Півтора роки тому AMD випустила процесори Ryzen на базі мікроархітектури Zen 2. Поряд з підвищеною продуктивністю і принципово новим для ринку процесорів дизайном наборів мікросхем вони отримали підтримку нового покоління інтерфейсу PCI Express — PCIe 4.0. Як завжди буває з новими стандартами, не так багато пристроїв, здатних відразу перейти на PCIe 4.0. Не маючи великого вибору, AMD вирішила покладатися на пристрої зберігання даних PCIe 4.0 NVMe, які на той момент були єдиною доступною опцією, на базі контролера Phison PS5016-E16, для просування нової платформи. Однак цей вибір навряд чи можна вважати хорошим. Як тільки ці накопичувачі потрапили на полиці, ми ретельно протестували їх з процесорами Ryzen і прийшли до висновку, що всі претензії до переваг PCIe 4.0 Більше схожі на слабкий маркетинг, заснований на маніпулюванні цифрами в специфікаціях, які не мали нічого спільного з реальним користувацьким досвідом. Фактично, PCIe 4.0 Дозволив дискам працювати. Повільніше, ніж у звичайних моделей PCIe 3.0! Більше року по тому ми хотіли повернутися до питання про те, як PCIe 4.0 Може принести користь сучасним системам, в контексті додавання до них твердотільних накопичувачів. За цей час відбулися деякі помітні зміни. По-перше, у AMD з’явилися нові процесори сімейства Ryzen 5000, засновані на мікроархітектурі Zen 3. Контролер PCIe 4.0, Як і весь набір мікросхем введення/виведення в них, залишився без змін, але вони отримали більш досконалу топологію, що потенційно може підвищити продуктивність дискової підсистеми за рахунок зниження внутрішньопроцесорних затримок. По-друге, був випущений новий чіпсет B550 для платформи Socket AM4 з підтримкою шини PCIe 4.0. І нарешті, Серйозний зсув стався в лінійці споживчих твердотільних накопичувачів NVMe, в яких нарешті з’явилися вертикально-інтегровані рішення, створені серйозними розробниками, а не рішення на базі контролерів Phison, які ніколи не блищали своїми можливостями.
У цьому новому тесті ми перевіримо ще раз, чи дійсно сучасні споживчі SSD з підтримкою PCIe 4.0 Можна вважати необхідним атрибутом для продуктивних систем на базі процесорів Ryzen останнього покоління. Ми оцінимо, який реальний приріст продуктивності можна отримати, використовуючи кращі на сьогоднішній день SSD NVMe в порівнянні з тими дисками PCIe 3.0, Які рік тому вважалися оптимальним вибором. Крім того, ми постараємося відповісти на питання, наскільки сильно повинні відчувати себе власники систем на базі процесорів Intel, так як у них досі немає підтримки поточної версії інтерфейсу PCI Express.
⇡#Що хорошого в PCI Express 4.0
Перш ніж перейти до практичних результатів, варто згадати, що хорошого може дати PCI Express 4.0, Про що розповідається в цій статті. Тим більше, що ніякої хитромудрої технології тут ні при чому — перехід з версії 3 на версію 4 інтерфейсу йде по самому очевидному шляху.
Стандарт PCIe 4.0 Був затверджений в 2017 році, його основна відмінність від попереднього стандарту PCIe 3.0 — Подвоєна пропускна здатність. Причому цей перехід здійснюється з повною прямою і зворотною сумісністю: збільшення швидкості досягається простим збільшенням частоти передачі даних при збереженні старої схеми кодування сигналу.
Передача даних в стандарті PCIe 3.0 Відбувається зі швидкістю 8 млрд.Біт в секунду, в той час як в стандарті PCIe 4.0 Вона збільшилася до 16 млрд. Біт в секунду. Таким чином, в той час як PCIe 3.0 Мав смугу пропускання 985 Мбайт/с (включаючи кодування 128 біт/130 біт), з PCIe 4.0 Вона подвоїлася до 1969 Мбайт/с. За цим послідувало природне розширення смуги пропускання на всіх основних шинах PC. Швидкість шини PCIe 4.0 X4 збільшилася до 7,9 ГБ/с, а шина PCIe 4.0 X16 могла передавати дані з максимальною швидкістю 31,5 ГБ / с (з кожного боку).
