PCIe 5.0来了，但真正实用的还是英睿达P3这种

2023年,SSD价格依然一路向下,市场俨然已经变成了买方市场,预算内可选的SSD一下子多了起来。

摆在广大用户面前的问题只有一个,如何挑选既不浪费,又不拉胯,性能价格恰如其分的SSD呢?

SATA固然是一个稳妥的选择,M.2形态的NVMeSSD以其高性能、低功耗、尺寸小巧的优势,日益成为了当前消费级PC的硬盘的首选。

每款优秀的NVMeSSD都应是性能、功耗、功能、成本、可靠性、稳定性等多种因素的平衡。

当我们拿到一款SSD,也应该从这几个维度评估是否符合自己的需求。

英睿达的P3 M.2 2280是主流消费级NVMeSSD中的代表,今天就结合综合的评测数据解读这款2T版的P3M.2 2280。

外包装盒上展示了P3的主要信息,包括英睿达的公司logo,P3名称,同时包装上注明了这是1款2TB、PCIe 3.0的NVMeM.2 SSD。

P3的最高读带宽3500MB/s。SSD本体放在一个塑料壳中,此外还有一个用于固定的螺丝和一个说明书。

SSD正反面各有一个标签,正面的标签更多是一个产品标识,而反面则是盘的PN、SN、固件版本、认证信息、电压电流等基本信息。

同时,我们拿到的这片P3 上显示是ASSEMBLEDIN MEXICO,也就是在墨西哥组装生产的。

基本配置信息

从基本信息上看,P3 支持NVMe 1.4及PCIe 3.0协议,支持6w、3w、1.5w及0.0250W和0.0030W共5档最高功耗,这使得用户可以按照自身的需求控制P3功耗。

此外,P3支持512Byte和4096Bytes两种Lbaformat格式,针对不同的系统和软件,正确的选用合适的LBAformat有助于提升性能。

性能与功耗

性能和功耗是NVMeSSD最主要的两个维度,而性能则可以细分为顺序读写、随机读写两类负载,加上大压力大小、读写混合比等不同的指标,又可以进一步划分不同的评估指标,而功耗则可以分为idle功耗及带负载的功耗。

测试平台

CPU:AMD Ryzen 5 3600 6-Core Processor

Memory :16GB

Os: Windows 10

测试工具 : Crytal Diskmark

性能测试结果如下:

在上述测试过程中,我们读取了不同的负载下的性能和功耗。如下图:

P3在idle状态下,功耗只有470mW,这意味着当用户不使用时,大量的SSD的资源被关闭,P3仅需极少电量就可以维持一个基本的运行状态,在用户使用时可以快速切换至运行状态。

这样的低功耗模式广泛应用于消费级的各类产品中。

可以看到1mblocksize下,盘确实可以达到标称的3.5GB/s,这是个很大的iosize,降低blocksize到128k之后的读带宽会下降。

事实上P3的identifycontroller数据结构中显示mdts为6,依照nvme协议,mdts显示了一个盘最大处理的单个io的buffer size,超过256k的io将被系统分为多个io下发。

这里我们将io的blocksize设置为256k,可以看到和1mblocksize类似的结果。为了对盘的性能做进一步评估,我们搭建了一个linux环境,并使用fio对盘做预处理操作,并尽可能让P3进到顺序稳态和随机稳态里,进而评估其带宽和IOPS、延时。

测试平台2

CPU:AMD Ryzen 5 3600 6-Core Processor

Memory :16GB  

Os: Centos8.4 (kernel 4.18.0-305)

测试工具:FIO 3.25

顺序负载的测试

预处理为顺序写0~100GiB,之后的测试参数也均在这个lba范围里测试)。

顺序读写带宽测试(每项测试为1分钟预热,5分钟测试)结果:

QD1x64和QD1x32 可以理解为负载压力大小,可以看出,在稳态下,P3的读可以达到2.6GB/s,写在小压力下表现会优于大压力下的性能,对于个人PC而言,小压力表现更可以评估其使用体验,因为大的压力需要应用、CPU、内存等整个系统级别的高效协作。

在上述测试之后,接着做了顺序延时实验,结果如下:

随机读写测试

预处理为大压力全盘4k随机写20分钟,由于盘之前已经使用顺序负载填满了数据,所以随机预处理并不需要全盘写满。

4k随机读写峰值IOPS:

管理工具

英睿达拥有一款SSD管理工具,可以方便的安装在Windows系统中对P3进行监控和管理。

从上图可以看到这片P3的温度为30度,有1个namespace。从右侧还可以看到一些命令可以做进一步的管理和debug操作。

总结:

虽然新一代的处理器已经开始支持PCIe 5.0,但是从性价比的角度,PCIe 3.0的P3仍然是个不错的选择。

首先从M.2规范角度看,其功耗和散热都有其局限性,所以,PCIe 5.0并不会为M.2的SSD带来性能的质的提升,反而会消耗宝贵的PCIe 5.0的插槽或者PCIe lane资源。

另一方面,整个PC系统像是一个木桶,要发挥SSD的性能,就需要CPU、内存、系统、应用都做相应的优化,反而低负载下SSD的性能和延时表现更容易影响用户的体验。

而P3的超3GB/s的读写带宽和数万随机读写IOPS等基础性能指标已经做的非常好了,在顺序读写和随机读写延时上都处于微秒级别。从吞吐带宽到响应性能表现,均有不错表现。

另一方面,P3的idle功耗和各类负载下的功耗均表现良好,且有多档功耗供用户选择,可以说是在多种因素上取得了较好的平衡。( 文章来源: 存储在线 )