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从速度和通道说起,为什么说PCIe 4.0是SSD的新蓝海

2019-12-21 08:42
泡泡网
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无论承认与否,2019年对于整个DIY硬件行业来说,都是充满惊喜和极具意义的一年。

这一年,AMD推出了全新的锐龙处理器和X570芯片组,让PCIe 4.0 得以投入实用。我们可以预见的是,基于PCIe 4.0 的全新高速带宽,未来DIY硬件的性能将会迎来爆炸式增长。

可喜的是,这种变化正在加速来临,与X570芯片组同时间诞生的PCIe 4.0 SSD,已经提前让我们见识到了PCIe 4.0 的威力。不难想象,PCIe4.0将是DIY硬件厂商、尤其是存储厂商着重开辟的新蓝海。

为什么这么说?在回答这个问题之前,我们需要知道PCIe 4.0究竟是什么?它和PCIe 3.0有什么区别?

完全碾压PCIe 3.0的PCIe 4.0

从PCIe 1.0到2017年发布、但还没有应用的PCIe 5.0,一共经历了五代。传输速率上,PCIe 4.0 的传输速率为16GT/s,比3.0 翻了一倍,双向传输速度可达到64GB/s。

换一张图,我们能够更加直观地比较PCIe 3.0和PCIe 4.0的速度差距。

注:PCIe通道可以同时进行双向传输,故以上数据为PCIe通道单向传输速度,双向传输需*2。

为什么说PCIe 4.0是SSD发展的新蓝海

目前,PCIe 3.0 X 16通道的速度高达32GB/s,这个速度应付当下的显卡带宽完全绰绰有余。

那么对于硬件厂商来说,为什么还要着力发展PCIe 4.0 呢?其中的原因,与传输通道和通道速度紧密关联。

1、接口与传输通道的限制

SSD尚未诞生时,机械硬盘是市场的绝对主力,即使在当下,它也还是大容量存储的首选。不过由于结构的限制,机械硬盘的速度难以取得突破。目前性能较好一点的机械硬盘,连续读写速度一般在250/150MB/s左右。而同样采用SATA接口的SATA SSD,连续读写可达500MB/s,随机读写更远高于前者。

不过受接口和传输通道的限制,SATA SSD在速度上逐渐捉襟见肘,力不从心。因此我们可以看到大部分消费级SATA SSD的最高连续读写通常只能达到550MB/s。

但M.2接口和PCIe通道的出现,开始突破了这一瓶颈。与SATA 通道相比,PCIe通道所能提供的带宽更大,这也让SSD的发展再次迎来春天,读写速度不断提升。目前采用PCIe 3.0 X 4通道的旗舰级PCIe 3.0 SSD,连续读写可以达到3G/s,而这也几乎是PCIe 3.0所能提供的速度极限。

2、SSD与显卡的宽带矛盾

显卡的PCIe通道主要由CPU分配,以Intel Core i7-8700K为例,提供24条PCIe 通道,除去分配给显卡的16条,其余的PCIe设备分享剩余的8根通道。而一些高端主板可以搭载多个M.2插槽和PCIe 插槽,也就是说CPU提供的PCIe 通道越来越难以满足主板上的设备,那怎么办?

带宽不够,速度来凑!于是更高传输速率的PCIe 4.0被推上了台面。

双倍于PCIe 3.0的速率,让PCIe 4.0可以节省出更多的通道,例如速度同样是32GB/s,PCIe 3.0需要16条通道,而PCIe 4.0只需要8条,相当于腾出8条通道供其他PCIe设备使用,大大缓解PCIe 设备的传输速度与传输通道之间矛盾的同时,也让其他PCIe设备得益于PCIe 4.0获得更好的性能,例如 PCIe 4.0 SSD。

而首批基于PCIe 4.0通道的SSD已经陆续发布,其性能远远超过PCIe 3.0 SSD,例如影驰 HOF PRO M.2,连续读写高达5000/4400 MB/s,随机读写达到了760/700K iops,比目前最快的PCIe 3.0 SSD快出一大截。

PCIe 4.0前途光明

尽管PCIe 4.0 处于起步阶段,但它的发展将会加速进行,尤其是随着超高速宽带以及5G通信等的发展,未来越来越多的产品将会染指PCIe通道以及占用相应的带宽。而PCIe 3.0通道本就被显卡、SSD等PCIe设备瓜分得所剩无几,所以更高速率的PCIe 4.0无疑是最好的选择。

除此之外,PCIe 4.0可以向下兼容PCIe 3.0,也极大降低了它的普及难度。

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