формат PCI Express SSD позиционирует себя как высокоскоростной интерфейс для устройств хранения. PCIe или PCI Express. Твердотельные накопители произвели революцию в компьютерном хранении, но с такими быстрыми изменениями было нелегко прогрессировать. Новые поколения накопителей появляются примерно каждый год, и такие термины, как PCIe SSD, M.2 и NVMe, все чаще обсуждаются в интернете. Итак, что все это значит, и как выбрать лучший диск для компьютера?

Преимущества PCIe SSD по сравнению с дисками SATA

Интерфейсы на материнской плате компьютера работают на разных скоростях. Точно так же, как вы ожидаете, что внутренние компоненты компьютера будут взаимодействовать быстрее, чем что-либо, подключенное через USB, также существуют различные ограничения пропускной способности для внутренних интерфейсов. SATA уже несколько лет считается основным интерфейсом, используемым для подключения жестких дисков к материнской плате.

Он работает хорошо, и с традиционными HDD не может максимально использовать свои возможности передачи, но технология SSD может. SATA использует внутренние провода, идущие от дисковода к портам на материнской плате. Это не все, что прямо, но оно выполняет свою работу и обеспечивает гибкость в размещении вашего диска.

PCIe имеет свою историю в другом месте. Это высокоскоростной интерфейс, используемый для таких компонентов, как видеокарты, которые требуют огромного количества пропускной способности данных при чрезвычайно высокой скорости. Устройства PCIe подключаются непосредственно к материнской плате и с большей скоростью передают данные напрямую в процессор. При использовании PCI Express твердотельные накопители более ограничены своей способностью читать и записывать, чем способностью передавать данные.

Какая скорость у PCI Express SSD?

PCIe явно быстрее, но насколько он быстрее? Есть несколько простых оценок, которые могут помочь разобраться в этом.

Текущая версия SATA — это SATA III. Он поддерживает теоретическую максимальную скорость 6 Гбит/с, что позволяет передавать данные примерно до 600 МБ/с. Это, безусловно, респектабельная скорость, но возможности PCIe несколько изменят вашу точку зрения.

PCIe немного сложнее сломать. Во-первых, есть разъемы PCIe 1.0, 2.0 и 3.0. 3.0 — новейшая версия, но вы все равно найдете слоты 2.0 на некоторых материнских платах. Предполагая, что используемая вами плата является платой PCIe 3.0, есть еще ряд возможностей для рассмотрения. PCIe-соединения разделены на дорожки. Имеется 4, 8 и 16 дорожек, и вы можете определить их по размеру на плате. Большие 16-полосные — то, где вы обычно подключаете видеокарту.

PCI Express 3.0 имеет теоретическую скорость 1 ГБ/с на линию, что означает, что разъем PCIe 3.0 x16 имеет теоретическую пропускную способность 16 ГБ/с. Это безумное количество скорости для жесткого диска. Теперь обычный PCIe SSD, скорее всего, будет использовать 4 или 8 линий, но потенциал по-прежнему намного выше, чем у SATA.

Эти цифры действительно теоретические, а не то, как будет выглядеть ваше практическое представление. Если вы посмотрите на настоящие твердотельные накопители, скорости, которые они рекламируют, более обоснованы, но выгода все же очевидна. Samsung 860 EVO заявляет, что максимальная скорость последовательного чтения составляет 550 МБ/с, а максимальная скорость последовательной записи — 520 МБ/с. Ближайший сопоставимый накопитель PCIe, Samsung 960 EVO, имеет максимальную скорость последовательного чтения 3,2 ГБ/с и максимальную скорость последовательной записи 1,7 ГБ/с; он использует только 4 линии PCIe. Нетрудно увидеть выгоду.

NVMe и M.2

Есть еще пара терминов, которые обсуждаются вместе с накопителями PCIe: NVMe и M.2. Они, к счастью, не сложны.

M.2 относится к форм-фактору PCIe, разработанному специально для твердотельных накопителей. M.2 более компактен, чем стандартный PCIe, и принимает только устройства форм-фактора M.2, которые являются исключительно исключительно жесткими дисками. M.2 был разработан для предоставления интерфейса, позволяющего твердотельным накопителям использовать интерфейс PCIe, не мешая более традиционным устройствам PCI Express, таким как видеокарты, или не занимая их. M.2 также очень распространен в ноутбуках, потому что он обычно расположен на материнской плате, занимая очень мало места.