| Пропускная способность, Гбайт/с | |||||
| ×1 | ×2 | ×4 | ×8 | ×16 | |
| PCI Express 1.0 | 0,25 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 4,0 |
| PCI Express 2.0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 4,0 | 8,0 |
| PCI Express 3.0 | 0,98 | 1,97 | 3,94 | 7,88 | 15,75 |
| PCI Express 4.0 | 1,97 | 3,94 | 7,88 | 15,75 | 31,51 |
В результаті, диски, що працюють через інтерфейс PCIe 4.0 X4, отримують вдвічі більшу пропускну здатність, ніж їх попередники. Це, звичайно, не може автоматично призвести до подвоєння продуктивності при всіх навантаженнях, але лінійні швидкості транзакцій, які вже були досягнуті попереднім поколінням твердотільних накопичувачів NVMe з інтерфейсом PCIe 3.0 X4, тепер, безсумнівно, помітно збільшаться.
Існує дуже чіткий аргумент на користь переходу на використання SSD з інтерфейсом PCIe 4.0 В ігрових системах: Microsoft і Sony, не змовляючись, віддали перевагу таким SSD в своїх нових приставках. Ігрові приставки є кращим вибором для виробників, які шукають найкраще співвідношення ціна/продуктивність, тому поява SSD з інтерфейсом PCIe 4.0 Однозначно свідчить про те, що їх використання повинно бути виправдано, принаймні, в ігрових системах.
⇡#Твердотільні накопичувачі для PCI Express 4.0
В останні місяці асортимент твердотільних накопичувачів, здатних використовувати нову швидкісну шину PCIe 4.0 Для зв’язку з системою, значно розширився. На додаток до численних твердотілим накопичувачам на базі Phison PS5016-E16, які були формально підтримані PCIe 4.0 X4 без будь-яких реальних переваг з точки зору продуктивності, нарешті представлено нове покоління справжніх твердотільних накопичувачів, в яких швидкість шини дійсно здатна подолати бар’єр продуктивності, раніше недосяжний для споживчих твердотільних накопичувачів.
Першим накопичувачем такого роду є Samsung 980 PRO, новий накопичувач від лідера ринку, побудований на контролері Elpis, спеціально розробленому для систем з інтерфейсом PCIe 4.0. Восьмиканальний 128-рівневий флеш-масив TLC 3D V-NAND забезпечує швидкість до 7 ГБ/с при лінійному читанні і 5 ГБ / с при лінійного запису, а також до мільйона операцій введення-виведення в секунду при роботі з невеликими блоками.
Слідом за Samsung 980 PRO на ринок вийшов другий важкоатлет PCIe 4.0-Western Digital SN850, який також забезпечує швидкість в півтора-два рази вище, ніж наші звичайні твердотільні накопичувачі NVMe. В якості Samsung для свого нового накопичувача Western Digital розробив спеціальний контролер & quot;другого покоління & quot;, який взаємодіє з восьмиканальним масивом флеш-пам’яті SN850, що складається з 96-шарових мікросхем BiCS4 (TLC 3D NAND). За своїми характеристиками Western Digital дуже схожий на Samsung 980 PRO і забезпечує лінійні швидкості 7 ГБ/с і 5,1 ГБ / с при читанні і запису відповідно, а також 1/0,7 млн IOPS при читанні і запису з малим блоком.
Окрему статтю ми присвятимо порівнянні продуктивності цих рішень, яке вийде трохи пізніше, але тут ми поговоримо про те, які системи необхідні для того, щоб такі ультрасучасні Накопичувачі могли розкрити закладений в них потенціал.
⇡# Підтримка дисків PCI Express 4.0 На платформі AMD
Сучасні системи не можуть похвалитися повсюдною підтримкою PCI Express 4.0. В даний час пристрої PCIe 4.0 Можуть використовуватися на повній швидкості тільки в конфігураціях з процесорами AMD, на материнських платах на базі чіпсетів X570 або B550. Але навіть у цих випадках існують певні обмеження, пов’язані з тим, що контролер PCIe 4.0 Інтегрований лише в один напівпровідниковий чіп для споживчих товарів — чіп вводу-виводу, який використовується в останніх поколіннях процесорів Ryzen. Тому підтримка сучасного інтерфейсу з’являється тільки там, де цей чіп використовується в тій чи іншій ролі.
