早在2019年,AMD銳龍3000系列桌面處理器就為大家帶來了對PCIe 4.0的支援,得益於翻倍的頻寬,SSD領域獲益明顯——讀寫速度大大提高。
隨著PCIe 4.0 SSD的廣泛出現以及NVIDIA RTX 30及AMD的RX 6000系列顯示卡增加對PCI-E 4.0規範的支援,不難想象越來越多的遊戲和硬體都會向著PCIe 4.0規範去設計與最佳化。2021年3月,Intel方面“趕鴨子上架”般緊急釋出了11代酷睿處理器,其主要原因之一也是要新增對PCIe 4.0的支援。
雖然硬體一哥Intel都不再如曾經一般稱PCIe 4.0作用不大,但卻仍有許多玩家在入手SSD時難以抉擇:PCIe 4.0很強大,但PCIe 3.0似乎也不是很差,究竟如何選呢?
本次我們分別使用PCIe 4.0 SSD與PCIe 3.0 SSD在跑分、實際應用以及遊戲方面進行實測,透過測試結果對比,來看看PCIe 4.0 SSD與PCIe 3.0 SSD到底怎麼選,又究竟入手哪個才更加合適。
硬碟外觀對比
本次對比實測採用的是三星980 PRO 1TB PCIe4.0 SSD與WD BLUE SN570 1TB PCIe3.0 SSD,二者在包裝上一黑一白+藍,從包裝開始對比就相當明顯。
在包裝內層的防護方面,三星980PRO要明顯優於WD SN570:“抗打擊”能力更強。
三星980PRO與西數SN 570都是標準的2280版型,可以相容各類臺式主機與膝上型電腦。其中三星980PRO採用ELPIS主控+三星第六代V-NAND 3D TLC快閃記憶體組合,支援128個佇列,每佇列可包含64000個命令,擁有出色的4K隨機讀寫能力。採用1GB三星LPDDR4 DRAM快取,起到降低整體功耗與減少發熱的作用。
WD Blue SN570 SSD採用的是西部資料自研的DRAM-less主控+ SanDisk的3D NAND TLC快閃記憶體組合。二者對比下,全身自家產品的三星980PRO在相容與效率方面必然會更有優勢,三星也是當下少有的集主控、DRAM、NAND設計製造能力於一身的企業。
隨著傳輸速度的越來越高,M.2 SSD在散熱方面越來越被關注。大概是出於相容性考慮,參與對比測試的三星980PRO 1T與西數SN 570 1T都沒有使用額外散熱片。
在增強散熱方面,三星980PRO選擇在主控表面增加鎳塗層與PCB背面採用由多層銅箔堆疊散熱標籤,對比西數SN 570擁有顯著的散熱能力提升,即便在PCIe 4.0的高速過載下,980PRO也可以在沒有散熱片幫助的情況下保持合理溫度,不會過熱限速。
基礎效能測試對比
本次測試的三星980 PRO 1T與西數SN570 1T硬碟已成功執行,首先我們在電腦的計算機管理-儲存-磁碟管理中將硬碟分割槽。為了便於區分,我這邊直接將碟符名更改為對應的硬碟名稱。兩款1TB硬碟的容量一致,都是931.5GB。
ATTO Disk Benchmark(三星980 PRO NVMe PCIe4.0 m.2 SSD 1T):透過右邊的實際資料可以發現,從8MB開始,硬碟寫入速度趨於穩定,在了6.17GB/s以上;從128KB開始,讀取資料速度就很好的保持在了4.52GB/s以上。
ATTO Disk Benchmark(西數SN570 NVMe PCIe3.0 m.2 SSD 1T):透過右邊的實際資料可以發現,從256KB開始,硬碟寫入速度趨於穩定,在了3.16GB/s以上;從64KB開始,讀取資料則很好的保持在了2.77GB/s以上。
HD Tune Pro基準效能讀取測試(三星980 PRO NVMe PCIe4.0 m.2 SSD 1T):其中最小1625.6MB/s,最大1894.5MB/s,平均1797.7MB/s。
