Введение
С учетом всего вышеперечисленного у нас остается только один весомый аргумент в пользу X570 – апгрейд NVMe SSD. Процессоры AMD Zen 2 Ryzen 3000 – это первые в мире процессоры пользовательского класса с поддержкой версии интерфейса PCI-Express 4.0, которая предлагает вдвое большую пропускную способность по сравнению с PCIe 3.0. Каждая линия обеспечивает передачу данных со скоростью 16 Гбит/с (или 2 ГБ/с) – таким образом, четырехлинейный интерфейс M.2 NVMe SSD дает максимальную скорость 8 ГБ/с. На Computex-2019 было представлено много моделей M.2 NVMe SSD популярных марок, поддерживающих PCI-Express 4.0 и предлагающих скорости последовательной передачи данных в районе 5000 МБ/с и выше. Такие показатели производительности заведомо выше тех, которые может предложить версия интерфейса PCIe 3.0 x4: там теоретический лимит скорости на четырех линиях составляет 4 ГБ/с, а фактические значения ближе к 3.5 ГБ/с. Увеличение скорости SSD всегда приветствуется, поскольку накопители по-прежнему остаются одними из самых медленных компонентов современных ПК.
Исходя из этого, мы решили протестировать на платформе Ryzen 3000 один из таких недавно анонсированных SSD с поддержкой PCI-Express 4.0, а именно – модель NVMe SSD Gen4 серии GIGABYTE AORUS – диск формата M.2-2280, объединяющий в себе контроллер Phison PS5015-E16, флэш-память 3D TLC NAND от Toshiba и DRAM-кэш. Согласно документации, этот накопитель предлагает скорости чтения и записи до 5000 и 4400 МБ/с соответственно. Что интересно – похоже, все выпущенные к настоящему моменту пользовательские диски с PCIe 4.0 имеют в своем составе этот контроллер.
В данном обзоре мы рассмотрим результаты тестирования вышеупомянутого диска GIGABYTE AORUS на материнской плате ASRock X570 Taichi с текущим флагманским процессором AMD Ryzen 9 3900X; основной исследуемый вопрос здесь – как изменяется производительность SSD в реальных приложениях в зависимости от версии интерфейса PCIe: 4.0, 3.0 и 2.0. Мы специально сфокусировались на тестах из реальной практики, поскольку не хотели просто гонять программу, которая может выдать более презентабельный результат, чем тот, который вы получите в работе со своими приложениями.
Для сравнения мы протестировали на платформе AMD также диск ADATA SX8200 Pro с интерфейсом PCI-Express 3.0, который работал настолько быстро, насколько мог. Эти результаты показывают производительность, предлагаемую SSD с предыдущей версией интерфейса и другим контроллером (Silicon Motion SM2262ENG).
Впечатляющие результаты синтетических тестов приведены ниже. Они подтверждают, что PCI-Express 4.0 действительно предлагает более высокую скорость по сравнению с предыдущими версиями PCI-Express.
Суммарные показатели производительности
По результатам проведенных тестов разница между PCI-Express 4.0 и PCI-Express 3.0 в реальных приложениях составила всего 1%. Однако, если мы посмотрим на устаревающую версию интерфейса PCI-Express 2.0, то увидим заметно большую разницу – целых 4%.
Одна из наиболее популярных моделей SSD с PCIe 3.0 – диск ADATA SX8200 Pro с контроллером SMI. Несмотря на более слабую версию интерфейса (Gen3), он все-таки смог превзойти SSD Gigabyte Gen4.
Отдельного внимания заслуживает результат этого же диска, выделенный серым цветом (с пометкой «Intel»). Этот результат получен в составе системной конфигурации с процессором Core i7-7700K, которую мы обычно используем для тестирования SSD. И хотя сравнение здесь не совсем корректное (с точки зрения соответствия друг другу отдельных компонентов каждой тестовой конфигурации), данный пример наглядно показывает, насколько сильно на производительность накопителя может повлиять апгрейд системы – в той ее части, которая вообще не относится к подсистеме хранения данных, – гораздо сильнее, чем апгрейд самого накопителя до SSD с интерфейсом PCIe 4.0.
Тестирование Transcend TS256GMTE220S
По традиции, вперёд мы пропускаем тесты CrystalDiskMarkи ATTODiskBenchmark, результаты которых сколь наглядны, столь и не раскрывают главной сути. Тем не менее, максимальные цифры действительно близки к обещанным производителем – порядка 3500 МБайт/с на чтение и около 1100 МБайт/с на запись. Цифры в операциях с малыми блоками тоже неплохие, но особенно приятно что (как это принято у твердотельных накопителей) максимальные скорости демонстрируются уже практически на блоках 16-32 Кб.