як відомо, набір мікросхем введення/виведення поточного і попередніх поколінь процесорів Ryzen, що належать до п’ятитисячної і трьохтисячної серії, по суті, є одним і тим же кремнієм, виготовленим по 12-нм технологічної технології на підприємствах GlobalFoundries. На додаток до контролера DDR4 SDRAM компанія AMD впровадила контролер PCI Express 4.0 З 24 лініями. Саме завдяки цьому напівпровідниковому чіпу процесори Ryzen сімейства Matisse і Vermeer можуть працювати з графічною картою PCIe 4.0 І одним пристроєм зберігання даних PCIe 4.0. Інші чотири лінії недоступні користувачеві і використовуються для зв’язку з набором мікросхем. Однак наявність в системі процесора Ryzen 3000 або 5000 не гарантує, що ваша система зможе працювати з пристроями PCIe 4.0 На повній швидкості. Справа в тому, що AMD дозволяє включити інтерфейс процесора PCIe 4.0 Тільки на платах зі спеціально оптимізованою проводкою. Серед цих плат є тільки новітні Материнські плати на базі чіпсетів X570 і B550. На старих платах з іншими чіпсетами підтримка PCIe 4.0 Блокується в BIOS, а контролер процесора працює в режимі PCIe 3.0.
Існує велика різниця між платами X570 і B550 в зв’язку з тим, що ці чіпсети є принципово різними чіпсетами, розробленими і виробленими різними компаніями.
Флагманський чіпсет X570 являє собою такий же чіпсет введення / виведення процесора, але окремо від процесора. Він має власний набір високошвидкісних інтерфейсів, що дозволяє йому взаємодіяти з процесором по шині PCIe 4.0 X4 і пропонує додаткові 16 власних смуг PCIe 4.0. В результаті, системи, побудовані на базі чіпсета X570, мають повсюдну підтримку PCIe 4.0. Сучасний високошвидкісний інтерфейс вбудований в кожен слот материнської плати, що дозволяє використовувати кілька високошвидкісних пристроїв зберігання NVMe на додаток до PCIe 4.0 Відеокарт.
Чіп системної логіки B550, на відміну від X570, розроблений зовнішнім підрядником — компанією ASMedia, яка раніше займалася створенням і виробництвом логічних комплектів для платформи Socket AM4. Чіпсет B550 орієнтований на системи середнього діапазону і являє собойпоетому набагато простіше. Він взагалі не підтримує PCIe 4.0, Замість цього пропонується лише 14-рядковий контролер PCIe 3.0. Чотири лінії цього набору використовуються для зв’язку з процесором, а інші 10 ліній PCIe 3.0 Можна розібрати на слоти розширення. Таким чином, материнські плати на базі чіпсета B550 можуть підтримувати пристрої з інтерфейсом PCIe 4.0 Тільки в тих слотах, за які відповідає процесор. Тому, крім відеокарт, тільки один пристрій зберігання NVMe здатний працювати на високих швидкостях, властивих інтерфейсу PCIe 4.0, На таких платах.
Крім чіпсетів X570 і B550, в 500-у серію чіпсетів AMD входить також чіпсет початкового рівня A520, але він взагалі не підтримує PCIe 4.0. Навіть ті слоти материнських плат, які відповідають за роботу процесора, в платах на базі A520 забезпечують тільки смугу пропускання PCIe 3.0. Це пов’язано з використанням спрощеної проводки сигнальних ліній в недорогих материнських платах.
Наступна таблиця повинна допомогти більш детально розібратися у відмінностях сучасних наборів системної логіки для платформи Socket AM4.
| X570 | B550 | A520 | |
| Линк с процессором | PCIe 4.0 x4 | PCIe 3.0 x4 | PCIe 3.0 x4 |
| Доступные линии PCIe 4.0 | 16 | 0 | 0 |
| Доступные линии PCIe 3.0 | 0 | 10 | 6 |
| Порты SATA 6 Гбит/с | 4 | 4 | 2 |
| Порты USB 10 Гбит/с | 8 | 2 | 1 |
| Порты USB 5 Гбит/с | 0 | 2 | 2 |
| Порты USB 480 Мбит/с | 4 | 6 | 6 |
| Разгон процессора | Есть | Есть | Нет |
⇡# Чотири варіанти роботи SSD в сучасній платформі AMD
Виходячи з вищевикладеного, стає зрозуміло, що навіть якщо говорити про системи на процесорах ryzen останніх поколінь, Сучасні високошвидкісні SSD в них можуть працювати в чотирьох різних режимах, в залежності від того, на якій системній платі і в якому слоті вона встановлена. Можливі наступні варіанти:
- У режимі PCIe 4.0 Через інтерфейс, за роботу якого відповідає контролер процесора. Цей режим доступний на материнських платах на базі чіпсета X570 і B550 при установці SSD в слот M. 2, Розташований найближче до процесора. Цей слот зазвичай розташовується трохи нижче роз’єму AM4.