HD Tune Pro基準效能讀取測試(西數SN570 NVMe PCIe3.0 m.2 SSD 1T):其中最小819.1MB/s,最大888.1MB/s,平均879.2MB/s。
AS SSD Benchmark固態硬碟效能測試(三星980 PRO NVMe PCIe4.0 m.2 SSD 1T):順序讀取5536.78MB/s,順序寫入3911.25MB/s,4K 64佇列隨機讀取2873.14MB/s,4K 64佇列隨機寫入4000.10MB/s,總分為9734。
AS SSD Benchmark固態硬碟效能測試(西數SN570 NVMe PCIe3.0 m.2 SSD 1T):順序讀取3139.59MB/s,順序寫入2925.58MB/s,4K 64佇列隨機讀取889.76MB/s,4K 64佇列隨機寫入1679.19MB/s,總分為3972。
CrystalDiskMark固態硬碟效能測試(三星980 PRO NVMe PCIe4.0 m.2 SSD 1T):順序讀取6703.99MB/s,順序寫入4935.91MB/s,4k隨機讀取速度為94 MB/s。
CrystalDiskMark固態硬碟效能測試(西數SN570 NVMe PCIe3.0 m.2 SSD 1T):順序讀取3553.6MB/s,順序寫入3094.52MB/s,4k隨機讀取速度為65.04 MB/s。
在連續讀寫速度方面,三星980PRO SSD與西數SN 570相比有著十分巨大優勢,連續讀取速度幾乎翻倍,連續寫入速度也領先接近一半。
在AS SSD Benchmark測試中,兩款固態硬碟的連續讀寫速度相對CDM測試要更接近一些,但是在硬碟總得分方面,三星980PRO為9734,是西數SN570的245%,接近2.5倍的差距,其原因主要就是4K讀取速度與訪問時間差距巨大。
而在日常應用中,網頁快取的寫入與讀取,應用程式、辦公軟體、遊戲等的載入與響應速度都直接受隨機4K讀寫效能影響。甚至可以這麼說,4K讀寫速度的快慢直接決定了系統的操作體驗。
因此選購固態硬碟不光要看他們標識出來的順序讀寫速度,固態硬碟的4K效能也是極為重要的。在本次測試的兩款SSD中,雖然西數SN570的順序讀寫速度已經基本達到PCIe 3.0的極限,但與PCIe4.0的三星980PRO對比,差距還是十分大的。
PCMark10專業版硬碟效能對比
在基準測試之後,我們採用一款十分專業的SSD測試軟體——PCMark10專業版。 與家庭版相比,PCMark 10專業版擁有更多專業的測試,包括應用程式測試、電池壽命測試以及儲存基準測試。這裡我們採用儲存基準測試中的快速系統盤基準測試。
PCMARK10快速系統盤基準測試,三星980 PRO NVMe PCIe4.0 m.2 SSD 1T的得分為3345分,頻寬為405.69MB/s,平均存取時間為38μs。
PCMARK10快速系統盤基準測試,西數SN570 NVMe PCIe3.0 m.2 SSD 1T的得分為2277分,頻寬為281.87MB/s,平均存取時間為57μs。
#PCIe4.0/PCIe3.0硬碟PCMARK10快速系統盤基準測試成績對比
在PCMark10快速系統盤基準測試中,測試結果主要是頻寬、平均存取時間以及得分三個引數。透過對比不難看出,三星980PRO PCIe4.0 SSD擁有更高的頻寬,更低的存取時間,以及更高的測試得分。其中3345的測試得分要比西數SN570 2277的測試得分要高47%,差距明顯。
辦公效能對比測試
在上文中一系列的基準測試中,與西數SN 570 PCIe3.0 SSD相比,三星980PRO PCIe4.0 SSD優勢巨大。那麼在實際應用中,他們的效能差距又有多少呢?
