Быстродействие SSD M.2 на материнских платах Z370 и X470

Большая часть современных материнских плат имеет в своем составе разъем M.2. В некоторых случаях их бывает 2, встречаются и модели системных плат с 3-мя такими разъемами. Какой из них использовать для установки скоростного накопителя, работающего на шине PCIe? Ресурс techspot.com провел тестирование, целью которого было выяснить, насколько отличается быстродействие SSD M.2 на материнских платах Z370 и X470, учитывая разницу в архитектуре CPU и системной логики. Давайте посмотрим на результаты проверок, в вольном переводе .

Участники тестирования

Для проверки был выбран вышедший недавно, но весьма неплохо уже зарекомендовавший себя накопитель ADATA XPG SX8200 960 ГБ.

Собственно, самой интересной в нем является связка свежего контроллера Silicon Motion SM2262, имеющего 4 ядра ARM Cortex-R5 и 8 каналов обмена с памятью, и 64-слойная TLC NAND Micron. В качестве буфера используются две микросхемы Nanya DDR3.

Материнские платы, используемые в проверке, это Asrock Z370 Taichi, которая имеет «на борту» аж 3 разъема M.2, а также Asrock X470 Taichi с двумя такими разъемами. Важным, в данном случае, является не количество этих самых M.2, а то, как они подключаются – к процессору или чипсету.

Проверки проводились на процессорах Intel Core i7-8700K и AMD Ryzen 7 2700X.

Различия архитектур Intel Z370 AMD и X470

Тут будет не лишним сделать небольшое отступление и вспомнить, как, собственно, эти самые разъемы интегрированы в систему, и какой интерфейс используется для обмена с накопителем. Тут есть различия в подходах обоих производителей. Начнем с Intel.

Если не брать в расчет самый младший чипсет H310, в остальных вариантах для подключения разъемов M.2 используется шина PCI-Express версии 3.0 (у H310 это версия 2.0). При этом все накопители подключаются именно к чипсету. Давайте посмотрим на блок-схему Z370.

Что мы видим? Четкое разграничение обязанностей. Процессор занимается обменом с памятью, видеокартами и заведует подключением дисплеев. Накопители, интерфейсные порты и прочее – это все обязанности чипсета. При этом связь между CPU и чипсетом обеспечивает шина DMI 3.0, использующая 4 линии, которая, по сути, является той же PCI-Express 3.0. Она обеспечивает скорость обмена до 3.93 ГБ/с.

Потенциально эта шина может стать узким местом в случае использования нескольких высокоскоростных накопителей, которым пропускной способности DMI может не хватить. С другой стороны, все SSD M.2 подключаются по шине PCIe 3.0.

Совсем другая ситуация с AMD.

Здесь именно процессор много на себя берет, занимаясь не только обслуживанием видеокарт и памяти, но и выделяет 4 линии, подключенные непосредственно к процессору, для накопителя. В теории это позволяет использовать все возможности накопителя и шины, минимизировав задержки и исключив промежуточные узлы.

Если с одним накопителем все обстоит хорошо, то остальным приходится жертвовать производительностью, т. к. второй (третий и т. д.) M.2 подключается уже к чипсету, а он использует шину PCI-Express предыдущей, 2-й версии с максимальной пропускной способностью 5 ГБ/с. Да и линий этих меньше, чем у конкурента - всего 8 против 24 у Intel. Для связи CPU-чипсет используются те же 4 линии шины PCI-Express.

В итоге имеем ситуацию, когда накопитель не сможет работать на полной мощности. Правда, при условии, что данный конкретный SSD действительно имеет скоростные характеристики, которые упрутся в быстродействие PCIe.

Тестирование

AS SSD Benchmark

Первая проверка – последовательное чтение без сжатия данных.

Максимальная скорость чтения не достигает 2.7 ГБ/с при использовании чипсета Интел и при прямом подключении в процессору AMD, причем значения почти не отличаются друг от друга. Использование подключения к чипсету X470 снижает скорость чтения вдвое.

