Intel固態硬碟750系列 儲存界的頂級之星 / NVMe與PCIe的次世代儲存

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時至今日固態硬碟在各位的電腦、筆電中,都有著不錯的市佔率,但各位知道固態硬碟產品,除了開始從MLC邁向TLC的世代之外,也將邁入全新的次世代儲存,採用PCIe通道與NVMe控制介面,有著更高的通道頻寬與低延遲之特性,與專為非揮發性記憶體所設計的控制介面,讓固態硬碟的I/O效能不僅突破傳統SATA3的天險,並真正釋放了固態硬碟的真實效能,如今市面上僅有Intel SSD 750系列之產品有著次世代儲存裝置的特性,接著讓我們一一檢視Intel SSD 750的過人之處。

 

PCIe與SATA的通道對決

雖說固態硬碟產品已大致普及,但普遍都是採用SATA 3.0介面,其理論值有著6Gb/s的頻寬,與600MB/s的速度,但在普遍高階固態硬碟產品,都已達到讀/寫550MB/s的天險,無法真正的發揮出固態硬碟的效能,且在架構上SATA裝置需經過平台PCH晶片的SATA控制器,這也造成了不必要的訊號延遲。

有著諸多限制的SATA介面,始終滿足不了追求極致效能的玩家,進而讓PCIe通道能大放異彩的舞台,在最新第6代Intel Core i處理器所使用的100系列晶片組之平台,不僅PCIe通道全面升上3.0,並一舉拓寬PCIe通道數,最高階的Z170平台有著原生20條通道,而中階入門的H170也有著16條通道,無疑是替NVMe /PCIe固態硬碟產品,注入一劑強心劑。

而Intel SSD 750之產品,採用PCIe 3.0 x4通道,擁有著32 Gbit/s的總頻寬,讓Intel SSD 750在循序讀寫測試目中,可以達到讀2200MB/s、寫900 MB/s的速度;在以往使用SATA介面的裝置,想要觸及這驚人的高速,都必須透過RAID 0磁碟陣列,至少使用三顆固態硬碟才能達到,如今只要一顆Intel SSD 750就能得到這樣的效能。

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↑ PCIe與SATA固態硬碟連接之架構圖示意,左手邊PCIe的產品可以直接連接在CPU提供的通道上,而右手邊的SATA裝置必須透過PCH的SATA控制器,造成額外的延遲。

 

NVMe與AHCI的控制界面差異

所謂控制介面即是,定義軟體與儲存裝置溝通的硬體機制,就像是SATA裝置需要搭配AHCI控制介面一樣,但是ACHI並非針對固態硬碟所制定的技術標準,有鑑於此才催生出NVMe控制介面。NVMe早在2007年的IDF開發者論壇被提出,其後一直由Intel所主導開發,同時得到Cisco、Dell、EMC、NetApp及Oracle等大廠的支持,NVMe能夠降低指令間的延遲、並精簡化儲存指令集,並有效的應用PCIe提供高效能的平行處理。

現今Intel H97、Z97、X99與最新100系列都支援NVMe控制硬體介面,更能發揮出平台多PCIe通道的威力,讓工作站電腦與頂級效能玩家,都能感受到NVMe與PCIe交織的次世代儲存效能。

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↑左邊紅色路徑為AHCI搭配傳統SATA介面,是目前HDD及SSD主流傳輸模式。中間橙色路徑為AHCI搭配PCIe介面,算是目前絕大多數PCIe SSD過渡期傳輸模式。右邊紫色路徑為NVMe搭配PCIe介面,是未來高速I/O傳輸模式。

 

Intel SSD 750三種容量兩種封裝

Intel SSD 750是目前市面上唯一採用NVMe控制介面與PCIe 3.0 x4的固態硬碟產品,Intel SSD 750有著三種容量與兩種產品封裝,較常見的是HHHL(Half Height Half Length)AIC形式,的半高介面卡產品,以及2.5吋U.2接口之產品,並都提供400GB、800GB與1.2TB的容量,且皆採用20nm Intel NAND Flash Memory (MLC)。

