为了追求效能,通常会认为需换上更快的处理器、频率更高、容量大的内存、以及更高等级的显示适配器,但往往忽略了储存装置的重要性,若储存装置带宽没有一并提升,整体系统效能便会大打折扣,无法得到有效提升。随着PCIe Gen5问世,以及芯片大厂Intel、AMD相继投入的局势下,PCIe Gen5已成为接下来高性能系统关键角色之一。

PCIe Gen5备受瞩目之原因:

以较直接的角度来看,PCIe Gen5效能速率(Link Speed)为前一世代PCIe Gen4的2倍:前者的规格速度可高达32GT/s ,后者的规格速度则为16GT/s;且PCIe Gen5拥有16倍 (x16) 通道的带宽,可高达128GBps的速度。高带宽所带来的优点在于:不同的连接装置可依其需求来平衡带宽及其成本。举例来说,对于可使用较少信道的装置来说,典型的像SSD,一般只需x4通道即可。而对于一些有高带宽需求的设备,则可充分利用x16通道,例如:人工智能/高效能运算卡。储存装置大厂也陆续发表基于PCIe Gen5的SSD,让储存装置也从PCIe Gen4之后有了进化的契机。

各种不同情况的SSD效能实例分享

PCIe Gen5效能强悍,但若只使用一般市面上的系统来测试其效能程度,会有平台效能不够的疑虑存在,让数据大打折扣,无法完整发挥产品效能。百佳泰拥有专业的PCIe Gen5 SSD测试平台”SANBlaze RM5”可以进行效能验证。

百佳泰以实际数据分析企业级PCIe Gen5 SSD并评鉴其效能,完整不藏私的将其效能数据以及特性揭露,除了PCIe Gen5 SSD的效能信息,我们也挑选了另一高规格企业级的Gen 4 SSD来进行相同的效能测试,我们考虑现实使用者情境下可能的应用,以不同的档案读写应用比较不同PCIe世代SSD效能表现。

1. 大档循序读取效能:

应用场景:影片播放浏览、大型档案读取浏览、3A游戏执行加载等

关于大档128KB循序读取的效能表现,首先我们从PCIe Gen5 SSD表现来看,此次用来执行效能测试的PCIe Gen5储存装置为Samsung PM1743 Gen5 U.2 SSD,从官网可以得知其效能强大,实际是否真的是如此? 让我们透过实际测试来一探究竟。

在序列深度1的情况下,可以看到效能将近1.5GB/s,也可观察到此时的功耗约在8~9W中间排徘徊,以只有设定序列深度1的情况来说,效能着实不凡。

Samsung PM1743 Gen5 U.2 SSD

接着我们将序列深度设置到128,以多线程的角度来观察其效能变化为何,下图中发现其效能明显提升至约13GB/s,同时功耗部份也来到了18~19W之间的高功耗。从这效能结果来看可以发现Gen5 SSD效能强悍。

在此同时我们也来看看相同效能测试下,PCIe Gen4 SSD的效能表现如何。此次我们选用的PCIe Gen4储存装置为Intel D7-P5620 U.2 SSD。

在相同测试条件下,序列深度1的部份效能约在2GB/s,对比Gen5 SSD表现较好。

Intel D7-P5620 U.2 SSD

但在序列深度设定为128的情况下,效能约只有3.5GB/s,对比Gen5 SSD效能明显低了许多,从这边也能够看出Gen5 SSD在循序读取效能是比Gen4 SSD要来的好。

Gen4 and Gen5

2. 大檔循序写入效能:

应用场景:定期系统备份、影片备份储存、下载大型档案

关于大档128KB循序写入的效能表现,一样先从Gen5 SSD来看。对于循序写入来说,序列深度设置大小与效能无正相关,因此这部份直接来看序列深度128的效能表现。大档循序写入的效能约在3GB/s,算是相当不错的表现。

那么在Gen4 SSD的循序写入表现如何呢? 从下表可以看出效能落在约1.4GB/s,约只有Gen5 SSD的效能一半。从这边可以了解到在大档下,Gen5 SSD能比Gen4 SSD得到更佳的效能表现。

4KB Gen5 讀取效能

3. 小档随机读取效能:

应用场景:执行读取应用程序、病毒防护扫描、阅览文件档案

看完了大档循序读写得效能比较后,接着我们来比较小档随机读取的部份。关于小档4KB随机读取,一样先从Gen5 SSD的部份来看,在序列深度1的情况下,Gen5 SSD小档随机读取的效能约在60MB/s左右。

不过到了序列深度128的情况,效能有了爆发性的成长,直接跳到了将近3GB/s,其效能表现已接近部份Gen3/4 SSD循序读取的表现。

Gen3/4 SSD

接着比对Gen4 SSD的小档随机读取效能表现,在序列深度1的情况下,效能约在60MB/s左右,与Gen5 SSD差异不大。

60MB/s Gen4 SSD

到了序列深度128的情况下,与Gen5 SSD相同,效能有了显著的提升,约达1.7GB/s。但与Gen5 SSD的表现比较下,还是稍逊一截。

Gen5 SSD

4. 小档随机写入效能:

应用场景:文书编辑处理、 短影音创作、数据库写入

最后我们来观察小档随机写入的部份,关于小档4KB随机写入,先从Gen5 SSD的部份来看,在序列深度1的情况下,Gen5 SSD小档随机写入的效能约在250MB/s左右。

4KB隨機寫入 Gen5 SSD

接着来看序列深度128的情况为何,这边出现了跟前面截然不同的表现,可以看到在测试前期效能可以在3.3GB/s左右,不过随着写入容量增加,效能也掉到了约650MB/s左右,写入效能明显衰退。

3.3GB/s 寫入容量增加

比对Gen4 SSD的小档随机写入效能表现,在序列深度1的情况下,效能约在250MB/s左右,与Gen5 SSD差异不大。

250MB/s Gen4 SSD

而在序列深度128的情况下,我们可以看出这颗Gen4 SSD写入效能约在1.4GB/s,虽然明显比Gen5 SSD效能低落,只有一半左右,不过其SSD写入效能可以持续维持到测试结束,效能表现一致。

1.4GB/s Gen4 SSD

从以上效能测试数据可以发现,Gen 5 SSD在大多数情况下效能表现明显超越Gen4 SSD,Gen 5 SSD效能能够在我们强大的测试平台上完整发挥其强大的效能。除了大方向的效能优越外,也能找出随机写入效能衰退的情形。透过平台数据,更能快速了解其产品效能水平及其特性。百佳泰专家顾问能快速提供对应的方向来协助客户进行产品质量提升。

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