какие материнские платы поддерживают nvme

реклама

Маркетинговая теория: NVMe – шаг к светлому будущему

Для связи устройств в системе нужен не только физический интерфейс, но и логический (программный). С середины двухтысячных для накопителей служила связка из физического SATA и логического AHCI, и если SATA поступательно развивался, пройдя через первую, вторую и третью ревизию с заметным ростом пропускной способности, то AHCI – с точки зрения производительности оставался практически неизменным. На данный момент AHCI (Advanced Host Controller Interface) уже 12 лет и он является преобладающим в отрасли.

Plextor M6e, Samsung XP941, Kingston HyperX Predator, Plextor M6e Black Edition – всеми этими первыми PCIe SSD в форм-факторе M.2 (ранее известном как NGFF) использовался протокол AHCI. Но он – лишь дань совместимости со старыми системами и в полной мере раскрыть потенциал таких SSD просто не в состоянии. Но это значит, что нет альтернативы, она есть – еще в 2011 году был представлен протокол NVM Express (он же NVMe, он же NVMHCI – Non-Volatile Memory Host Controller Interface).

Уже из расшифровки аббревиатуры видно, что этот протокол предназначен именно для твердотельных накопителей на энергонезависимой памяти и разрабатывался исходя из их особенностей. При его создании разработчиками делался упор на сокращение «накладных расходов» при передаче данных, уменьшение задержек и улучшение работы с многопоточными нагрузками. Корпоративным потребителям понравятся развитые системы обнаружения ошибок, управления и самошифрования.

реклама

Иначе говоря, перед нами высококлассное решение, а, зная цели и задачи обычных потребительских ПК, а также характер возникающих в них нагрузок, мы можем понять, что NVMe обладает огромным запасом возможностей, которые на сегодняшний день больше интересны корпоративному классу для эксплуатации в серверах, нежели обычным потребителям.

Но что есть, то есть: протокол NVMe в последние несколько лет активно продвигается маркетологами на потребительский рынок. Одна проблема: хоть с момента дебюта NVMe прошло уже немало времени, инфраструктуры под этот протокол не так уж и много.

Суровая действительность: NVMe – много головной боли

Даже сегодня абсолютно совместимым с протоколом NVMe является только совсем небольшой процент домашних ПК. Все остальное – от тех или иных ограничений до полной несовместимости. Причем речь идет не о каких-то совсем старых «печатных машинках» на базе, например, Intel Celeron Socket 478, мы говорим о вполне современных системах.

Наиболее сложно обстоят дела у AMD. Даже материнские платы под актуальные Socket FM2+ и Socket AM3+ отнюдь не всегда могут в совершенстве работать с NVMe SSD. Фактически полноценная поддержка реализована только для тех немногочисленных материнских плат нового поколения, где посадочное место M.2 есть изначально (вроде ASRock Fatal1ty 990FX Killer, ASRock A88M-G/3.1, ASUS 970 PRO Gaming/Aura (обзор которой сейчас готовится) или Gigabyte GA-990FX-Gaming). Впрочем, наличие M.2 не является обязательным внешним атрибутом: загрузка с NVMe SSD возможна на материнской плате MSI AMD 990FXA Gaming, на которой посадочное место M.2 отсутствует.

С платформой Intel немного проще, хотя и на ней хаоса предостаточно: протокол NVMe поддерживается почти всеми материнскими платами LGA1151 и LGA2011v3, значительным числом материнских плат на наборах системной логики Intel Z97/H97 и некоторым количеством – на Intel Z87. С более старыми платами на Intel X79, Intel Z77 и т.д. всё ещё сложнее и запутаннее. Но даже с новыми моделями материнских плат все равно надо быть осторожным. Например, материнская плата EVGA X99 Micro (не путать с EVGA X99 Micro2), по отзывам, с NVMe SSD загружаться не умеет.

