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突破1GB/s 全球强M.2系统全国首测

2014-08-07王锴《微型计算机》2014年7月下

在获得英特尔9系列主板的原生支持后,M.2规范迅速获得业界厂商的认可和用户的关注,并在今年的ComputeX展会上大放异彩。M.2不仅在体积上比min PCI-E更小巧,还拥有比mini PCI-E、SATA、mSATA等传统接口更出色的性能规格。这赋予了M.2极为广泛的应用空间,首要的便是板载SSD的性能跃升……

突破1GB/s 全球强M.2系统全国首测

在M.2之前,普通SSD大多基于2.5英寸设计,配备SATA接口。而mini身材的板载SSD则大多基于mini PCI-E或mSATA接口。但这些接口的大速度皆不超过6Gb/s,受制于此,SSD高速度已经在520MB/s水平停滞了很长一段时间。现在,凭借高PCI-E x4的带宽优势,M.2能提供高达4GB/s的理论传输速度,给了SSD充裕的性能发挥空间。在今年的ComputeX展会上,我们终于发现了搭载顶级PCI-E x4规格M.2接口的主板和SSD产品实物,并在第一时间获得了这套堪称强板载SSD的系统,现在就让我们来一睹它的风采。

其实在此之前,为了突破SATA接口6Gb/s的速度上限,获得更出色的性能,已经有厂商别出心裁地设计出基于PCI-E接口的SSD产品。PCI-E2.0每通道带宽可达500MB/s,x2规格就能轻松超越SATA。借此,不少采用PCI-E x2、x4甚至x8接口的SSD展现出了远超传统SSD的强劲性能表现。然而这类产品多是为企业用户设计的服务器级产品,不仅价格高昂,远非普通用户可以接受,更重要的是这类产品通常采用内部多模块组建RAID的设计,且不说一些不可预见的兼容性问题,单说为了在内部容纳下多组SSD模块,它们的体积无疑都相当庞大,不少型号堪比一些中、高端显卡。这在增加系统发热量的同时,还很可能影响显卡等其他配件的散热。再者,过大的体积注定这类产品和超薄笔记本电脑、超极本、NUC等平台无缘。另外,需要额外占用PCI-E接口的条件,也让喜欢mini ITX平台的用户纠结,唯一的PCI-E接口究竟是搭载独立显卡还是享受高性能存储系统?

也正是存在着以上种种问题和烦恼,所以M.2的出现才更显难能可贵。在mini PCI-E、mSATA的基础上,它实现了进一步瘦身的目的。而性能上,它还拥有叫板顶级产品的实力,这叫人如何不动心?

强M.2系统是如何炼成的?

MC测试的这套M.2系统由两大关键配件组成,其一就是基于M.2接口设计的SSD—来自三星的XP941;另一个则是来自华擎的Z97 Extreme 6主板。前者是第一款具备PCI-E x4规格M.2接口的消费级SSD,后者则是全球第一款集成PCI-E x4规格M.2接口的DIY主板。

Tips:M.2究竟是什么?
M.2全称PCI Express M.2 Specification,是Next Generation Form Factor(NGFF)协会公布的一种连接标准(接口),于2013年11月1号公布1.0版本。它的设计目的是要在同一个连接器上实现对多种模组设备的支持,包括Wi-Fi网卡、蓝牙、GNSS、WiGig、NFC、SSD、WWAN等等。所以设计之初,它的兼容覆盖能力就极为出色,PCI-E、HSIC、SSIC、USB、SATA、SDIO甚至Display Port它都能支持。

物理规格上,它比当前使用广泛的mini PCI-E/mSATA接口设计更小巧,宽度仅22mm,能节约20%的PCB空间和15%的连接器高度。和mini PCI-E相同,M.2也是基于PCI-E的接口技术,不同的是,M.2大能拥有PCI-E x4带宽,且当前已经能支持PCI-E3.0规格。相比mini PCI-E仅x1的带宽,理论性能增长数倍。

三星 XP941

容量 512GB
闪存类型 三星19nm颗粒
缓存规格 512MB
接口规格 M.2(PCI-E 2.0x4)
尺寸 M.2:2280
价格 待定

三星 XP941
三星 XP941

三星的优势在于产品线足够丰富、且整合能力出色。XP941的主要配件皆为自产,主控是三星S4LNO53X01,闪存是三星的19nm 64Gb Toggle 2.0(MLC),缓存是512MB容量的三星K4P4G324EB-FGC2。值得一提的是S4LNO53X01主控,它是目前第一款原生支持PCI-E x4规格的M.2主控,支持8通道读写。比较遗憾的是,它仅支持PCI-E2.0规格,而不是新的PCI-E3.0。因此XP941的大理论速度只能达到快M.2接口的一半,即2GB/s。

华擎 Z97 Extreme 6

处理器接口      LGA 1150
板型               ATX
内存插槽         DDR3×4
显卡插槽         PCI-E 3.0 x16×1、PCI-E 3.0 x8×1、  PCI-E 3.0 x4×1
扩展插槽         mini PCI-E×1、M.2×2
音频芯片         Realtek ALC1150
网络芯片         瑞昱RTL 8111GR千兆网络×1、  Intel千兆网络×1
价格              1499元

