不過,由於目前市場上M.2介面的固態硬碟分別有SATA、PCIe兩種傳輸規格,而這兩種產品又有著相同的Type 2242 / 2260 / 2280外觀尺寸,但是它們卻在存取效能上有著極大的差異。
採用SATA規格的M.2介面固態硬碟,實際上只是把固態硬碟從2.5”轉換成最大22 x 80 mm的M.2外觀,除了體積大幅縮減外,主控制器、存取性能和原本2.5” SATA規格固態硬碟並沒有分別,理論傳輸頻寬最高仍為6 Gbps。
反觀採用Intel主導的NVMe(NVM Express)傳輸介面,改走PCIe匯流排的M.2介面固態硬碟,則是透過嫁接到PCIe匯流排的方式,讓固態硬碟不受SATA規格的制約來大幅提高傳輸頻寬,而以目前最高的PCIe 3.0 x 4規格來說,理論傳輸頻寬最高為32 Gbps,遠遠超出SATA規格的5倍之多。
除了存取效能上的差異外,M.2介面固態硬碟的PIN接腳,也有B Key、M Key兩種不同的樣式,並且以PIN接腳缺口位置來對應、區別SATA、PCIe(NVMe)傳輸規格的產品。
▲M.2介面固態硬碟有B Key、M Key兩種不同規格的PIN接腳,用來對應、區別SATA、PCIe(NVMe)傳輸規格的產品。
以PCIe(NVMe)傳輸規格的M.2介面固態硬碟所採用的M Key來說,其PIN接腳缺口是位於第59 ~ 66號腳位,短邊的PIN接腳數為5 PIN;至於對應SATA傳輸規格的M.2介面固態硬碟的B Key,其PIN接腳缺口則是位於第12 ~ 19號腳位,短邊的PIN接腳數為6 PIN。
但是,在主機板普遍使用只有M Key防呆卡榫M.2插槽的情形下,為了在安裝上達到最大相容性,目前市場上SATA規格M.2介面固態硬碟的PIN接腳都採用B+M Key,也就是PIN接腳上有兩個缺口,而透過這些B Key、M Key的PIN接腳規格,在選購、辨識M.2介面固態硬碟是哪一種傳輸規格也就更加容易。
Z280 M.2 PCIe固態硬碟開箱
在市場上以記憶體模組聞名的宇瞻科技,繼多款2.5” SATA規格固態硬碟後,正式推出首款M.2介面固態硬碟 ─ Z280 M.2 PCIe固態硬碟。
本身重量僅有7g的Z280 M.2 PCIe固態硬碟,依照儲存容量分別有240GB、480GB兩款產品。而跟其它2.5” SATA規格固態硬碟一樣,Z280 M.2 PCIe固態硬碟也是採用群聯電子的整體方案,在主控制器搭載了群聯電子28奈米製程、8通道設計的PS5007-11晶片,該晶片支援NVMe 1.2傳輸標準,並搭配了TOSHIBA的MLC快閃記憶體,光從規格上來看,就讓人對Z280 M.2 PCIe固態硬碟的存取性能有所期待。
▲Z280 M.2 PCIe固態硬碟規格表
▲尺寸僅有22 x 80 mm(Type 2280)的Z280 M.2 PCIe固態硬碟,在輕巧裸裝的外觀下,可以一覽無遺的看到其所搭載的主控制器、緩衝記憶體,以及MLC快閃記憶體。
▲符合最新NVMe 1.2傳輸介面規範、支援PCIe 3.0 x 4規格的Z280 M.2 PCIe固態硬碟,其PIN接腳為M Key規格。
▲Z280 M.2 PCIe固態硬碟的主控制器採用了群聯電子28奈米製程、8通道設計的PS5007-11晶片,該晶片支援NVMe 1.2傳輸標準,並內建有完整的資料通道保護線路(end-to-end data path protection)包含智能異常除錯機制(SmartECC)來確保資料在高速傳輸下的完整性。
▲緩衝記憶體採用南亞科技型號為NT5CC128M16IP-DI、容量為256MB的DDR3L-1600記憶體顆粒。
▲用來存放資料的快閃記憶體,則是採用TOSHIBA型號為TA79G5NAUR、15奈米製程、單顆容量為64GB的MLC快閃記憶體。Z280 M.2 PCIe固態硬碟在正反兩面一共搭載了4顆MLC快閃記憶體,扣除16GB用來作為OP(Over Provision)預留空間來提升讀寫效能、使用壽命,所以,Z280 M.2 PCIe固態硬碟的實際儲存容量為240GB。
Z280 M.2 PCIe固態硬碟效能實測
接下來,筆者以華擎科技Taichi Z270搭配Intel Core i7 7700K處理器(詳細規格如下表)為測試平台,並使用Anvil's Storage Utilities、AS SSD Benchmark、ATTO Disk Benchmark、CrystalDiskMark、HD Tune Pro,以及TxBENCH一共6套常見的SSD固態硬碟測試工具,來測試Z280 M.2 PCIe固態硬碟的效能表現。
▲測試平台規格表
▲使用CrystalDiskInfo工具檢視Z280 M.2 PCIe固態硬碟的詳細規格。
Z280 M.2 PCIe固態硬碟在ATTO Disk Benchmark測試工具中,循序存取(Neither)模式最高讀取、寫入速率分別為2811.543MB/s、2294.531MB/s,隨機存取(I/O Comparison)模式最高讀取、寫入速率分別為2075.186MB/s、2297.124MB/s,不管是循序存取模式或隨機存取模式,隨著測試資料的增加,Z280 M.2 PCIe固態硬碟的存取性能都能持穩的往上攀升。而在Overlapped I/O模式、佇列深度4的測試環境下,雖然讀取、寫入速率分別從12MB、8MB開始下滑,但是,Z280 M.2 PCIe固態硬碟的存取性能仍能維持在2967.959MB/s、2368.548MB/s。