- В режимі PCIe 4.0 Через інтерфейс, реалізований контролером в системній логіці. Слоти для чіпсетів M. 2 З підтримкою PCIe 4.0 В даний час доступні тільки на материнських платах, побудованих на базі системної логіки X570.
- У режимі PCIe 3.0, Реалізованому контролером зворотної сумісності процесора. Цей режим включається або коли материнська плата не підтримує PCIe 4.0 Навіть в слотах, підключених до процесора (сюди входять Материнські плати на базі чіпсетів не X570 і B550), або при установці дисків без підтримки PCIe 4.0.
- В режимі PCIe 3.0 Через контролер чіпсета. Ці слоти M. 2 Без підтримки PCIe 4.0 Можуть бути присутніми на платах на базі системної логіки B550 і A520 в якості вторинних слотів. Всі ці варіанти відрізняються продуктивністю, і різниця полягає не тільки у версії протоколу PCI Express, але і в контролері, використовуваному для підтримки шини. Ми використовували бенчмарк CrystalDiskMark, щоб наочно проілюструвати це, вимірявши продуктивність накопичувача Samsung 980 PRO, який сам по собі призначений для роботи з шиною PCIe 4.0 X4. Перш за все, вражає різниця в продуктивності між високошвидкісним накопичувачем, підключеним через PCIe 4.0 І PCIe 3.0. Це цілком зрозуміло, так як різниця між версіями інтерфейсів в першу чергу являє собою подвійну різницю в Піковій пропускній здатності. І саме з цієї причини привід з інтерфейсом PCIe 4.0 X4 забезпечує приблизно дворазове збільшення лінійної швидкості транзакції в порівнянні з інтерфейсом PCIe 3.0 X4. Однак версія інтерфейсу також впливає на швидкість роботи з невеликими блоками. Звичайно, вплив в даному випадку не так помітно, так як основним фактором, що обмежує продуктивність в цьому випадку, є латентність масиву флеш-пам’яті. Наприклад, якщо говорити про продуктивність глибоких черг, то результат роботи Samsung 980 PRO з використанням шини PCIe 4.0 X4 — це The продуктивність приблизно на 20% вище.
Однак обійти стороною той факт, що процесорний контролер PCIe 4.0 Забезпечує більш високу продуктивність, ніж аналогічний контролер, вбудований в системну логіку. Однак різниця в контролерах полягає не в їх відмінностях, тим більше, що вони мають однакову архітектуру і реалізацію. Що впливає на продуктивність, так це подовження шляху пам’яті CPU-SSD, коли процесор зв’язується з пристроєм зберігання даних через чіпсет. У цьому випадку збільшення латентності відбувається за рахунок проміжної шини PCIe, яка з’єднує ЦП і чіпсет, а також за рахунок появи додаткових вузлів на шляху передачі даних на кінцях шини.
В результаті установки високошвидкісного жорсткого диска в слот м.2 Далеко від центрального процесора, навіть на платах з чіпсетом X570, відбувається падіння продуктивності на 5-10%, що особливо помітно при виконанні малоблочних операцій з глибокою чергою запитів. Висновок дуже простий: навіть якщо у вас є процесор серії Ryzen 5000 або Ryzen 3000 з вбудованим контролером PCIe 4.0, Недостатньо використовувати всю міць сучасних високошвидкісних накопичувачів. Також потрібна сучасна материнська плата з "правильним" слотом M. 2, Який знаходиться найближче до роз’єму процесора.
⇡#Як працює підтримка PCI Express 4.0 На платформі Intel
Говорячи про підтримку PCIe 4.0 На платформі AMD, слід пояснити, як вона працює на платформі Intel. Як було сказано вище, AMD як і раніше є єдиним масовим постачальником, що підтримує високошвидкісну версію PCIxpress, але це короткий опис поточної ситуації.