首先說一下辦公效能測試的測試專案與測試方法。在辦公測試中,我們選擇適用性較高的Adobe Photoshop CC(下面簡稱PS)與Adobe Premiere PRO CC(下面簡稱PR),透過分別對比三星980PRO PCIe4.0 SSD與西數SN 570 PCIe3.0 SSD在兩個軟體中的安裝耗時與啟動耗時,看看他們在實際應用中的差距。
#兩塊SSD安裝PS軟體所用時間對比
#兩塊SSD啟動PS軟體所用時間對比
#兩塊SSD安裝PR軟體所用時間對比
#兩塊SSD啟動PR軟體所用時間對比
在實際應用測試中,三星980PRO PCIe4.0 SSD仍然是全方面優勢,領先幅度大約為15%。
遊戲效能測試對比與總結
測試遊戲我們選擇的是《永劫無間》,為保證測試準確性,我們首先將2塊硬碟依次格式化,並分別考入《永劫無間》遊戲。
本次遊戲方面的測試分為2個方面:載入遊戲速度測試與不同效能硬碟對遊戲幀數影響測試。需要提及的是,為了保證測試場景一致,這裡我們選用自由模式進行測試。
#兩塊硬碟《永劫無間》自由模式場景下游戲效能對比
#兩塊硬碟《永劫無間》自由模式場景遊戲載入時間對比,其中三星980PRO用時10秒03,西數SN 570用時10秒29。
有的朋友可能會說,效能測試與載入時間結果的差距似乎並不大,這裡我不得不再次強調,為了保證測試場景一致,我們測試使用的是自由模式(練習場),而PCIe 4.0與PCIe 3.0的差別主要體現在對載入速度要求較高的場景。
為求證,這裡我特意用兩塊SSD分別開了一局《永劫無間》與《絕地求生》,實測在平時對載入速度要求較低的場景時,三星980PRO具有小優勢,而當遇到例如《絕地求生》開局百人同時進場等對載入速度需求較高的場景時,PCIe4.0的三星980PRO優勢瞬間明顯,別人還在等待,我卻已經可以跑動了。除了開局之外,在大型團戰例如決賽圈多個隊伍同時亂戰各種道具齊飛時,三星980PRO也能帶來更好的遊戲體驗。
結語
相信看到這裡,對於PCIe3.0與PCIe4.0之間的差距,大家心裡已經有數了,但在實際選擇時可能還是會犯難,究竟如何選呢?
就個人觀點來說,除非預算實在有限,否則推薦優先選擇PCIe4.0 SSD。原因如下:
1、 PCIe 4.0 SSD下7000 MB/s的極限順序讀取速度是PCIe 3.0 SSD下3500 MB/s順序讀取速度的兩倍,在進行大檔案複製等工作時表現更加出色,體驗更好。
2、 以三星980 PRO為例,PCIe 4.0 SSD在4K讀寫速度方面優勢巨大,強大的4K效能在日常應用、辦公、遊戲等的載入時間與響應速度方面優勢明顯,可以獲得更好的系統操作體驗。
3、 已經公佈的微軟DirectStorage技術與NVIDIA的RTX IO技術,GPU將繞過CPU,直接與固態硬碟進行資料交換。一旦這兩項技術正式應用,固態硬碟在日常應用與遊戲中的作用將變得更加重要。除此之外,在PCIe 4.0越來越普及的當下,必然還會有越來越多的遊戲和硬體都向著PCIe 4.0規範去設計與最佳化,無論近觀還是遠眺,優勢都是顯而易見的。
有的朋友可能會說,PCIe 5.0都已經發布了,要不要選PCIe 3.0 SSD過度等一波?去年11月,Intel 12代酷睿處理器帶來了對PCIe 5.0的支援,雖然在剛剛過去的CES 2022中,AMD也正式宣佈支援PCIe 5.0的銳龍7000系列將於今年下半年釋出,但是PCIe 5.0現在也還只是釋出初期,從釋出到成熟普及需要的時間是以年為單位的。反觀PCIe 4.0 SSD,當下正是趨於成熟的時間節點。另外,以三星980PRO這款PCIe 4.0 SSD為例,擁有5年質保的它,在讓使用者早買早享受的同時,使用起來也毫無後顧之憂,可以毫無壓力的支撐到PCIe 5.0 SSD的成熟與普及。
不過話說回來,雖然無論從效能、實際應用、使用體驗方面都是PCIe 4.0 SSD更具優勢,但是PCIe 4.0 SSD的售價也是要高於PCIe 3.0 SSD的,如果預算實在有限,也是可以選擇PCIe 3.0 SSD的,畢竟適合自己的,才是最好的。