NVMe расшифровывается как энергонезависимая память Express. Энергонезависимая память — это любой вид памяти. Энергозависимая память — это нечто вроде оперативной памяти, которая постоянно перезаписывается и не сохраняется после перезагрузок. NVMe — это протокол, разработанный специально для жестких дисков PCIe, чтобы они могли быстрее общаться. Цель NVMe — заставить SSD вести себя как RAM, потому что RAM использует очень похожую технологию и движется намного быстрее, чем SSD.

Надеюсь, что распутали текущее состояние твердотельных накопителей. Вещи продолжат развиваться, но ожидают, что использование жестких дисков PCIe, особенно в форме дисков M.2, будет продолжать расти в популярности. Если вы рассматриваете новый SSD для вашего компьютера, PCIe определенно стоит подумать.

Читайте также:  Biostar загрузка с флешки

SSD накопители с интерфейсом PCI-Express являются технологически более совершенными чем диски с интерфейсом SATA. Но это не означает, что вам, как пользователю, необходимо тотчас же выкинуть все старые SATA накопители. В этой статье разберёмся со слабыми и сильными сторонами твердотельных накопителей SSD с обоими интерфейсами. Рассмотрим в чем их различия и на какие именно параметры следует обратить внимание при выборе того или иного SSD.

Особенности PCI-Express SSD

Какие именно технологии применяются в PCI-Express SSD, что на самом деле делает их более совершенными по сравнению с SATA SSD? Почему они гораздо дороже, неужели они намного производительнее своих SATA аналогов? Да, это так, но давайте рассмотрим каждый аспект по порядку.

Интерфейс PCI-Express (Peripheral Component Interconnect Express) – это средство взаимодействия устройства с материнской платой, состоящее из контроллера шины и слота. Он является более скоростным интерфейсом подключения устройств к материнской плате, чем SATA. На данный момент выпускается огромное количество устройств, поддерживающих этот разъем: WiFi-карты, WiMax-карты, GSM-модемы, GPS-приемники, Контроллеры USB (2.0 или 3.0), SATA (I, II или III), Контроллер COM-портов (RS232) и так далее. По умолчанию, все современные видеокарты подключаются именно через него. Потому что, являются очень требовательными к скорости обработки и передачи огромных объемов данных. Современные компьютерные игры имеют умопомрачительные спецэффекты и выглядят просто потрясающе, а для этого ПК необходимо почти мгновенно обрабатывать и передавать значительные объемы графических данных от процессора к видеокарте и обратно.

До появления технологии SSD не было никакой необходимости использовать шину PCI-Express для подключения жестких дисков, по причине их небольшой скорости обработки данных. Такой скоростью могли похвастаться только RAID массивы. Но в наше время PCI-Express не просто можно а и нужно использовать для жестких дисков.

PCI-Express 3.0 имеет эффективную скорость передачи данных 985 Мб/с на полосу. Устройства, поддерживающие шину PCI-Express, могут работать на 1, 4, 8 или 16 полосах (контактах). Таким образом, максимальная скорость передачи данных на 16-ти полосах потенциально составит 15,76 ГБ/с, против максимальных 6 ГБ/с на интерфейсе SATA3. То есть, если подключить SSD диск с 16-тью полосами в слот PCI-Express 3.0 х16, то вы как пользователь, получите прирост скорости обработки данных в 2,5 раза! Теоретически – это возможно, но практически вы просто не купите SSD накопитель потребительского уровня с таким количеством каналом передачи данных. А если вы захотите использовать коммерческие версии жестких дисков SSD, то это будет стоить просто заоблачных денег!

Обычные SSD твердотельные накопители потребительского уровня имеют от 2-х до 4-х потоков, а это означает что, максимальная скорость передачи данных не превышает 3,94 ГБ/с. К тому же, вы сможете заметить какую-либо разницу только при передаче огромных файлов, например, образов Blu Ray дисков (40-50 ГБ). Допустим, вы играете в компьютерную игру и хотите значительно сократить время ее загрузки, или время между сменой локаций, то оба SSD жёстких диска, как PCI-Express так и SATA, покажут себя во всей красе.