Небольшая ремарка. Samsung SM951 в версии с протоколом AHCI отнюдь не является универсальным и полностью совместимым с всеми материнскими платами со слотами PCI-Express, в которые можно установить переходник M.2>PCIe. Тут возникает еще один фактор: в микрокоде контроллера Samsung SM951 (обеих версий) отсутствует модуль OpROM (как и у его предшественника Samsung XP941), поэтому материнская плата должна уметь грузиться с PCIe SSD самостоятельно. OpROM есть у Samsung 950 Pro, а также (по крайней мере, присутствовал на момент тестирования) в более старых Plextor M6e, Plextor M6e Black Edition и Kingston HyperX Predator. Относительно Plextor M8e, Patriot Hellfire, ADATA XPG SX8000 и ряда других SSD информации у меня пока нет. А проблему поддержки именно NVMe в ряде систем все-таки можно решить нестандартным способом. Для этого материнская плата должна отвечать трём условиям: должна иметь UEFI BIOS (напомню, что некоторые материнские платы Gigabyte на базе Intel P67/Z68 были выпущены сначала с AWARD BIOS, а потом получили обновление на UEFI BIOS), уметь загружаться с SSD без OpROM (если выбранная модель SSD его лишена), а владелец оной материнской платы должен обладать, выражаясь простонародным языком, «правильными версиями brain.dll и hands.dll». Точнее, суметь по общедоступной инструкции пересобрать BIOS, добавив необходимый модуль NVMe, и затем записать полученный микрокод во флеш-память материнской платы. Таким образом можно «привить» поддержку NVMe даже Intel P67.

В том случае, если материнская плата не умеет загружаться с NVMe SSD и не опознает таковые, а желания или возможности вмешиваться в микрокод BIOS нет, то остается вариант использования NVMe PCIe SSD только в качестве дополнительного накопителя. Для этого в операционной системе необходимо иметь соответствующий драйвер.

Но с программной частью у пользователя также будет немало проблем. Для операционных систем Linux первый драйвер был включен в состав ядра 3.3 (январь 2012 года), но он обладал некоторыми недостатками, а более продвинутая и производительная реализация была осуществлена лишь в ядре 3.13 (январь 2014 года). Для OpenBSD поддержка была реализована и вовсе только в версии 6.0, выпущенной меньше двух месяцев назад (1 сентября 2016 года).

С творениями софтверного гиганта из Редмонда ситуация чуть проще. Соответствующий драйвер в операционные системы Windows был встроен, начиная с версии 8.1 (октябрь 2013 года). Для Windows 7 был выпущен отдельный пакет-обновление. Более ранние версии Windows драйвер NVMe не получили. Но простота ориентирования в Windows осложняется тем, что драйвер, созданный специалистами Microsoft, не настроен на максимальную производительность.

Драйвер «nvme» за авторством Microsoft оснащен дополнительной защитой данных от потери питания, а потому для накопителей, лишенных полной защиты от внезапного обесточивания, операции записи данных производятся с флагом запрета на буферизацию в оперативной памяти NAND-контроллера через команды FUA (Force Unit Access). В итоге все трансферы данных производятся в флеш-память напрямую, не позволяя микрокоду контроллера производить упорядочивание операций записи, что приводит к дополнительным издержкам и частичной потери производительности.

Отчасти проблему можно обойти, установив настройки как на скриншоте выше. Но для достижения максимальной производительности и полноценной работы необходима установка специального драйвера, который перенастроен надлежащим образом. На момент написания этих строк только три компании предлагали для своих накопителей такой драйвер: Samsung, Toshiba OCZ и Plextor. Причем для накопителей Plextor драйвер был опубликован только что. А вот Phison (например, Patriot Hellfire) и Silicon Motion (например, ADATA XPG SX8000) специальных драйверов пока не публиковали.

реклама

Суммируя все вышесказанное, при наличии желания обновить достаточно актуальную и производительную по современным меркам систему нужно крайне аккуратно подходить к реализации этого желания.