Якщо говорити точніше, то слід зазначити, що поточна платформа LGA1200, яку в даний час просуває Intel, отримає підтримку PCI Express 4.0 В самому найближчому майбутньому. Вона буде представлена одночасно з випуском сімейства процесорів Rocket Lake, наміченим на березень наступного року.
Очікується, що процесори Rocket Lake отримають вбудований контролер PCIe 4.0 З 20 смугами пропускання, 16 з яких будуть присвячені роботі з відеокартами, а чотири — взаємодії з SSD. Таким чином, у порівнянні з нинішнім поколінням процесорів Comet Lake, нове покоління Rocket Lake буде підтримувати більшу кількість смуг PCIe, що працюють на більш високих швидкостях. Але для використання цих можливостей на практиці буде потрібно модернізація материнської плати: для майбутніх lga1200-платформ можна буде повністю використовувати PCIe 4.0-Пристрої, необхідно буде здійснити перехід на плати на базі чіпсета 500-ої серії. У цьому випадку сама системна логіка нового покоління буде як і раніше задовольнятися тільки вбудованим контролером PCIe 3.0. Тобто в майбутній платформі Intel Підтримка PCIe 4.0 Забезпечить тільки ті слоти, які будуть відповідати за роботу процесора. Це означає, що в цих системах може бути тільки один швидкий пристрій зберігання NVMe, аналогічно тому, як це реалізовано в існуючих платах з чіпсетом AMD B550.
⇡#Опис тестової системи і методики тестування
По-перше, щоб отримати уявлення про перевагу сучасного диска PCIe 4.0 Над його попередником PCIe 3.0, Ми порівняли продуктивність двох твердотільних накопичувачів, які є визнаними лідерами в своїх класах: Samsung 980 PRO і Samsung 970 EVO Plus. Продуктивність цих накопичувачів порівнювалася на платформі Socket AM4 з процесором Ryzen 7 5800x окта-ядерним і чіпсетом B550, який має вбудовану підтримку PCIe 4.0, Реалізовану внутрішньопроцесорним контролером, як в повношвидкісному режимі PCIe 4.0, Так і при примусовому переході цієї шини в режим PCIe 3.0.
По-друге, ми також порівняли продуктивність цих двох дисків в поточній платформі Intel — системі з процесором Core i7-10700k і чіпсетом Z490. Така конфігурація не забезпечує підтримку PCIe 4.0, Але її участь в тестах дозволить нам зробити висновок про те, наскільки впровадження високошвидкісного інтерфейсу в конкуруючу платформу вивело процесори AMD на перше місце за можливостями організації високошвидкісних систем зберігання даних.
І третє питання, на яке буде дана відповідь при тестуванні одних і тих же накопичувачів в системах з сучасними процесорами AMD і Intel, стосується того, де одні і ті ж SSD працюють швидше. За останні кілька років відповідь на це питання постійно змінювався, і дізнатися, як йдуть справи зараз, після появи представників Intel Comet Lake і AMD Zen 3-го покоління, не буде точно.
Таким чином, список апаратних компонентів, використаних в даному тесті, виявився наступним:
-
Процесори:
-
AMD Ryzen 7 5800x (Vermeer, 8 ядер + SMT, 3.8-4.7 ГГц, 32 Мб L3);
-
Intel Core i7 — 10700k (Comet Lake, 10 ядер + HT, 3.8-5.1 ГГц, 16 Мб L3).
-
Кулер процесора: користувальницький кулер EKWB.
-
Материнські плати:
-
ASUS ROG Crosshair VIII Hero (сокет AM4, AMD X570);
-
ASUS ROG Strix B550-E Gaming (сокет AM4, AMD B550);
-
ASUS ROG Maximus XII Hero (Wi-Fi) (LGA1200, Intel Z490).
-
Пам’ять: 2 x 16 Гб DDR4-3600 SDRAM, 16-18-18-38 (Crucial Ballistix RGB BL2K16G36C16U4BL).
-
Відеокарта: NVIDIA GeForce RTX 3080 Founders Edition (GA102, 1440-1710/19000 MHz, 10GB GDDR6X 320-bit).
-
Диски:
-
Блок живлення: Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000w Titanium (80 Plus Titanium, 1000w).
Тестування проводилося на Microsoft Windows 10 Pro (v2004) Build 18363.476 з використанням наступного набору драйверів:
На платформі AMD тест-драйвери встановлюються в слот M. 2 З лініями PCI Express, підключеними безпосередньо до процесора. У платформі Intel використовується перший слот M. 2.
