登录注册.
高级搜索  

作者 主题: 95--微星170主板M.2接口解释 <2015-11-9>  (阅读 2064 次)

0 会员 以及 1 访客 正在阅读本主题.

gogochen

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • 帖子: 590
95--微星170主板M.2接口解释 <2015-11-9>
« 于: 十一月 09, 2015, 10:16:35 上午 »

微星170主板M.2接口解释

dongfang-M 发表于 2015-11-9

一、Z170主板频现M.2接口

M.2接口第一次出现在微星主板上是Z97 GAMING 7,当时是PCIE 2.0 x2的。第二次是微星的X99主板,升级为PCIE 3.0 x4的。

这次Z170系列主板都有M.2接口,都是PCIE 3.0x4的。有的主板是1个M.2,有的是2个M.2。


为什么Z170主板普遍提供PCIE 3.0x4的接口?它意味这什么?如何使用?
首先是英特尔的100系列芯片组, Z170芯片组提供20条PCIE 3.0x1通道。


这是20条PCIE 3.0x1高速通道,有12条可以用于PCIE 3.0x4的M.2接口。
注意看下面的PCIE 3.0通道分配图,右下角标明可分配给3个PCIE 3.0x4的存储设备。


微星高中端Z170主板采用2个M.2接口设计。


低端主板也配有一个M.2接口。

PCIE 3.0x4的M.2提供的带宽是8Gb/s x 4 = 32Gb/s。

二、所有M.2接口的SSD通吃

M.2接口的SSD,数据传输接口(通道)有SATA和PCIE 两类。
PCIE通道的M.2 SSD还有AHCI和NVMe两类。

微星高端Z170主板(2个M.2)的M.2接口既支持SATA和PCIE传输接口的M.2,又支持AHCI和NVMe控制器的M.2。

在主板手册里,特别列出了M.2和e-SATA、SATA的组合搭配图解。


三、搭配NVMe SSD构成当前读写盘最快的电脑

NVMe是Non-Volatile Memory Express的缩写,中文直译就是非易失存储器,是一种超越AHCI控制模式的适合PCIE 接口的SSD控制模式。

采用NVMe控制模式的SSD有三大优势:
第一是读写时间更快,因为通过PCIE 通道直接连接CPU,取消了中间一层控制器,降低了读写延时。
第二是提高了IOPS(每秒读写次数),NVMe的读写队列深度是AHCI的64000倍,每一队列有64K命令。
第三是功耗低,NVMe采用了独立的功耗管理,可以在空闲时进入低功耗状态。

下图是微星Z170 GAMING M7主板配NVMe SM951和X99主板配AHCI SM951的成绩对比。


最突出的是写盘速度,顺序写是AHCI的1.7倍,4K随机写是AHCI的4.8倍。

360开机助手提示5秒开机。


四、双M.2的主板支持M.2的RAID

插2个M.2 SSD盘,可以组建RAID。

第一步先开启Windows 8.1/10 WHQL Support。


第二步SATA Mode设置为RAID。


第三步组建RAID。


五、Z170主板配NVMe SSD的注意事项

1、AHCI和NVMe的区别

SSD条上标识的型号不同,AHCI的是MZHPV,NVMe的是MZVPV。新出的NVMe条子上面还有NVMe标识。


2、要向商家索要三星的NVMe驱动

Win10自带NVMe的驱动,用AS SSD1.8版测试出现成绩低,4K测试奇慢。需要手动加载三星的NVMe驱动。左图是win10自带的驱动“标准NVM Express控制器”,右图是三星的驱动“Samsung NVMe Controller”。


两种驱动,AS SSD测试结果不一样。2000MB/s的读盘速度,1000MB/s的写盘速度,是不是很恐怖?


附件:NVMe的三大优势

NVMe是Non-Volatile Memory Express的缩写,中文直译就是非易失存储器。NVMe标准早在2011年就发布,当时是专门针对NVND闪存和下一代存储设备所提出的规范。它基于闪存的特点而研发,其目的是尽可能缩小存储系统和内存带宽之间的差距。企业级SSD已经有很多产品采用NVMe规范,消费级产品普及要慢一些,目前最新标准是NVMe 1.2。

1、更低的延时

影响存储设备延时的因素有存储介质本身、控制器以及软件接口标准等三大因素。


由上图可以看出来机械硬盘存储介质本身的延时最长,而且无法克服。SSD固态盘首先是存储介质的延时缩短最显著,控制器接口以及软件的延时改进不大。PCIE 的AHCI没有了接口延时,但软件(AHCI规范)延时还较大。

NVMe的存储介质是PCIE  SSD,PCIE  SSD是PCIE 主控与CPU直接相连(即使接到南桥的PCIE 接口也是与CPU高速连接),这就在物理连接上大幅度降低了延时。
同是PCIE  SSD,AHCI和NVMe的差别是: AHCI每条命令则需要读取4次寄存器,一共会消耗8000次CPU循环,从而造成2.5μs的延迟。NVMe则精简了调用方式,执行命令时不再读取寄存器。

2、IOPS性能提升

NVMe的另一个特色是SSD的IOPS(每秒读写次数)大幅提升。


队列深度是读写存储器的重要参数。理论上,IOPS=队列深度/ IO延迟,故IOPS的性能,与队列深度有较大的关系。市面上性能不错的SATA接口SSD,在队列深度上都可以达到32,然而这也是AHCI所能做到的极限。目前高端的企业级PCIE  SSD,其队列深度可能要达到128,甚至是256才能够发挥出最高的IOPS性能。而NVMe标准下,最大的队列深度可达64000。并且NVMe的队列数量也从AHCI的1,提高了64000。

下面是的数据证明队列深度在128以上才能发挥高性能。


3、低功耗



NVMe加入了自动功耗状态切换和动态能耗管理功能,如上图所示,设备从能耗状态0闲置50ms后可以迅速切换到能耗状态1,在500ms闲置后又会进入能耗更低的状态2。虽然切换能耗状态会产生短暂延迟,但闲置时这两种状态下的功耗可以控制在非常低的水平,因此在能耗管理上,相比起主流的SATA接口SSD拥有较大优势,这一点对增加笔记本电脑等移动设备的续航尤其有帮助。另外,因为原生PCIE 可以与CPU直连,数据传输时没有了中间转接过程所产生的功耗,也会在一定程度上降低能耗。
已记录