Источник

SATA M.2 накопители против PCI-E NVME — стоит ли переплачивать при покупке в домашний ПК

Содержание

Содержание

Без SSD-накопителей сложно представить современный компьютер. Они быстры и бесшумны, да и цена на них «не кусается» как несколько лет назад. На выбор представлена масса моделей, различающихся объемом, ресурсом и скоростью. Если с объемом и ресурсом ситуация однозначная — чем больше, тем лучше, то со скоростью устройства все далеко не так просто.

Принцип работы интерфейса

Накопители SATA M.2 и PCI-E NVME хоть и похожи внешне, но имеют важное различие в типе используемой шины. SATA M.2 использует для подключения шину SATA, которую также задействуют HDD-накопители.

PCI-E-накопители более разнообразны. Они могут различаться по количеству линий передачи данных и версии интерфейса. Под нужды накопителя используются напрямую линии PCI-E, что позволяет обойти ограничение пропускной способности шины SATA, которое составляет 600 МБ/с. Основная масса современных PCI-E-накопителей имеет ключ M разъема подключения, SATA в свою очередь универсальный B+M. Версий с единственным B ключом уже не встретить, беспокоиться о несовместимости не придется.

NVME (энергонезависимая память) в аббревиатуре устройства, обозначает наличие спецификации на протоколы доступа к SSD-накопителям, которые подключаются по шине PCI Express. Такие устройства оптимизированы для работы с современными многоядерными процессорами и обеспечивают более низкие задержки обработки запросов. Можно найти единичные экземпляры без этого стандарта, но они очень редко встречаются в продаже.

Характеристики записи/чтения в повседневных задачах

Максимальная пропускная способность шины SATA III составляет 600 МБ/с, что обеспечивает накопителям SATA M.2 показатели в среднем

560 МБ/с для чтения и

530 МБ/с для записи.

У NVME накопителей в свою очередь эти показатели могут достигать

3300 МБ/с при версии PCI-E 3.0×4.

В случае последней версии PCI-E 4.0х4 параметры чтения/записи могут достигать вовсе 5000 МБ/с и 4400 МБ/с. Ниже представлены результаты тестирования обоих типов накопителей.

Разница видна невооруженным глазом. Казалось бы, в соответствии с результатами тестов, приложения должны загружаться намного быстрее, но это не так. Основная масса выполняемых операций проходит с небольшими файлами, в том числе и загрузка ОС. И тут на первое место выходит не последовательная скорость чтения файлов, а скорость работы со случайными блоками, так как на них приходится большая часть дисковой активности накопителя. А с ней уже не наблюдается тотальное преимущество NVME перед SATA.

Вследствие этого скорость загрузки ОС и стандартных программ с NVME лишь немного выше, чем у SATA. В играх аналогичная ситуация — бывают отдельные проекты, где разница составляет более

5 секунд. Но общая масса проектов загружается с минимальной разницей в скорости. Так, где же можно увидеть эти заоблачные скорости от NVME-накопителя? Ответ — лишь в определенных сценариях. Например, при копировании крупного файла или при работе с видеоредакторами и прочими специализированными программами, использующими крупные массивы данных.

Нагрев и энергопотребление

Критический нагрев несвойственен накопителям типа SATA M.2. Для того чтобы перегреть такой SSD должны сложиться множество факторов: полное отсутствие обдува, продолжительные нагрузки, неудачное расположение и высокие температуры в помещении. Поэтому они не требуют дополнительных радиаторов для охлаждения.

В случае с NVME ситуация не такая позитивная. Компоненты обладают заметным тепловыделением. Особенно ярко это заметно при большой нагрузке на накопитель. Сочетание неудачного расположения разъема на плате в упор к горячей видеокарте, также может добавить поводов для беспокойства. Косвенно на этот нюанс намекают и сами производители. В продаже не встретить SATA-накопители с комплектным радиатором, в то время как NVME часто идут с этим девайсом.