华擎 Z97 Extreme 6
华擎 Z97 Extreme 6

① 华擎Z97 Extreme 6具备两个M.2接口,靠近处理器的一个为直连CPU PCI-E控制器的Ultra M.2,为PCI-E3.0 x4的规格。另一个则是从芯片组中引出的PCI-E通道,仅为PCI-E2.0 x2规格。
① 华擎Z97 Extreme 6具备两个M.2接口,靠近处理器的一个为直连CPU PCI-E控制器的Ultra M.2,为PCI-E3.0 x4的规格。另一个则是从芯片组中引出的PCI-E通道,仅为PCI-E2.0 x2规格。

② 除了M.2,华擎Z97 Extreme 6还具备新的SATA-E接口。
② 除了M.2,华擎Z97 Extreme 6还具备新的SATA-E接口。

③ 依旧搭载了家族式的Purity Sound音频处理模块,以及专业音频电容。
③ 依旧搭载了家族式的Purity Sound音频处理模块,以及专业音频电容。

华擎Z97 Extreme 6是基于英特尔Z97芯片主的新主板,支持包括Haswell Refresh在内的全系列LGA1150处理器。夸张的12相处理器供电系统,和高品质Nichicon 12K电容都突显了它的发烧定位。当然,特别的还是它的存储接口设计,华擎是全球第一家将 PCI-E3.0 x4规格M.2 接口应用在主板上的厂商。而Z97 Extreme 6更是一次性搭载了两个M.2接口,其中直连处理器PCI-E总线控制器的M.2接口就是PCI-E3.0 x4规格,大能提供4GB/s的理论速度。此外,它还配备了一个SATA-E接口,相比普通SATA3.0接口高约600MB/s的传输上限,它的极限突破到了高约1GB/s。

值得注意的是,M.2规范规定了宽度仅22mm,但设备长度允许有5种规格,分别是30mm、42mm、60mm、80mm和110mm。华擎Z97 Extreme 6上,基于PCI-E3.0 x4规格的M.2接口能支持从42mm~110mm的设备,PCI-E2.0 x2的M.2则能5种规格全兼容。

三星PX941加华擎Z97 Extreme 6的M.2系统在AS SSD中获得1230的总评高分,在CrystalDiskMark中更是获得了超过1130MB/s的持续读成绩。

三星PX941加华擎Z97 Extreme 6的M.2系统在AS SSD中获得1230的总评高分,在CrystalDiskMark中更是获得了超过1130MB/s的持续读成绩。
三星PX941加华擎Z97 Extreme 6的M.2系统在AS SSD中获得1230的总评高分,在CrystalDiskMark中更是获得了超过1130MB/s的持续读成绩。

拿到这套强的M.2系统,我们好奇的无疑是它的实际性能表现。与采用PCI-E2.0 x2规格M.2接口的SSD对比,它真的能获得翻倍的性能提升吗?相比当前顶级的SATA接口SSD,它又能有多大的领先幅度?鉴于此,我们特意找来浦科特PX-G256M6e,它正是一款基于PCI-E2.0 x2规格M.2接口的SSD,容量达到256GB,主控同样基于8通道设计,相比三星XP941,大的规格劣势就是接口性能减半。另外,三星840PRO 256GB作为SATA接口高性能SSD产品的代表,也加入到了本次测试当中。

破1GB/s,持续读写发威

在华擎Z97 Extreme 6主板提供的Ultra M.2接口上,三星XP941在CrystalDiskMark测试中,获得了1137MB/s的惊人读写速度。相比SATA接口的顶级产品520MB/s左右的持续读写速度,这个成绩显得异常惊人,即使面对一些企业级或者发烧级的PCI-E接口产品都是不遑多让。实际上这也是我们测试SSD产品这么久以来,遇到的第一款没有通过内部多模组设计,就完成了持续读写超过1GB/s壮举的桌面级产品。很显然,这其中有SSD颗粒和主控性能进步的因素,但更多的还是M.2突破了传输瓶颈的功劳。

对比接在PCI-E x2规格M.2接口上的PX-G256M6e,三星XP941+Ultra M.2虽没做到性能翻番,但也在持续读写上提高了55%之多。在XP941和PX-G256M6e相互交换接口后,我们能预料到XP941性能会随之下降,只是其写入性能,尤其是随机写入性能下降幅度过大,甚至不敌PX-G256M6e有些出乎意料。而PX-G256M6e在更换接口前后,性能水平有较明显的提升,可见接口规格对存储系统的整体性能发挥举足轻重。

浦科特PX-G256M6e(左),和三星XP941一样为2280规格,不过接口稍有差异,前者少了2个通道的数据金手指。
浦科特PX-G256M6e(左),和三星XP941一样为2280规格,不过接口稍有差异,前者少了2个通道的数据金手指。

MC点评:

此前不乏一些基于PCI-E x8接口的SSD卡,能获得超过2GB/s的速度。这样看绝对速度上要比我们测试的这套M.2系统高不少,但仔细分析你会发现这类产品内部通常都拥有超过4个SSD模块,通过RAID的方式来达到速度提升,实际上单个模块的性能远不及我们本次测试的M.2系统。更重要的是这类RAID SSD发热量、体积和价格通常都不是普通玩家能接受的。而M.2初现魅力,不仅性能水平远超基于的SATA的SSD系统,更重要的是相对以往的SSD模块,M.2模块能够小至30mm×22mm,发热量也是极低。很显然,相比普通桌面平台,M.2对NUC、超极本用户的吸引力更大,它在满足mini平台对产品功耗、体积的要求的同时,还能带来发烧级的存储性能。

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