К тому же, как показывает практика, твердотельные накопители с интерфейсом PCI-Express имеют одну нехорошую конструктивную особенность, они расходуют больше энергии чем SATA SSD.

Если вы используете свои ноутбук для сёрфинга в Интернете, работаете в Google Docs или других онлайн-приложениях, просматриваете почту или выполняете задачи, которые сильно нагружают процессор и оперативную память, то вы не почувствуете разницы между дисками. Разница будет видна только при выполнении задач, требующих скоростной передачи больших объёмов данных. Следовательно, устройство будет потреблять гораздо больше энергии и, соответственно, значительно быстрее будет расходовать батареи ноутбука.

Ещё есть замечания относительно AHCI против NVMe. Если вам придётся выбирать между этими двумя стандартами, я настоятельно рекомендую выбрать именно NVMe. Стандарт AHCI гораздо старше и был разработан специально для обычных SATA HDD жестких дисков, а это означает, что PCI-Express SSD, использующий этот стандарт, не сможет работать на максимально возможных скоростях. Напротив, NVMe достаточно новый стандарт и был разработан именно под использование интерфейса PCI-Express. Естественно, он поможет раскрыть весь потенциал твердотельного накопителя.

Особенности SATA SSD

Интерфейс SATA (Serial ATA) – это, разработанный ещё в 2003 году, стандартный интерфейс подключения жестких дисков к материнской плате, он используется как для SSD, так и для обычных жестких дисков, а также CDDVDBlueRay устройств.

С 2003 года он отлично зарекомендовал себя как один из наиболее широко используемых типов подключения запоминающих устройств на сегодняшний день. SATA SSD имеют более лучшую аппаратную совместимость, То есть, их можно установить в любой ПК, поддерживающий интерфейс SATA, не опасаясь каких-либо проблем. Он гарантированно будет работать с любым настольным ПК или ноутбуком, которые находятся у вас прямо сейчас, даже если им уже больше 10-ти лет.

Читайте также:  Logitech wireless mouse m705

При этом, у SATA SSD немного худшая относительная производительность, по сравнению с PCI-Express SSD. На данный момент, интерфейс SATA 3.0 является самым распространённым для SSD дисков, их максимальная скорость передачи данных составляет всего 6 Гбит/с, а это 750 Мбайт/с. Но, из-за дополнительной нагрузки, возникающей при кодированиидекодировании данных для передачи, настоящая скорость не превышает 4,8 Гбит/с, а это всего 600 Мбайт/с. Проигрыш в скорости очевиден. Несмотря на то, что 600 Мбайт/с – это все равно очень быстро, но SATA SSD и близко не приближаются к скорости передачи данных через интерфейс PCI-Express.

Однако, для обычных пользователей скорость SATA SSD более чем достаточна. Чтобы показать это более наглядно приведу такой пример: обычный SATA SSD накопитель передаёт всю информацию, хранящуюся на целом CD диске каждую секунду!

К тому же, что не менее важно, твердотельные накопители с интерфейсом SATA значительно дешевле, чем собратья с интерфейсом PCI-Express. С учётом того, что пользователь при решении обычных задач на ПК не почувствует разницы между накопителями, то вопрос цены – является самым важным фактором для большинства пользователей. Разница в цене может колебаться в несколько раз. Похожую разницу, мы можем наблюдать и между обычными HDD накопителями и SSD дисками.

Для примера, рассмотрим два SSD диска:

  • Samsung 860 EVO 500 Gb SATA SSD,
  • Samsung 970 EVO 500 GB PCIe SSD.

Хотя они имеют одинаковый точный объём в 500 Гбайт, но твердотельный накопитель с интерфейсом SATA почти в двое дешевле чем PCI-Express собрат. Такое соотношение цен будет верно практически для всех SSD дисков одинакового объёма. К тому же, SATA накопители более экономичны и потребляю значительно меньше электроэнергии, что немаловажно для ноутбуков.

Что такое форм-факторы M.2 и U.2?

