Лінії PCI-Express

Сучасні твердотільні накопичувачі форм-фактора M.2 за інтерфейсом підключення поділяються на три види: SATA, PCI-E x2 та PCI-E x4. Відрізняються вони не тільки швидкістю передачі даних, але і сумісністю (або навпаки не сумісністю) з різними моделями ноутбуків і материнських плат для настільних ПК. Також SSD M.2 можуть відрізнятися розміром, а точніше довжиною (4, 6 та 8 см). Розглянемо кожен із трьох інтерфейсів підключення детальніше.

SATA3 - це звичайні повільні SSD (до 560 МБ/с), тільки виконані в сучасному компактному форм-факторі M.2 замість 2.5-дюймового олдскульного. Сумісні з усіма материнськими платами і ноутбуками з роз'ємом М.2.


NVMe 3.0 x2 – бюджетні високошвидкісні SSD, що працюють по шині PCI-E 3.0. Одна лінія PCI-E 3.0 має теоретичну пропускну здатність 8 ГТ/с (гігантзакцій в секунду), що дорівнює 985 МБ/с. Маркування x2 має на увазі дві лінії, тобто швидкість до 1970 МБ/с. Насправді ж швидкість зазвичай трохи нижче. Материнські плати минулих поколінь, а також багато сучасних ігрових ноутбуків та ультрабуків мають саме слот M.2 NVMe x2.


NVMe 3.0 x4 — найшвидші зараз M.2 SSD, що задіють чотири лінії PCI-E 3.0 (до 32 ГТ/с або 3940 МБ/с). Використання настільки швидких твердотільних накопичувачів часом накладає обмеження на інші роз'єми материнської плати. Наприклад, може деактивуватися частина слотів PCI-E x1/x4 або SATA.

NVMe 2.0 x4 — твердотільних накопичувачів, що працюють за старим протоколом PCI-E 2.0, у продажу вже немає. Проте є материнські плати Intel LGA1151-v2 на чіпсеті H310, які оснащені слотом M.2 PCI-E 2.0 x4 (500 МБ/с на лінію). Встановлений у такій роз'єм SSD NVMe 3.0 x2 буде обмежений швидкістю 1000 МБ/с, а x4 - 2000 МБ/с.


NVMe 4.0 – вже найближчим часом у продаж мають надійти перші материнські плати на чіпсеті AMD X570 з підтримкою четвертого покоління шини PCI-E. Порівняно з попередницею її пропускна здатність зросла вдвічі — до 16 ГТ/с. Виробникам SSD, які вперлися у стелю швидкості PCI-E 3.0, це знову розв'яже руки. Анонсу твердотілів зі швидкістю понад 4000 МБ/с, здається, не доведеться довго чекати.

Настав час переходити від теорії до практики: проводити тести будемо на прикладі одного з найшвидших на даний момент SSD M.2 - WD Black SN750 (NVMe x4).

Дуже висока швидкість читання та запису навіть після перевищення SLC-масиву, триядерний контролер, великий ОЗП-кеш, 5 років гарантії, опціональний радіатор.
Істотних недоліків немає.

WD Black SN750 - флагманський твердотільний накопичувач формату M.2 NVMe американського бренду. Нагадаємо, що Western Digital, широко відома насамперед своїми HDD, кілька років тому поглинула компанію SanDisk і почала активно розробляти власні твердотілі. Модель SN750 - це вже друга ітерація Black SSD, яка стала не тільки швидше, але ще й дешевшою. На вибір пропонується чотири об'єми: 250 ГБ, 500 ГБ, 1 ТБ та 2 ТБ.

Побудований Black SN750 на фірмовому триядерному контролері WD/SanDisk та 64-шаровій флеш-пам'яті SanDisk 3D TLC BICS3 (кількість та щільність чіпів залежить від об'єму SSD). Додатково передбачений чип буферної пам'яті DDR4, об'єм якого дорівнює 256 МБ на кожні 250 ГБ об'єму SSD (наприклад, 1 ГБ 1-ТБ моделі SSD). Крім того, доступні дві комплектації - безрадіаторна та з пасивним охолоджувачем, спроектованим EKWB, іменитим виробником СЖО.

