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微星支持NVMe设备 X99S Gaming 7与Intel P3700初体验

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royalk 发表于 2015-2-5 18:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:14976|回复数:28
前阵子听闻微星已经更新BIOS,让9系列主板支持NVMe设备,为了给大家展示NVMe设备性能的优越性,我特别从微星那边借来一张NVMe SSD Intel DC P3700 400GB来测试。


Intel DC P3700采用PCIe 3.0 x4接口,容量从400GB到2TB不等,这次我们借来的是400GB版本,乍看之下它和其它PCIe SSD并无太大异同。


为什么固态硬盘要采用PCIe?


SATA 6Gb/s的速率已经足够满足传统机械硬盘的需求,但是对于固态硬盘来说远远不够,而PCIe提供了可扩展、高带宽的互联能力,能够更好的释放出固态硬盘的性能。

AHCI 对比 NVMe

自固态硬盘的出现,一下子就把传统机械硬盘硬件性能的短板给扭转了。这一回短板又回到了软件上了,同样的固态硬盘需要更优秀高效的软件来发挥它真正的价值。上文我们提到了PCIe带来了高接口带宽,那么为了充分利用这部分优势,就需要专门为固态硬盘和PCIe硬件接口优化的软件接口了。

AHCI全称”串行高级主机控制器接口”,2004年出生的它是面向传统机械硬盘优化的软件接口,针对传统高延迟的机械硬盘做了特殊优化,因此对于低延迟的固态硬盘来说就完全不搭调了。AHCI不能够完全发挥出固态硬盘的优势,而以NAND或者新一代非易失性存储介质为代表是大势所趋,因此需要重新开发一种软件接口来突破这一限制。这就是NVMe诞生的意义。

NVMe标准由包括Dell、Intel、EMC、NetApp、Oracle以及Cisco在内的13家发起企业主导,并由80余家业界领军公司合作开发。NVMe这4个字母的前3个大写字母是指的非易失性存储,后面的1个小写字母e则代表PCIe的e,从名字里就可以看出NVMe是为固态硬盘和PCIe而生,像AHCI这个存在了10余年的传统机械硬盘软件接口一样,NVMe被行业赋予了未来非易失性存储发展的使命。




NVMe的主要优势就是低延迟。这是因为流线型的存储堆栈,NVMe无需读取寄存器就可以发出指令。AHCI的每个指令都需要读取4个不可缓存的寄存器,会导致相比NVMe多大约2.5微秒的延迟。


NVMe的另一个重大改良是支持多队列和更高的队列深度。多队列让CPU的多核心性能得到更好释放,IOPS再也不会受到单核心影响了。所以说NVMe的推出带来的最大受益者应该是高负载企业级市场,对于消费级市场来说NVMe降低的延迟可以减少硬盘工作时长,让硬盘更多的进入闲置状态,间接的延长电池使用寿命。当前NVMe刚出现,还没看出完全的优势,但是相信随着今后开发的应用程序针对多队列优化后,必将带来更好的性能表现。


总结来说,PCIe硬件接口带来了高带宽(持续读写性能提升),原生PCIe主控制器降低了控制器的延迟(低QD下的随机读写性能提升,如果是直连CPU的PCIe通道,那么当CPU超频后性能提升更明显),而NVMe软件接口则降低了软件的延迟(多核心CPU高QD下的随机读写性能提升)。

理论讲完该上机了。X99S Gaming 7前两条PCIE插槽是16x,为了不影响显卡的Link Speed,我们把P3700插在第二条PCIE插槽上。从去年年底的17.6版本BIOS开始,X99S Gaming 7就可以支持NVMe了,其他9系列主板应该也会在同期BIOS支持NVMe。


测试平台:
CPU:Intel Core i7-5960X
主板:MSI X99S GAMING 7
内存:Avexir DDR4-2400 4GBx4
显卡:MSI GTX 660 TwinFrozr
硬盘:
Plextor PX-128M2P(系统盘)
Intel DC P3700 400GB(测试盘1号)
Plextor PX-G512M6e(测试盘2号)
电源:SilverStone SX-600G
散热器:Noctua NH-D14
OS:Windows 8.1 Update 3

需要说明的是,Win 8.1默认的NVMe驱动效能并不是那么好,所以要安装Intel官网提供的NVMe驱动。下载地址:
https://downloadcenter.intel.com ... =3810&DwnldID=23929

另外,在测试中我们要做数次安全擦除(SE),所以我们还要下载Intel Data Center管理工具:
https://downloadcenter.intel.com/Detail_Desc.aspx?DwnldID=23931

Windows 8.1 设备管理器中可识别P3700为NVMe设备。


SMART信息必须使用Intel Data Center查看,CrystalDiskInfo是不认的。


安全擦除命令如下:


下面是基准测试。注意,ASSSD Benchmark和CrystalDiskMark都无法测得P3700的真实性能,所以我们使用TxBench,并且把数据量开到最大的32GB。首先是Win 8.1下原生驱动下的TxBench,持续读取1375MB/s,持续写入1072MB/s,4K单QD的效能跟SATA3.0接口的SSD最好情况差不多,4K QD32的读取效能比SATA的SSD要好大约50%。