Если же радиатора в комплекте нет, а температура высоковата, определенным выходом станет покупка отдельного радиатора на SSD-накопитель. Также в продаже можно встретить материнские платы с наличием радиатора в комплекте. Энергопотребление наряду с миниатюрным размером является одним из факторов, влияющих на нагрев накопителя. Потребление NVME-устройства может превышать SATA в несколько раз.

Одним из главных аргументов, при подборе комплектующих для домашнего компьютера, выступает цена. Тут нам не требуется каких-то заоблачных мощностей, а приоритет покупки сводится к соотношению цена/надежность. И в этом плане SATA-накопители являются идеальным вариантом. Они уже не так дороги, как несколько лет назад.

Да, говорить о полной замене HDD в качестве хранилища всего, пока рано. Но тенденция к этому есть, медленно и верно идет движение в эту сторону. За счет снижения стоимости памяти, используемой в производстве, мы можем приобрести по доступной цене емкий накопитель, что представить в недалеком прошлом было сложно. NVME-накопители превосходят SATA по производительности в несколько раз, и за эти скорости приходится платить, используем мы их или нет. Причем порой за цену NVME можно купить SATA-устройство с емкостью в два раза больше. Но и тут можно найти свои исключения из правил. Иногда попадаются устройства NVME дешевле SATA, при аналогичной емкости.

Это обусловлено используемым типом памяти и износоустойчивостью конкретных моделей.

Поддержка материнскими платами в 2020 году

В современных реалиях, даже у самых бюджетных плат имеется минимум один комбинированный разъем под оба интерфейса. Беспокоиться о том, что SATA-интерфейс не будет поддерживаться, нет оснований. Да, на рынке уже появляются устройства следующего поколения NVME, с поддержкой PCI-E 4.0. Но, как правило, в типичной компоновке PCI-E 4.0 занимает верхний слот, а нижний отдается под нужды SATA/PCI-E 3.0.

Рассмотрим несколько вариантов реализации слотов на примере новейших чипсетов AMD и Intel — B550 и Z490, соответственно. Asrock B550 Taichi имеет 2 разъема M.2, где верхний поддерживает PCI-E 4.0×4 или PCI-E 3.0×4, а нижний SATA или PCI-E 3.0×4.

В случае с Asus Tuf Z490-Plus Gaming мы видим и вовсе два слота поддерживающих SATA или PCI-E 3.0×4. В зависимости от модели могут возникать некоторые «подводные камни» при установке SSD, в виде отключения портов и т.п. Подробнее эти особенности будут рассмотрены в ближайших темах.

Говоря о дальнейшей перспективе, интерфейс PCI-E выглядит более выигрышным, нежели SATA. Пока будущая модернизация интерфейса SATA туманна, в то время как PCI-E все больше наращивает мощности в плане скорости. Но представить отказ производителей в поддержке SATA M.2, в ближайшие годы невозможно.

Подведем итоги. Несомненно, будущее за NVME накопителями — современный интерфейс и выдающиеся скорости, но эти плюсы нивелируются в текущих реалиях. Операционная система, стандартные программы и игры, банально пока не могут использовать весь потенциал такого типа накопителей.

Огромное преимущество PCI-E-устройства в синтетических тестах скорости над SATA, на практике, превращается в перевес в пару секунд, что можно списать на погрешность. И резонно возникает вопрос, стоит ли платить больше? Очевидно, что нет. Мы можем купить более дешевый и емкий накопитель SATA, который удовлетворит все наши потребности. Рассматривать же покупку NVME-накопителя в домашний ПК стоит в нескольких случаях: у вас уже занят слот с разъемом SATA, разница в цене аналогичных объемов минимальна, вы планируете в будущем использовать ПК для работы. Во всех остальных ситуациях присмотритесь к накопителям с SATA-интерфейсом нужного вам объема.