▲在ATTO Disk Benchmark的循序存取模式中,Z280 M.2 PCIe固態硬碟最高讀取、寫入速率分別為2811.543MB/s、2294.531MB/s。
▲在ATTO Disk Benchmark的隨機存取模式中,Z280 M.2 PCIe固態硬碟最高讀取、寫入速率分別為2075.186MB/s、2297.124MB/s。
▲在ATTO Disk Benchmark Overlapped I/O模式、佇列深度4的測試環境中,Z280 M.2 PCIe固態硬碟最高讀取、寫入速率分別為2968.437MB/s、2380.215MB/s。
Z280 M.2 PCIe固態硬碟在CrystalDiskMark的測試成績可說是TxBENCH和ATTO Disk Benchmark的綜合版本,因為,CrystalDiskMark在標準測試和TxBENCH有著最高讀取、寫入速率都有2700MB/s、1300MB/s的相似成績;而在測試樣本雷同下,CrystalDiskMark在0 Fill測試和ATTO Disk Benchmark在循序存取模式也有著最高讀取、寫入速率都有2800MB/s、2100MB/s的相似成績。
▲使用CrystalDiskMark測試工具,以1 GB大小的檔案進行標準測試後,Z280 M.2 PCIe固態硬碟在循序存取項目中最高讀取、寫入速率分別為2776 MB/s、1394 MB/s;在4K測試項目中最高讀取、寫入速率分別為40.54 MB/s、136.2 MB/s。
▲使用CrystalDiskMark測試工具,以1 GB大小的檔案進行0 Fill測試後,Z280 M.2 PCIe固態硬碟在循序存取項目中最高讀取、寫入速率分別為2863 MB/s、2101 MB/s;在4K測試項目中最高讀取、寫入速率分別為168.6 MB/s、141.1MB/s。
▲在TxBENCH測試工具的Basic Benchmark測試大項中,Z280 M.2 PCIe固態硬碟在循序存取項目中最高讀取、寫入速率分別為2774.106 MB/s、1364.680MB/s;在4K QD1測試項目中最高讀取、寫入速率分別為37.201 MB/s、137.122MB/s。
有相似效能成績的還有Anvil's Storage Utilities、AS SSD Benchmark,在循序存取測試中,這2個測試工具最高讀取、寫入速率都有近2000MB/s、400MB/s的相似成績。
▲使用Anvil's Storage Utilities測試工具,以1 GB大小的檔案進行Compression 100%(資料壓縮率100%)讀寫測試後,Z280 M.2 PCIe固態硬碟的讀取速度為1771.63MB/s、寫入速度為439.86MB/s,整體的讀寫效能成績則為4584.22。
▲在AS SSD Benchmark 測試工具中,同樣以1 GB大小的檔案進行讀寫測試後,可以看到它的讀取速度為2001.66 MB/s、寫入速度為478.52MB/s,整體的讀寫效能成績則為1045。
最後,在HD Tune Pro的效能測試中,Z280 M.2 PCIe固態硬碟最高讀取、寫入速率分別有1771.5MB/s、1149.4MB/s,不過,從連續寫入圖表的結果,可以看到在整個寫入測試過程中,寫入效能是一直在733.9 ~ 1149.4MB/s區間上下擺盪,使得寫入速度的平均值為783.9MB/s,而這也是有別於其它測試工具,比較貼近Z280 M.2 PCIe固態硬碟官方規格的測試數據。
▲在HD Tune Pro測試工具的連續讀取測試中,Z280 M.2 PCIe固態硬碟從409.3MB/s瞬間加速到1150MB/s以上後,就在該區間持續平順的發揮讀取效能。
▲在HD Tune Pro測試工具的連續寫入測試中,雖然在733.9 ~ 1149.4MB/s區間上下擺盪,但是,平均後也能有比較貼近Z280 M.2 PCIe固態硬碟官方規格的寫入速度。
優異的存取性能來自廠商的調校優化能力
自2011年3月Intel正式發佈NVMe 1.0技術規範,再加上9 / 100 / 200系列晶片組主機板,以及Windows 8.1 / Windows Server 2012 R2後的作業系統均已支援NVMe傳輸介面的固態硬碟;加上目前PCIe(NVMe)固態硬碟的主控制器主要來自Intel、Samsung、Marvell、群聯電子(Phison),以及慧榮科技(SMI),其中擅以整體方案推出價廉物美的3C產品的台系廠商就佔了2家的情形下,2016年Q2起可說是PCIe(NVMe)固態硬碟的普及元年。
而在市場上紛紛出現許多採用相同方案的PCIe(NVMe)固態硬碟下,想要在同質性競爭中勝出,廠商自身的調校優化能力絕對是關鍵,從前面的測試結果來看Z280 M.2 PCIe固態硬碟,頗為適合應用在讀取多於寫入的場合,像是作業系統的系統碟、大型應用軟體或是遊戲地圖資料…等,再以撰稿當下Z280 M.2 PCIe固態硬碟在PChome網站上的售價,遠比其它相同規格非台系廠商的產品來得價廉許多,對想要採用M.2介面PCIe(NVMe)固態硬碟來取代SATA介面固態硬碟的玩家來說,宇瞻科技Z280 M.2 PCIe固態硬碟可說是目前性價比相當划算的選擇!
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