Для вимірювання продуктивності SSD використовуються наступні тести:
-
Цей еталон включений в методологію, оскільки він зміг стати галузевим стандартом продуктивності SSD. Однак в нашому випадку він використовується для визначення пікової продуктивності накопичувачів в різних режимах.
-
Професійний набір тестів, який ми використовуємо для вимірювання реалістичної продуктивності SSD при звичайних витончених навантаженнях.
-
PCMark 10 Storage Benchmark. Тестовий додаток, який вимірює продуктивність дискової підсистеми при моделюванні типового користувацького досвіду. Використовуються три сценарії-базовий (робота в додатках і нормальна взаємодія з файловою системою), полегшений (імітація системного диска) і файловий дамп (імітація файлового сховища).
-
Власні тести 3dnews. Вимірювання швидкості копіювання файлів за допомогою утиліти Robocopy, швидкості архівування і розархівування файлів за допомогою 7-мікросхемного архіватора і виконання дискових операцій під час запуску гри Far Cry 4 або під час запуску ряду великих додатків, включаючи Microsoft Word, Adobe Photoshop і Premiere Pro.
⇡#Продуктивність в CrystalDiskMark
Велика кількість користувачів звикли керуватися продуктивністю дискової підсистеми CrystalDiskMark. Хоча вона і не здатна адекватно охарактеризувати продуктивність SSD в реальних додатках, вона все ж дає перше враження про пікових швидкостях, досяжних при різних конфігураціях дискової підсистеми.
Спочатку порівняємо продуктивність в сучасних платформах AMD і Intel SSD останнього покоління, Samsung 970 EVO Pro.
Досить несподівано, але з популярним твердотільним накопичувачем PCIe 3.0 Платформа Intel працює трохи швидше. Вона проявляється, правда, тільки в одиничному випадку — при вимірюванні швидкості випадкового читання 4-кілобайтних блоків без черги запитів. Перевага системи на процесорі Core i7 — 10700k знаходиться в межах 5%-го інтервалу, але дана характеристика дуже важлива в реальній роботі.
Таке відчуття, що платформа Intel як і раніше лідирує по продуктивності SSD. Але якщо подивитися, як працює новий Samsung 980 PRO в різних системах, то доведеться переглянути цей висновок.
Навіть якщо система на базі Ryzen 7 5800x працює з твердотільним накопичувачем Samsung 980 PRO в режимі PCIe 3.0, Її продуктивність все одно помітно вище, ніж у системи з процесором Core i7-10700k. Перш за все, перевага проявляється в роботі з невеликими блоками без черги запитів — тут платформа AMD перевершує конкуруючі конфігурації на помітні 22% по читанню і 38% по запису. При цьому лінійні швидкості приблизно однакові, так як вони обмежені пропускною здатністю шини, через яку підключається SSD.
Але величезною перевагою платформи AMD є те, що вона дозволяє обійти це обмеження, передаючи шину диска в режим PCIe 4.0, Який не підтримується в платформі Intel. Це дозволяє Samsung 980 PRO значно збільшити швидкістьсть лінії і, в парі з процесором Ryzen, починає демонструвати переважну перевагу над платформою Intel. Подвоєння теоретичної пропускної здатності інтерфейсу подвоює продуктивність послідовного читання і збільшує швидкість послідовного запису приблизно в півтора рази. Іншими словами, результати CrystalDiskMark наочно показують, що процесори з мікроархітектурою Zen 3 помітно краще підходять для роботи з швидкими сучасними накопичувачами.
⇡# Лінійна продуктивність
У цьому розділі ми змістили акцент з пікових синтетичних навантажень на навантаження, максимально наближені до реальних, які були змодельовані за допомогою професійного тестового пакета IOMeter. Однак на якісному рівні це не змінює висновків, зроблених вище. При роботі з лінійними твердотільними накопичувачами платформа AMD працює трохи швидше, ніж платформа Intel, навіть якщо вона працює в режимі PCIe 3.0. А при перемиканні контролера процесора Ryzen 7 5800x в режим PCIe 4.0 Флагманський накопичувач Samsung 980 PRO залишає за собою, але в платформі Intel, далеко позаду.
Окремо слід зазначити, що перевага платформи AMD з точки зору швидкостей SSD можна побачити не тільки на високошвидкісному Накопичувачі останнього покоління, але і на старому Samsung 970 EVO Pro.