Но на наш взгляд более приближенными к обычному пользователю является тесты AIDA, в которых осуществляется запись и чтение всего объёма накопителя. Так, чтение всего объёма осуществляется со средней скорость 3 ГБ/с, тут вопросов нет. А вот с последовательной записью уже не так радужно, как изначально всем кажется. Вначале буфер (объём которого составляет около 15%, то есть около 36 ГБ) записывается со скоростью около 1 ГБ/с, затем (после заполнения буфера) скорость существенно падает до цифры около 270 МБ/с, а ближе к заполнению диска на 2/3 объёма скорость падает ещё и составляет около 140 МБ/с. Всего на последовательную запись всех 238 ГБайт затрачено 18 минут. Конечно же, эти тесты показывают на что способен накопитель при постоянной записи, а в реальной жизни же операции редко будут выходить за пределы буфера (напомним, это почти 40 ГБ) и пользователь будет видеть цифры порядка 3 ГБ/с на чтение и 1 ГБ/с на запись. Если кто забыл, то у обычных SSDнакопителей максимальные цифры составляют около 600 МБ/с, то есть по факту разница с NVMe очень существенная.
Последнее что нас интересует, это нагрев. В нашей тестовой системе с не очень мощным охлаждением внутреннего пространства температура накопителя в простое составляла около 43 градусов, а после длительных тестов температура поднялась до 70 градусов. При использовании радиатора температуру в нагрузке можно легко сбросить на 20-30 градусов, хотя производитель допускает работу накопителя и без дополнительного охлаждения.
Внешний вид Transcend TS256GMTE220S
Накопитель поставляется в небольшой упаковке, комплектация как таковая отсутствует. Отсутствие радиатора в однозначные недостатки записывать не будем, так как многие современные материнские платы уже имеют в комплекте фирменный радиатор с дизайном, сочетающимся с общим оформлением материнской платы.
TranscendMTE220S выполнен в привычном для NVMeдисков типоразмере M.2 2280 (22 мм — ширина, 80 мм – длина, а толщина — почти 4 мм). Конечно же, интерфейс подключения тут – PCI-E Gen3 x4, максимальная пропускная способность которого составляет 32 ГБит/с (напомним, что SATA 3 имеет пропускную способность 6 ГБит/с).
Если снять наклейку, нашему взору предстанет контроллер Silicon Motion SM2262ENG-BA — он имеет интерфейс PCI-E Gen3 x4 и поддерживает протокол NVMe 1.3. Контроллер имеет восемь каналов для работы с памятью (в данном случае – 3DTLCNAND) и кэшем (в данном случае, DRAM). Максимальная скорость передачи данных контроллера составляет 3 и 3,5 ГБит/с в режимах последовательной записи и чтения соответственно, а максимальная производительность в режимах с произвольным доступом — 300 и 370 тысяч IOPS соответственно. Сама память собрана на четырёх чипах 3DTLCNANDTranscend(маркировка 41-3440-M0BTT1902 E85551 P100078), а тот самый DRAMкэш представлен чипом K4B2G1646FBYMA (DDR3 2Gb, 1866 Mbps). По начинке всё вполне понятно, давайте же перейдём к тестам и посмотрим на реальные цифры, которые способен выдать этот накопитель.
SSD-накопитель
Диск Gigabyte Aorus NVMe Gen4 содержит четыре чипа флэш-памяти и два чипа DRAM; все чипы памяти обмениваются данными с контроллером SSD Phison.
Диск Gigabyte оснащен большим радиатором, который может показаться неожиданно тяжелым из-за высокого содержания меди. В отличие от других радиаторов, он охватывает диск со всех сторон, обеспечивая отвод тепла с верхней и нижней поверхности диска.
Phison PS5016-E16-32 – это новый восьмиканальный контроллер SSD, который был впервые представлен в этом году на Computex в Тайване. В его состав входит двухъядерный ARM-контроллер, работающий совместно с двумя «ядрами CO-X-процессора», которые, по-видимому, являются частью проприетарного ускоряющего блока Phison.
В чипах флэш-памяти Toshiba TABHG65AWV BiCS4 используется 96-слойная память 3D TLC NAND.
Два выделенных чипа DRAM SKhynix H5AN8GNCJRVKC DDR4-2133 предоставляют 2 ГБ быстрой памяти под адресные таблицы контроллера.
Рабочие температуры
Хотя это не вполне соответствует теме данного обзора, некоторые читатели интересуются температурными показателями. Я измерил температуру диска в процессе последовательной записи с максимальной скоростью, при котором выделяется наибольшее количество тепла и записывается больший объем данных (в ГБ) по сравнению со случайной записью. В этом тесте диск работал без какого-либо воздушного охлаждения – я отключил вентиляторы чипсета и видеокарты.
Без радиатора диск нагрелся до 100 °C за 30 секунд, и это еще хороший результат – за такое короткое время диск успел записать 120 ГБ данных. После этого начался троттлинг и скорость записи упала до уровня 300-500 МБ/с, то есть нагрев диска до 100 °C означает выход за пределы рабочего диапазона температур.
С радиатором диск Gigabyte в том же режиме максимальной нагрузки нагрелся только до 80 °C, никакого троттлинга не было – очень впечатляющий результат.
