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PCIe 4.0有多快?探索新一代旗舰SSD的性能天花板

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Essence 发表于 2021-2-25 17:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:1596|回复数:6
很多朋友对PCIe 4.0固态硬盘的速度上限比较好奇,一般来说SSD能跑多块主要取决于外部接口或者内部闪存通道、闪存接口速率限制。在不考虑写入速度的情况下,单个闪存通道就能撑满SATA3.0接口,而使用PCIe接口的NVMe固态硬盘的带宽成长空间更大。

在闪存性能不存在瓶颈的情况下,PCIe 4.0 SSD究竟能有多快?群联主控支持全零数据的压缩,我们利用CrystalDiskMark的全零模式测试速柏CP5000 1TB可以得到以下结果:

7446.8MB/s这个数值大致上就是PS5018-E18主控的顺序读取带宽上限。

为什么PCIe 4.0 SSD跑不满8GB/s?
这个问题在PCIe 3.0时代就是存在的。PCIe 3.0 x4固态硬盘的峰值读取带宽大约是3.5GB/s,而不是通常认为的4GB/s。PCIe 4.0 x4的理论带宽是8GB/s,考虑到128b/130b编码的损耗十周,可用带宽的7.88GB/s。


此外还有更多的额外开销。数据以TLP信息包传输,其中包括了事物层添加的Header和ECRC纠错码、数据链路层添加的Sequence Number和LCRC纠错码等等。而一个TLP包所能承载的有效数据量是有限的。

这部分有效数据(Payload)理论上最长可以达到4096字节,不过通常它会受到设备以及主板支持的共同限制。测试平台使用的技嘉X570 AORUS ELITE WIFI主板和速柏CP5000都可以支持512字节的Payload,比三星980PRO的256字节要高一些,产生的带宽损耗也会更低。


按照512字节的情况,我们可以计算一下数据包的效率是:512/(512+4+2+12+4+4)=95.2%。用7.88GB/s乘以95.2%,结果是7.50GB/s,高于256字节时的7.15GB/s。



对于PS5018-E18主控来说,它的理论读取带宽上限是7446.8MB/s左右。目前在搭配美光B27B闪存的情况下尚无法完整发挥这一能力。而美光下一代B47R(176层堆叠3D TLC)将会提供1600MT/s闪存接口,辅以8通道主控,届时就可以充分跑满PCIe 4.0 x4接口带宽了。

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DanRan 发表于 2021-2-26 15:40 | 显示全部楼层
暂时我是没这个顾虑,因为我电脑太老,就不支持PCIe 4.0!
固特异轮胎 发表于 2021-2-26 17:25 | 显示全部楼层
想问一下,为什么没有消费级的PCI-E接口的ssd产品呢?
DGX 发表于 2021-2-26 20:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 DGX 于 2021-2-26 20:30 编辑
固特异轮胎 发表于 2021-2-26 17:25
想问一下,为什么没有消费级的PCI-E接口的ssd产品呢?

地球上有的NVMe协议的SSD不都是走PCI-E总线么?
你非要指插卡型的才算PCI-E SSD么?
那么RD400、750、M8PeY、900P、905P表示不服!

airman 发表于 2021-2-27 18:48 | 显示全部楼层
在游戏读取时间上,PCIE4.0比PCIE3.0没什么提高,超能网测试的三星980PRO。可能是游戏对PCIE4.0优化不好。
yhhuada66 发表于 2021-3-1 21:55 | 显示全部楼层
airman 发表于 2021-2-27 18:48
在游戏读取时间上,PCIE4.0比PCIE3.0没什么提高,超能网测试的三星980PRO。可能是游戏对PCIE4.0优化不好。 ...

除了顺序读取之外,其它好像没有太大提升(tlc直写的顺序写入也都不算提高,虽然带宽提高了很多,但还是受限于闪存速度)
airman 发表于 2021-3-5 20:40 | 显示全部楼层
yhhuada66 发表于 2021-3-1 21:55
除了顺序读取之外,其它好像没有太大提升(tlc直写的顺序写入也都不算提高,虽然带宽提高了很多,但还是 ...

好的,明白了,谢谢!
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