PCIe SSD性能暴增 NVMe如何狂虐SATA3.0
作者：郑兆远
分类 : 比特网
　　像一块显卡？我们常见的SATA3.0&SSD大概7mm厚度，手巴掌大小，而级PCIe&SSD的确长得像一块显卡，它们的速度超过2GB/秒。最近家用SSD当中崛起的950&PRO&SSD，它的体积比拇指稍大，其性能却可以和企业级PCIe&SSD媲美，它是如何做到的？
　　PCIe&SSD性能暴增&NVMe如何狂虐SATA3.0
　　三星950&PRO&SSD具备性能强悍的PCIe原生主控以及新一代V-NAND闪存(3D&MLC闪存)，实际上其它M.2&PCIe&SSD同样具备，最重要的是，它拥有NVMe总线协议。
　　NVMe其实与AHCI一样都是逻辑设备接口标准。NVMe全称Non-Volatile&Memory&Express，非标准，是使用PCI-E通道的SSD一种规范，NVMe的设计之初就有充分利用到PCI-E&SSD的低延时以及并行性，还有当代、平台与应用的并行性。SSD的并行性可以充分被主机的硬件与软件充分利用，相比与现在的AHCI标准，NVMe标准可以带来多方面的性能提升。
　　三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD
　　首款支持NVMe标准的产品是三星XS1715，于2013年7月发布。随后陆续有企业级的NVMe标准SSD推出，但是真正小型化且具备企业级PCIe&SSD性能的，就数三星950&PRO&M.2&NVMe&SSD。以三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD为例，它的连续读写速度可达2300MB/秒和1000MB/秒，这是四倍于SATA3.0&SSD的读写速度。
　　高超速度给这款SSD带来不一样的体验，下面我们一起去验证它的使用效能：
　　第2页：设计/视频工作效率提高
　　1、软件应用PK：Photoshop启动时间
　　在分析了Win7的启动时间之后，我们再来看应用程序的启动时间。在这里我们计算Photoshop&CS启动所需要的时间。
　　Photoshop&CS5
　　PS启动时间对比
　　在Photoshop制图软件启动中，三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD比三星850&EVO&SATA3.0&SSD的速度更快，秒杀1TB硬盘。基于M.2&NVMe&SSD的超高速度，用户可以体验比SATA3.0&SSD更快的软件启动反应速度。
　　2、PhotoShop图片加载测试
　　PhotoShop软件也是很多家庭应用比较多的一款软件，下面笔者就加载100张分辨率的高清图片，每张图片容量在3MB，总计容量为300MB。
　　图片加载时间对比
　　机械硬盘处理图片的时间2分钟，大致为1秒多时间处理一张图片，个别图片出现JPEG图片读取条，耗时数秒钟。此时电脑反应迟钝，画面拖沓。
　　相比之下，三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD接近1GB/秒的写入速度(512GB版本的写入速度为1.5GB/秒)，完全超越SAT3.0&600MB/秒的接口速率。如果说SATA3.0&SSD处理图片的速度几乎是一闪而过，那么M.2&NVMe&SSD的处理速度则更为迅速。
　　编辑点评：CPU、内存、硬盘是主要影响PhotoShop软件加载时间的硬件设备，其中机械硬盘的影响尤为明显，几乎成为瓶颈问题。SATA3.0&SSD虽然缓解硬盘的瓶颈问题，但是它显然不如M.2&NVMe&SSD快，后者可更为显著地缩短PhotoShop软件的启动、图片加载时间。
　　第3页：游玩家加载流畅
　　下面我们将对大型3D游戏的加载速度进行测试，分析三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD、三星850&EVO&250GB&SATA3.0&SSD、希捷1TB笔记本硬盘的实际效率差距。
　　1、《Crysis3&孤岛危机》加载时间对比
　　孤岛危机系列游戏已经不能用一款普通的游戏来形容它了，除了单出的FPS游戏之外，他更多的是用来测试各种等等硬件的工具，也有着“硬件危机”之称。所以当《孤岛危机3》一经推出便受到了广大玩家的追捧，更是将能够流畅的运行最高画质下的孤岛危机3当成自己炫耀的一个标准。
　　《孤岛危机3》游戏截图
　　《孤岛危机3》启动时间对比