⇡# Продуктивність малого блоку
Пропускна здатність шини SSD мало впливає на продуктивність малого блоку. Тут важливі затримки, які генеруються при роботі процесора з SSD. Але і в цьому відношенні платформа AMD явно краще, хоча б тому, що SSD взаємодіє з контролером, який знаходиться безпосередньо в процесореплатформа ntel більш складна: там SSD підключається через шину PCIe 3.0 До чіпсету, який, в свою чергу, підключається до процесора через проміжну шину PCI-подібної DMI 3.0. Такий двоетапний підхід призводить до збільшення затримок і зниження продуктивності SSD для обслуговування випадкових блокових звернень. І, як видно з наведених нижче графіків, затримка платформи Intel досить помітна. До речі, варто відзначити, що на продуктивність роботи диска негативно впливають виправлення, що застосовуються до процесорів Intel. Незважаючи на те, що більшість атак по бічному каналу Spectre і Meltdows в Comet Lake нейтралізовано на апаратному рівні, деякі програмні патчі досі застосовуються, і їх вплив продовжує впливати на швидкість роботи малих блоків з SSD.
Що стосується ефекту наявності високошвидкісної шини PCIe 4.0 В платформі AMD, то тут він практично непомітний. У разі випадкових операцій пропускна здатність SSD-інтерфейсу може бути важлива тільки в тому випадку, якщо мова йде про глибокі черги запитів. Але в системах споживчого рівня вони зустрічаються тільки в тестових додатках, а в життєвих ситуаціях не зустрічаються.
| Пропускная способность, Гбайт/с | |||||
| ×1 | ×2 | ×4 | ×8 | ×16 | |
| PCI Express 1.0 | 0,25 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 4,0 |
| PCI Express 2.0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 4,0 | 8,0 |
| PCI Express 3.0 | 0,98 | 1,97 | 3,94 | 7,88 | 15,75 |
| PCI Express 4.0 | 1,97 | 3,94 | 7,88 | 15,75 | 31,51 |
| X570 | B550 | A520 | |
| Линк с процессором | PCIe 4.0 x4 | PCIe 3.0 x4 | PCIe 3.0 x4 |
| Доступные линии PCIe 4.0 | 16 | 0 | 0 |
| Доступные линии PCIe 3.0 | 0 | 10 | 6 |
| Порты SATA 6 Гбит/с | 4 | 4 | 2 |
| Порты USB 10 Гбит/с | 8 | 2 | 1 |
| Порты USB 5 Гбит/с | 0 | 2 | 2 |
| Порты USB 480 Мбит/с | 4 | 6 | 6 |
| Разгон процессора | Есть | Есть | Нет |
⇡# Продуктивність в PCMark 10
PCMark 10 дозволяє моделювати продуктивність дисків в реальних умовах. Він відтворює три сліди: нормальне багатоцільове використання (Full System Drive Test), продуктивність SSD як системного диска (Quick System Drive Test) і використання флеш-диска для зберігання файлів (Data Drive Test).
Перше, що кидається в очі в результатах PCMark 10, є серйозною перевагою диска Samsung 980 PRO в порівнянні з рішенням попереднього покоління, в зв’язку з його архітектурними особливостями, і зовсім не для підтримки більш швидкого інтерфейсу. У той же час продуктивність Samsung 980 PRO помітно вище в разі використання його з процесором AMD — перевага цілком помітно на 15-20%, навіть якщо для диска не активований режим PCIe 4.0. Але платформа AMD приваблива своєю здатністю забезпечувати більш високу швидкість передачі даних по шині для зовнішніх пристроїв, тому при її використанні можна вичавити на 4-6% більшу продуктивність з Samsung 980 PRO.
Цікаво, що перевага платформи AMD перед аналогічною платформою Intel особливо очевидно при використанні високопродуктивного накопичувача останнього покоління. Якщо порівняти ці платформи на базі досить хороших, але застарілих Samsung 970 EVO Pro, то таких разючих відмінностей в продуктивності дискової підсистеми не буде. Виходить, що процесори AMD Ryzen серії 5000 особливо важливі для розкриття потенціалу найсучасніших SSD.