半高介面卡產品安裝相對簡單,只需將介面卡安裝在主機板的PCIe插槽即可,但安裝時須注意該插槽,可否提供到PCIe 3.0 x4的速度;而U.2介面採用SSF-8639連接埠,是一種多協定、多功能連接介面,可同時兼容單埠型SATA介面、雙埠型式的SAS介面、多線合一(Multi-Link)的SAS介面及雙埠型式SATA Express介面。在安裝時,需確定平台的主機板,有直接提供M.2介面或者使用Hyper Kit轉卡,並備妥U.2專用連接線,如此一來就能感受Intel SSD 750帶來的頂級效能。

 

極致效能 頂級遊戲 Intel SSD 750

若是頂級遊戲玩家,處理器使用第6代Intel Core i7-6700K處理器,配上NVIDIA GTX 980Ti,主機板肯定非Z170莫屬,更別提記憶體DDR4 32GB插好裝滿,那系統碟呢?唯一,能與這些頂級規格相匹配的,就只有使用Intel SSD 750,讓這台電腦的效能相當可觀。
就以執行《俠盜獵車手5》來說,啟動遊戲後到讀取紀錄至可操作的畫面,僅需52秒就能完成,且聽聞許多玩家使用一般硬碟時,常常遇到大地圖的瞬間停頓,這原因不在處理器或者顯示卡上,而是讀取儲存在硬碟的地圖資料時,由於檔案無法即時的讀入記憶體,所造成的瞬間卡頓現象,但在這台極致效能電腦中,絕不會遇到效能不足的卡頓問題。

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↑ 只需需52秒就能進入GTA V的遊戲世界,且探索這碩大的地圖也不至於卡頓。

 

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↑Intel SSD 750有著次世代儲存技術PCIe x4與NVMe加持,效能上穩贏一般SATA SSD產品。

 

資料中心 急速存取 Intel SSD 750

最早PCIe通道與NVMe控制介面的固態硬碟產品,是設計給大型資料中心,需要極速存取資料所使用,在企業領域中已相當成熟之際,才開始面向一般消費性市場,使用Intel SSD 750搭配Intel Xeon E5-2630 V3八核十六緒的至尊處理器,建立起多工運算急速存取平台,運行計算機輔助製圖和設計(CADD)、計算流體動力學(CFD)、有限元分析(FEA)和模擬等專業領域之應用。

以Oracle所打造的TimesTen In-Memory資料庫中心為例,若要將大量儲存在SSD的資料讀取至記憶體當中,使用傳統SATA HDD要30分鐘,而一般的SATA SSD還是需要4分鐘的時間,但是NVMe SSD卻只需要小於1分鐘的時間,就能將相同的工作量給完成。

由此可見,在未來消費性市場的固態硬碟產品,也將邁入PCIe通道與NVMe控制介面,帶給消費者急速固態硬碟新體驗。上述關於次世代儲存NVMe、PCIe與Intel SSD 750固態硬碟產品,更詳細之介紹與解說可瀏覽「Intel SSD固態硬碟」網頁(goo.gl/CPXm5w),即可瞭解更多關於Intel SSD固態硬碟,對於資料中心、專業領域與消費性產品,有何不同的規劃與應用。

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↑ Oracle Times Ten In-Memory資料庫中心,若採用一般HDD讀取要30分鐘、SATA SSD 4分鐘,而NVMe SSD只需要小於1分鐘的時間。

 

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↑ 透過U.2線材,即可連接SSF-8639連接埠,若主機板沒有直接U.2介面,則需要透過Hyper Kit轉卡才能使用。

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↑ Intel SSD 750 HHHL AIC介面卡,只需要確定主機板有提供PCIe 3.0 x4的插槽,即可感受到有著NVMe控制介面與PCIe通道加持下的極致效能體驗。

 

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