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南桥M.2、原生PCI-E接口对比测试:直的好还是弯的好?

2015/12/25 18:08:01来源:超能网作者:bolvar责编:阿华评论:

在Skylake这一代处理器上,Intel在PCH南桥上忽然奢侈起来了,CPU与PCH之间的通道从DMI 2.0提升到了DMI 3.0,总带宽从PCI-E 2.0 x4提升到了PCI-E 3.0,南桥的PCI-E通道也从8条PCI-E 2.0提升到了20条PCI-E 3.0,简直是良心,这般奢侈也解放了主板厂商,中高端主板中M.2接口成为标配,而且几乎都是32Gbps速度的高速M.2接口。

南桥的高速M.2接口在性能上跟PCI-E 3.0 x4原生通道有差异吗?

在之前测过的100系主板中,别说Z170了,很多B150主板也配备了M.2接口,部分甚至Z170高端主板甚至直接配备2条M.2接口,而且都是32Gbps带宽的。那么有个小问题不知道有多少人注意到了没有——南桥PCH出来的M.2在性能跟传统PCI-E 3.0 x4接口会不会有差异?

直觉上大部分人还是能得出答案的,因为不论是32Gbps的M.2接口还是PCI-E 3.0 x4通道,他们的理论带宽都是4GB/s,而目前SSD性能最强的也不过2GB/s左右,还没有能超过4GB/s的,所以就算走不同的通道,二者性能也不会有明显差距。

▲Z170芯片组示意图

这个回答很正确,不过我们还要考虑到一点——显卡插槽的PCI-E通道是CPU原生的,而PCH的PCI-E通道还要经过DMI总线,距离比前者远,理论上延迟更高,而延迟高了的话,即便连续读写速度影响不大,但随机性能多少会受影响的,毕竟SSD硬盘的延迟时间现在只有几十微秒

现在要确定的是这个延迟影响有多大,为此我们做了个小测试来分析SSD硬盘走PCH与PCI-E原生通道在性能上有多大差距。

▲SM951硬盘是目前为性能最强的M.2硬盘之一

我们测试用的是三星SM951 256GB硬盘,950 Pro未解禁之前它是目前性能最强的M.2接口硬盘之一(本文完成时950 Pro还没解禁),读取速度可上2GB/s,写入速度1.2GB/s。我们在华硕Maximus VIII Hero主板上分别在南桥M.2及PCI-E插槽上做了测试,系统为Windows10 x64位,安装了SM951的NVMe驱动。

测试用的软件是CDM及AS SSD,考虑到差距不会很大,所以每个项目都测试5次,去掉其中结果最好及最差的,然后取平均值做为最终结果,详细结果如下:

▲南桥M.2接口与PCI-E 3.0 x4接口的

测试的结果确实不意外,M.2走南桥PCI与走原生PCI-E通道在性能上并没有明显区别,特别是连续读取速度上,不过我们还是能发现一点端倪的,那就是在写入以及随机性能上,原生PCI-E通道是有一点点优势的,虽然差距普遍在1-4%之内,但是对追求完美的用户来说,PCI-E插槽上用高性能SSD硬盘显然更好一点

最后还有个小实验给测试增加点难度,那就是在跑SSD性能测试时再加入一个USB 3.1外置硬盘的读写测试,结果如下:

▲PCH南桥M.2及USB 3.1接口同时测试

▲PCI-E原生及USB 3.1接口同时测试

同时跑两个测试的话,USB 3.1+M.2占据的带宽也没有超过4GB/s,所以情况跟前面的测试差不多,除了在4K随机读取上有一点点差异之外,南桥PCI-E通道与原生PCI-E性能也是基本一致的。

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关键词:M.2PCIESkylake主板

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