Для терабайтної версії заявлено найвищу швидкість послідовного читання та запису: 3450 і 3000 МБ/с відповідно. Це автоматично робить WD Black SN750 одним із найшвидших SSD на ринку. Версії об'ємом 500 ГБ і 2 ТБ лише трохи поступаються за лінійними терабайтними швидкостями, а ось 250-гігова вже відчутно відстає (3100/1600 МБ/с). Втім, вона все одно випереджає більшість конкурентів аналогічного обсягу.

Як і інші SSD на основі TLC-пам'яті, Black SN750 при послідовному запису великих файлів (більше 12 ГБ) скидає швидкість, але лише вдвічі (до 1500 МБ/с), тоді як багато конкурентів просідають у три – п'ять разів. Потім диску потрібен невеликий час на відпочинок, щоб відновити початкову швидкість. В цілому ж, WD Black SN750 - один з найцікавіших зараз твердотільних накопичувачів M.2 NVMe x4. Приємними бонусами є 5 років гарантії, високий заявлений ресурс перезапису (600 ТБ для моделі на 1 ТБ) та функціональна фірмова утиліта WD SSD Dashboard.


Конфігурація тестового стенду


Результати тестування

Наша піддослідна материнська плата ASRock B450 Steel Legend має відразу два роз'єми M.2 з підтримкою NVMe 3.0. Щоправда, лише один із них (верхній, його ми й використовуватимемо) повношвидкісний х4 і з металевим радіатором, тоді як другий — половинною пропускною спроможністю х2 і без охолодження.


Для тестування твердотільного накопичувача WD Black SN750 використовувалися наступні бенчмарки: Crystal Disk Mark для вимірювання швидкості послідовного читання та запису, AS SSD Benchmark для вимірювання часу доступу, Anvil's Storage Utilities для відображення результатів IOPS та AIDA64 Disk Benchmark для перевірки


Наприклад, у Crystal Disk Mark швидкість лінійного читання виявилася навіть вищою за заявлену (без малого 3500 МБ/с), а швидкість лінійного читання майже точно відповідає заявленій 3000 МБ/з (недостатні до круглого числа кілька мегабайт на секунду можна сміливо списати на статистичну помилку). . Додатковий перетест швидкості послідовного запису був проведений у AIDA64 Disk Benchmark і показав зниження швидкості запису з 3000 до 1500 МБ/с після перевищення обсягу віртуального SLC-масиву.


У свою чергу, додатки AS SSD Benchmark і Anvil's Storage Utilities традиційно занижують показники лінійних швидкостей у порівнянні з CDM. Натомість перше показало надшвидкий час доступу до файлів на SSD - всього 0,02 мс, а друге - швидкість обробки найдрібніших файлів аж 168 тисяч IOPS (Input/Output Operations Per Second або кількість операцій введення/виводу). Простіше кажучи, дрібні файлики цей SSD крутить-вертить так само швидко, як досвідчений гравець у наперстки.


Висновки

Фінальні порівняльні діаграми дає змогу наочно оцінити швидкісні показники WD Black SN750 із шиною NVMe x4 на тлі твердотільних накопичувачів інших форматів – M.2 SATA та NVMe x2. Перевага чотирьох ліній PCI-E над двома і, тим більше, над шиною SATA3 є суттєвою та незаперечною. Купувати повільний SSD M.2 у 2019 році хоч скільки-небудь виправдано тільки через застарілу материнську плату або ноутбук. Якщо ваш ПК оснащений слотом NVMe 3.0 x4, то розумніше зробити вибір саме на користь такого високоростного накопичувача, благо поступове зниження цін тому сприяє. Точно будете задоволені!