安装了Intel NVMe驱动之后,持续读写性能有大幅提升,尤其是读取,直接翻倍了,达到接近2800MB/s,这样才是发挥了这个盘的真实性能。


上边提到过,原生PCIe控制器降低了SSD数据传输的延迟,在CPU超频到4G之后,随机读写效能进一步提升。


对比一下使用PCIE 2.0 x2 AHCI接口的民用级旗舰Plextor PX-G512M6e,根本就是被秒成渣渣。


最后做个图表汇总下成绩:


小结:本篇只是大概介绍一下NVMe的技术优势和Intel P3700的基本跑分情况,可以看到NVMe设备相对AHCI设备的效能优势巨大,是未来高端存储设备的发展方向。微星9系列主板现在已经可以支持NVMe设备,虽然现在设备还未普及,但主板率先有所举动,也算是为未来的设备留下了可升级的空间。在下一篇文章中,我们将对P3700做深入测试,看看在企业级测试下,NVMe相对AHCI设备又有何优势。

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无心飘落 发表于 2015-2-5 18:27 | 显示全部楼层
这持续读写数据好夸张。。
不过I7 5960X拖不拖的动这种怪物啊!
nighttob 发表于 2015-2-5 18:57 | 显示全部楼层
嫌SSD跑的不够快
换电脑吧
rekashin 发表于 2015-2-5 19:07 | 显示全部楼层
这么夸张,平时用感觉得到吗
James007ss 发表于 2015-2-5 19:09 | 显示全部楼层
常规测试软件就喂不饱NVMe。
T2BTZ 发表于 2015-2-5 21:03 | 显示全部楼层
为啥4K(32QD)的写入是M6e最高。。。
royalk  楼主| 发表于 2015-2-5 21:59 | 显示全部楼层
T2BTZ 发表于 2015-2-5 21:03
为啥4K(32QD)的写入是M6e最高。。。

估计win8.1对NVMe支持还不是太好,做系统盘就可以超过M6e
guangyunjian 发表于 2015-2-5 22:12 | 显示全部楼层
要想跑高分,花钱换电脑。
NVMe,企业级的福音。
思考的蚊子 发表于 2015-2-5 22:48 | 显示全部楼层
变态的性能,大家又要买买买
batzxcboy 发表于 2015-2-5 22:53 | 显示全部楼层
努力挣钱才是真 过几年就会普及下放消费级
111alan 发表于 2015-2-6 01:47 | 显示全部楼层
等降到S3700的价格
jamesbeman 发表于 2015-2-6 05:42 | 显示全部楼层
主板买的起,SSD买不起
wolfgangcm 发表于 2015-2-6 10:37 | 显示全部楼层
等5后再看看
iFive 发表于 2015-2-6 12:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 iFive 于 2015-2-6 12:40 编辑

显示型号那里的 NVMe 应该只是型号的一部分吧。tom's是这么看的:
diskpart
sel dis X
det dis

PS:我很期待NVMe普及~

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royalk  楼主| 发表于 2015-2-6 12:44 | 显示全部楼层
iFive 发表于 2015-2-6 12:37
显示型号那里的 NVMe 应该只是型号的一部分吧。tom's是这么看的:
diskpart
sel dis X

diskpart看到的应该只是windows所识别的型号
Pale_Cheung 发表于 2015-2-6 12:47 | 显示全部楼层
最后张图,用对数尺,不合理,也不合适啊.
royalk  楼主| 发表于 2015-2-6 12:49 | 显示全部楼层
Pale_Cheung 发表于 2015-2-6 12:47
最后张图,用对数尺,不合理,也不合适啊.

不用对数4KQD1根本看不见
Pale_Cheung 发表于 2015-2-6 12:57 | 显示全部楼层
royalk 发表于 2015-2-6 12:49
不用对数4KQD1根本看不见

哦也对,那应该分多图了

不然,看的快的人,不能1理解对数尺的.有理解偏差.

也不利于突出 nvme 的特色.要突出 2倍还有余的,多队列强悍,还是线形尺好.
neeyuese 发表于 2015-2-6 13:20 | 显示全部楼层
Pale_Cheung 发表于 2015-2-6 14:57
哦也对,那应该分多图了

不然,看的快的人,不能1理解对数尺的.有理解偏差.

给点台阶下,更劲爆的还没出呢。
Pale_Cheung 发表于 2015-2-6 13:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 Pale_Cheung 于 2015-2-6 13:52 编辑
neeyuese 发表于 2015-2-6 13:20
给点台阶下,更劲爆的还没出呢。

延迟吧,ahci 架构 延迟很早就瓶颈了.

根据级别不同 10-50 us 左右.

最差估计1/3
一般的宣传都是 1/7

后期优化到位 一个数量级可以期待.


实测数据应该很快有了,继dell后本月初supermicro也出货了.型号很多rack blade都有.
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