Запись соответствует тому, с какой скоростью работает данный накопитель. При этом снижение скорости записи при использовании чипсета AMD не столь драматично, как это было с операцией чтения.

Запись блоками по 4К.

На чтении способ подключения почти никак не сказался. Небольшим уменьшением скорости при подключении к X470 вполне можно пренебречь. Разница в скорости записи в данном варианте более заметна, но особой проблемы в этом нет.

Время доступа.

Можно заметить, что при прямой связи процессора с накопителем время доступа самое маленькое. Правда, это справедливо только для операций чтения, при записи никаких преимуществ тут нет.

Копирование ISO файла.

Подключение SSD непосредственно к процессору AMD – лучший вариант, показывающий самую высокую скорость, правда, всего лишь чуть превышающую таковую при работе с Intel. Накопитель, подключенный через чипсет AMD, работает примерно на четверть медленнее.

Копирование файлов, характерных для программного пакета.

Немного быстрее оказывается интеловский чипсет. Подключение непосредственно к CPU Ryzen уступает совсем немного. Чипсет X470 «съедает» примерно 10% быстродействия.

Копирование файлов игр.

Самая высокая скорость – при использовании Z370. Проигрыш в случае прямого подключения к CPU AMD Ryzen составил менее 9%, а если использовать чипсет AMD, то скорость падает на 13% по сравнению с Интел.

ATTO Disk Benchmark

Сначала последовательное чтение.

Этот тест использует сжимаемые данные, потому и скорость чтения выше. Значения превышают 3 ГБ/с, в то время как с несжатыми данными скорость не достигла и 2.7 ГБ/с.

При работе с большими, более 128 КБ файлами, принципиальной разницы между подключениями накопителя M.2 непосредственно к процессору AMD или чипсету Intel нет. При использовании X470 скорость существенно снижается, фактически, в 2 раза.

При переходе к размеру файла 64 КБ и меньше AMD начинает отставать от Z370, примерно на 20%.

Теперь последовательная запись.

Подключенный непосредственно к процессору AMD накопитель если и уступает чипсету Intel Z370, то совсем «копейки» почти при любых размерах файлов. Чипсет X470 проигрывает порядка 15% лидеру.

Заключение. Быстродействие SSD M.2 на материнских платах Z370 и X470, как получить максимум

Все сказанное ниже будет относиться к процессорам AMD, ибо Intel почти не оставляет выбора в том, куда воткнуть имеющийся SSD форм-фактора M.2. Все имеющиеся на материнской плате разъемы подключены к чипсету, и все, что нужно учитывать, так это наличие поддержки того или иного интерфейса в каждом конкретном разъеме.

Единственная доступная альтернатива – использование переходной платы, устанавливаемой в свободный PCI-E слот. Впрочем, сегодня речь не об этом.

С AMD ситуация несколько иная. Установка высокоскоростного накопителя в M.2, подключенный к чипсету, приведет к падению скорости чтения вплоть до 50%. Надо сказать, что это справедливо для ситуаций с операциями последовательного чтения.

В обычной ситуации повседневной работы изменение быстродействия не будет столь драматичным и бросающимся в глаза. За исключением случаев, когда из твердотельного накопителя действительно выжимаются все «соки».

И все же, раскошелившись на действительно быстродействующий, а, значит, недешевый SSD, было бы обидно не использовать все его возможности, тем более, если накопитель берется для выполнения работы, требующей высоких скоростей чтения/записи.  И не забудьте, что скоростной SSD желательно охлаждать.

Поэтому, чтобы все работало как надо, следует свериться с описанием на свою материнскую плату и устанавливать SSD в правильный слот. Тот, который общается с CPU без посредников. Как правило, если присутствуют несколько M.2 слотов, то это тот, который расположен ближе всего к процессору.

И все же, не поленитесь заглянуть в мануал.