M.2 и U.2 – являются стандартами форм-фактора SSD дисков, которые определяют форму, размеры и внешний вид самих устройств. Оба стандарта используют для проектирования и производства как SATA так и PCI-Express твердотельных накопителей. Формат M.2 более распространён и используется более продолжительное время, поэтому, если вы не знаете какой форм-фактор выбрать, берите M.2 – не ошибётесь. Форм-фактор U.2 в основном используется для производства SSD дисков от компании Intel 750-й серии, а других вы по большому счёту и не найдёте на рынке, другие производители считают его менее удачным чем другой.

SATA SSD изготовленные в формате M.2 являются такими же производительными как и обычные SATA SSD. Но, при использовании формата M.2 для SATA твердотельного накопителя, диск будет ограничен 4-мя полосами передачи данных. Как правило, этого более чем достаточно для большинства пользователей. К тому же, SSD диски с 4-мя полосами передачи данных более распространены, чем с 2-мя полосами. Так как, они не намного дороже, а скорость в 2 раза быстрее. На рынке широко представлены переходники, которые превращают разъём M.2 в U.2 и наоборот, но такие адаптеры могут дополнительно ограничивать скорость передачи данных SSD.

Что же лучше выбрать SATA или PCI-Express?

В любом случае, если вы собираетесь покупать новый жесткий диск, то им однозначно должен быть именно SSD. Если ваш бюджет ограничен, то ваш выбор это SATA SSD.

Если же вы занимаетесь обработкой видео или имеете дело с большими объёмами данных каждый день, или же собираете супер-пупер игрового монстра, то вам следует присмотреться к PCI-Express SSD. Оба варианта удобно использовать в форм-факторе M.2. Любые твердотельные накопители как SATA, так и PCI-Express в несколько раз быстрее чем стандартные HDD, поэтому вы не ошибётесь в любом случае.

В процессе работы с SSD дисками вам желательно получить сведения о таких функциях как TRIM, об особенностях модулей памяти SLCMLCTLC. Также, крайне желательно, установить специальное ПО от производителя вашего SSD. В нём вы найдёте всю нужную информацию о диске, прогноз стабильной работы диска, а также несколько полезных функций.

В любом устройстве всегда найдется слабое звено – bottle neck (бутылочное горлышко), самый слабый компонент, который будет лимитировать производительность остальных частей. Долгое время в настольных компьютерах главными “тормозами перестройки” были жёсткие диски, и ни 7200, ни 10000, ни даже 15000 оборотов в минуту, не меняли ситуацию кардинально. С появлением твердотельных накопителей дело сдвинулось с мёртвой точки. Но прогресс не щадит и это быстрое решение. Интерфейс SATA не способен удовлетворить запросы пользователей, поэтому стали появляться новые стандарты и интерфейсы.

Есть два новых пути развития SSD с интерфейсом PCI-E: SATA Express и NVMe – о них следует разговаривать отдельно, да и в продаже их не часто встретишь. Поэтому пока попробуем разобраться с обычными, доступными в рознице накопителями с интерфейсами PCI Express и SATA 6 ГБит/с.

Читайте также:  Atx nzxt s340 razer

Начнём с плюсов и минусов обоих интерфейсов:

SATA-диски

Краткая справочка из Wikipedia про этот интерфейс. Самый распространенный на сегодняшний день способ подключения твердотельного накопителя.

Достоинства:

Недостатки:

  • Ограничение по скорости передачи данных — предел интерфейса — 600 МБ/с на один канал.
  • Необходимость работы с контроллерами AHCI, которые разрабатывались для классических жёстких дисков

PCI Express

Снова дам ссылочку на Wikipedia — там много и подробно расписано про разные поколения этого интерфейса. Быстрый, классный, универсальный, дорогой.

Достоинства:

Недостатки:

  • Высокая цена на рынке
  • Небольшой ассортимент брендов и моделей
  • Для некоторых моделей характерно падение производительности со временем (неработающий или не настроенный TRIM)

Немного поработав капитаном Очевидность, я хотел бы рассмотреть непосредственно те сценарии, которые пользователи проигрывают в голове, выбирая себе твердотельный накопитель SSD.