　　在《孤岛危机3》测试中，游戏加载时间过长困扰玩家，希捷1TB笔记本硬盘消耗20秒出头。三星850&EVO&250GB&SATA3.0&SSD比机械硬盘快6秒余时间，三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD的执行效率更高，仅为机械硬盘的一半左右时间。
　　■《使命召唤6》游戏加载时间对比
　　对于喜欢FPS(第一人称射击)游戏的玩家来说使命召唤第四代《使命召唤4：现代战争》记忆犹新，它以出色的画面表现与真实的战场气氛渲染赢取了无数玩家的好评。作为现代战争的续作《使命召唤6：现代战争2》，在研发过程便被众多玩家所期待。
　　《使命召唤6》
　　《使命召唤6》启动时间对比
　　和前面的《孤岛危机3》相比，《使命召唤6》则属于轻度应用的3D大型游戏。SSD和机械硬盘的应用效果差距立竿见影，机械硬盘一棒敲回原形。
　　三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD比三星850&EVO&250GB&SATA3.0&SSD更快进入游戏场景。
　　编辑点评：相对操作系统、大型软件，大型3D游戏对硬盘负载更高，速度等级不同的SSD可不同程度提高硬盘对大型3D游戏的响应速度。
　　如果读者对多开网络游戏有特殊要求，四倍性能于SATA3.0&SSD的“M.2&NVMe&SSD”拥有更突出的超强I/0接口吞吐能力可保持电脑流畅运行。
　　第4页：工作站实时交互更迅速
　　CPU发展到i7级别、内存达到DDR4、显卡甚至多块GTX980Ti，然而性能严重拖垮了系统的性能。当CPU发出指令时，内存可以最先解决问题，但是需要的数据需要从硬盘提取。普通机械硬盘的接口每秒处理次数只有三位数或者两位数。
　　当这些问题映射到很多企业的时候，比如电商交易系统、实时交互查询系统，传统机械硬盘很难满足数据带宽需求，所以像三星950&PRO这样的M.2&NVMe刚好满足。从下面的一些测试就能看出来。
　　三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD
　　SATA3.0&SSD能达到最快10万次/每秒，而M.2&NVMe&SSD则能达到恐怖的20余万次/每秒。这个单位为IOPS，即每秒进行读写(I/O接口)操作的次数。我们从表中看到SSD的每秒进行读写操作的次数是以万为单位进行计算，而传统的机械硬盘不足300&IOPS值。
　　■AS&SSD&Benchmark&IOPS对比
　　AS&SSD&Benchmark是一个专门为SSD测试而设计的标准检测程序，因为它提供了很大的可定制性。
　　它的成绩显示可以分为两种，一种是MB/秒的形式，另一种是IOPS形式。本次测试主要使用这款软件的IOPS随机读写功能，测试4K-64Thrd多任务随机读写&IOPS值。
　　三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD
　　读写IOPS值
　　AS&SSD&Benchmark&IOPS值对比
　　在AS&SSD&读写能力测试对比中，三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD为三星850&EVO&250GB&SATA3.0&SSD的两倍多读取IOPS值;写入IOPS值，三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD小幅领先。
　　编辑点评：三星950&PRO&256GB&M.2&NVMe&SSD可让普通家用电脑，具备工作站级别的处理数据能。这款SSD具备异常强悍的随机读写能力，2倍余SATA3.0&SSD的接口处理速度，和高速内存的处理速度结合，相得益彰。
　　本文总结：NVMe总线协议赋予PCIe&SSD充分的性能发挥空间，M.2&PCIe&SSD与NVMe结合，综合性能暴增，迸发四倍于SATA3.0&SSD的读写速度，两倍余SATA3.0&SSD的随机读写IOPS值。
　　如果说SATA3.0&SSD缓解硬盘的瓶颈问题，M.2&NVMe&SSD则是进一步解决问题，前者是普通家用SSD，后者是企业级PCIe&SSD。三星通过自身的主控和3D闪存技术，将企业级PCIe&SSD大幅小型化，小巧的体积也能拥有显卡形状的企业级PCIe&SSD的性能，它就是本文的主角--三星950&PRO&M.2&NVMe&SSD。
　　我们通过三个场景，了解到这款SSD的实际应用效能，M.2&NVMe&SSD比SATA3.0更能提高软件、游戏的执行效率，同时它可让普通家用电脑具备工作站级别的处理数据能力。
[ 责任编辑：杨瑗嘉 ]
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