⇡#Продуктивність в реальних завданнях
Цікаво, що різниця в продуктивності одного і того ж твердотільного накопичувача на різних платформах проявляється навіть в тривіальних файлових операціях. Навіть коли мова йде про швидкість шини PCIe 3.0, Платформа AMD здатна забезпечити дещо вищу продуктивність, що особливо помітно при розпакуванні файлів. А можливість замикання наСкоростной режим PCIe 4.0 В цій платформі дозволяє ще більше закріпити перевагу і в простому копіюванні.
Ситуація виглядає трохи цікавіше при вимірюванні швидкості роботи дисків на різних платформах при запуску ігор і програм від них. Тут знову ж помітну роль починає грати затримка, яка нижче в системах на базі процесорів Ryzen останнього покоління, де SSD взаємодіють з контролером PCIe, розташованим безпосередньо в центральному процесорі. В результаті, ті ж самі Накопичувачі працюють швидше в платформі AMD. Більш того, чим могутніше сам накопичувач, тим помітніше різниця в продуктивності між платформами.
| Пропускная способность, Гбайт/с | |||||
| ×1 | ×2 | ×4 | ×8 | ×16 | |
| PCI Express 1.0 | 0,25 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 4,0 |
| PCI Express 2.0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 4,0 | 8,0 |
| PCI Express 3.0 | 0,98 | 1,97 | 3,94 | 7,88 | 15,75 |
| PCI Express 4.0 | 1,97 | 3,94 | 7,88 | 15,75 | 31,51 |
⇡# Висновки
Останнє покоління процесорів AMD, що входять в серію Ryzen 5000, володіє багатьма сильними сторонами. До них відносяться як висока обчислювальна продуктивність, так і висока енергоефективність, про які вже неодноразово згадувалося в різних оглядах, в тому числі і на нашому сайті. Однак сьогодні нам вдалося розкрити ще одну перевагу Ryzen 5000, про який часто забувають — високу швидкість взаємодії з SSD.
| X570 | B550 | A520 | |
| Линк с процессором | PCIe 4.0 x4 | PCIe 3.0 x4 | PCIe 3.0 x4 |
| Доступные линии PCIe 4.0 | 16 | 0 | 0 |
| Доступные линии PCIe 3.0 | 0 | 10 | 6 |
| Порты SATA 6 Гбит/с | 4 | 4 | 2 |
| Порты USB 10 Гбит/с | 8 | 2 | 1 |
| Порты USB 5 Гбит/с | 0 | 2 | 2 |
| Порты USB 480 Мбит/с | 4 | 6 | 6 |
| Разгон процессора | Есть | Есть | Нет |
І тут немає нічого дивного: завдяки проведеним перетворенням процесори з мікроархітектурою Zen 3 зменшили внутрішні затримки, які помітно впливають на продуктивність дискових операцій. Це мало реальну синергію з існуючими перевагами платформи AMD: той факт, що контролер шини PCI Express, що обслуговує SSD-накопичувачі в системах на базі Ryzen, що знаходиться якомога ближче до обчислювальних ядер ЦПУ — в корпусі in-рНабор мікросхем вводу/виводу, а також те, що мікроархітектура Zen 3 не схильна вразливостей Spectre і Meltdown, виправлення яких було б ударом по продуктивності диска.
В результаті, якими б не були сценарії використання SSD, твердотільні накопичувачі в системі на базі AMD Ryzen останнього покоління працюють швидше, ніж в аналогічній конфігурації з процесором Intel Core. Більш того, чим потужніше сам SSD, тим ефективніше буде розблокувати його продуктивність представник ryzen серії 5000. Це справедливо не тільки для SSD з підтримкою шини PCIe 4.0. Насправді, навіть при використанні PCIe 3.0, Платформа AMD все одно виграє з точки зору продуктивності SSD. Але якщо SSD здатний використовувати PCIe 4.0, То перевага "червоної" платформи стає непереборним. До речі, навряд чи це когось здивує, адже крім материнських плат на базі AMD X570 і B550 немає інших масових платформ з підтримкою PCIe 4.0.
Так що для тих користувачів, які з якихось причин зацікавлені в максимізації швидкості роботи SSD, ми рекомендуємо зосередитися на процесорах Ryzen 5000 і материнських платах на базі більш високих чіпсетів серії 500. Тим більше, що результати тестування наочно показують, що PCIe 4.0 Вже не порожня фраза. Сучасні накопичувачі від провідних виробників, які працюють на швидкісному шосе останнього покоління, дійсно виграють від цього, ставлячи сучасну платформу AMD у вигідне становище