Потребительские сценарии

    Обычные пользователи
    Откровенно говоря, большей части юзеров будет безразлично какой интерфейс имеет SSD-диск, более того, мало кто по настоящему почувствует разницу между SATA 3 ГБит/с и SATA 6 ГБит/с. При использовании только веб-браузеров, электронной почты, базовых офисных программ пользователь не увидит разницы и будет счастлив просто наличию SSD-диска в системе, так как программы будут загружаться очевидно быстрее, чем на HDD.

Продвинутые юзеры
работающие с мультимедиа материалами, часто ищут способы увеличения производительности дисковой системы. Простой пример: буйно начал расти сегмент 4К-видео. Несжатый поток 4К (3840х2160, 12 бит, 24 кадра в секунду) потребует пропускной способности около 900 МБ/с. И даже если вы работаете со сжатыми потоками, то при одновременной обработке нескольких, обязательно упрётесь в потолок SATA 6 ГБит/с. RAID 0 спасёт ситуацию, но скорее всего в пике при построении RAID 0 на 4-х накопителях будет около 1,6 ГБ/с. PCI Express предлагает решение вопроса: каждая линия PCI-Express имеет пропускную способность до 1,0 ГБ/с (то есть в 1,6 раза больше, чем SATA) при почти таком же энергопотреблении – разумеется, грешно не пользоваться такими возможностями. И пусть цена на SSD PCI Express выше, любители работать с видео высокого разрешения просто обязаны смотреть именно на такой стандарт.

Геймеры
Для настоящих хардкорщиков (а по мне так просто нетерпеливых людей), конечно же, нужен PCI Express. Огромные по размеру TitanFall или CoD:Ghosts будут грузится достаточно долго, я уж молчу про авиасимуляторы, “вес” которых доходит до сотен гигабайт. Для обычных же людей, которые любят Diablo III и прочие Bioshock Infinite, будет вполне достаточно топового SSD 6 ГБит/с.

  • Энтерпрайз-клиенты
    Ожидания клиента в этой сфере существенно выше, чем просто быстрая загрузка или обработка видеофайла. Чем крупнее сервер, тем больше к нему осуществляется обращений от пользователей и тут на первый план выходят IOPS. Для вышеперечисленных категорий людей обычная очередь к контроллеру составляет 3-5 запросов, в энтерпрайзе все измеряется сотнями. SSD прекрасно проявляют себя, когда нужно показывать высокую производительность на протяжении долгого времени, и если классических дисков потребуется несколько сотен, то высокопроизводительный SSD может справиться в одиночку.
  • При работе по интерфейсу SATA консьюмерские SSD достигают уровня производительности в 100,000 IOPS, в то время как топовые PCI-E накопители способны выдерживать нагрузку в 1,000,000 IOPS. При этом, как правило, они рассчитаны на работу с интерфейсом PCI-E 2.0, а значит переход на PCI-E 3.0 даст существенный прирост производительности в будущем.

    Вместо вывода

    Что можно сказать в итоге. Для розничных покупателей и геймеров можно и нужно выбирать среди SATA-дисков. Большинство офисных пользователей будут счастливы, если в их рабочих станциях поселятся быстрые и бесшумные накопители, но 90 процентов из них никогда даже не задумаются о том, какой интерфейс у диска и бывают ли они вообще разные. Геймерам же придётся сложнее, выбор большой, запутаться сложно, зачастую производитель недобросовестно завышает показатели чтения и записи. Следите за нашим блогом и мы расскажем, какая методика тестирования на самом деле правильная.

    Для корпоративного рынка и людей, работающих с мультимедиа контентом – крайне рекомендованы накопители с интерфейсом PCI-Express. Обработка огромных растровых изображений или работа с 4К-видео с GoPro Hero4 – всё это потребует от системы хранения высокой производительности. Если ваша основная задача – производить контент – смело выбирайте диски PCI-Express. Энтерпрайз сегмент уже практически перешёл на контроллеры NVMe – о таких SSD будет отдельный пост – они заслуживают много внимания.

    Теоретические раскладки обязательно надо проверять на практике. Поэтому следующий пост будет про практическое сравнение PCI-E SSD диска и SATA SSD (в том числе в режиме RAID 0).
    С наступающим Новым Годом!

    Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    *

    code