Источник

Как проверить совместимость твердотельных накопителей PCIe M.2 NVMe с вашим ПК или материнской платой

В то время как жесткие диски доминируют на рынке систем хранения в течение долгого времени, твердотельные накопители или твердотельные накопители также медленно нашли свое место на рынке вместе с почтенными вращающимися пластинами. Твердотельные накопители полностью изменили границы того, что было возможно с хранением данных внутри персонального компьютера, обеспечивая невероятно высокую скорость в небольших форм-факторах без каких-либо движущихся частей. Твердотельные накопители стали настолько важными, что в 2020 году трудно представить, что даже в средних или бюджетных системах не было бы какой-либо формы твердотельного хранилища внутри них.

Расширяя границы носителя SSD, у нас есть сверхбыстрые твердотельные накопители NVMe, которые используют интерфейс PCI Express вместо традиционного интерфейса SATA. PCI Express — это тот же интерфейс, который используется графической картой ПК для связи с материнской платой, поэтому понятно, что PCIe обеспечивает пропускную способность, которая намного выше, чем это было возможно с SATA. Накопители NVMe больше не являются уникальным или недосягаемым продуктом из-за недавнего падения цен на флэш-память NAND, и теперь их можно получить по разумной цене по сравнению со старыми дисками SATA.

На что обращать внимание при покупке накопителя NVMe

Итак, мы установили, что диски NVMe намного быстрее, чем их аналоги с SATA, и стали довольно разумной покупкой с учетом небольших надбавок, которые они взимают по сравнению с твердотельными накопителями SATA. Так что вы, возможно, захотите приобрести диск NVMe для следующего обновления устаревшей системы. При принятии решения о покупке накопителя NVMe для вашей системы необходимо учитывать ряд моментов. В этой статье мы сосредоточимся в основном на информации о совместимости твердотельных накопителей PCIe Gen 3 NVMe, но также может быть полезно ознакомиться с нашим Расширенным руководством по покупке твердотельного накопителя для получения дополнительной информации обо всех типах и форм-факторах твердотельных накопителей.

Вот некоторые из ключевых моментов, которые необходимо учитывать при покупке твердотельного накопителя NVMe.

Форм-фактор M.2

В то время как традиционные твердотельные накопители SATA могут использовать как форм-фактор 2,5 дюйма, так и слот M.2 на самой материнской плате, диски NVMe совместимы исключительно только со слотом M.2. Платформа M.2 универсальна и поддерживает множество карт M.2. Одним из применений форм-фактора M.2 является реализация SSD, которая включает в себя диски SATA и NVMe.

3 основных форм-фактора твердотельных накопителей — Изображение: TomsHardware

SATA против NVMe

Если мы сузим только форм-фактор M.2, есть два доступных варианта с точки зрения SSD, которые совместимы с форм-фактором M.2. Традиционные твердотельные накопители SATA также могут использовать слот M.2, но их пропускная способность и скорость ограничены пределами интерфейса SATA. Твердотельные накопители M.2, использующие шину SATA, аналогичны по производительности 2,5-дюймовым вариантам твердотельных накопителей SATA, но физически меньше по размеру и обеспечивают работу без кабелей.

Что касается накопителей NVMe, они используют шину PCIe и намного быстрее, чем диски, использующие интерфейс SATA, хотя на первый взгляд оба они выглядят очень похожими и подключаются к одному и тому же слоту. Это первое различие, которое необходимо сделать при поиске диска NVMe. Хотя аналогичный диск M.2 SATA может выглядеть в точности как диск NVMe, разница в производительности значительна. Большинство SSD-накопителей SATA имеют максимальную скорость 550-600 МБ / с, в то время как SSD M.2 NVMe теоретически могут работать до 4000 МБ / с.

На первый взгляд разница между твердотельным накопителем M.2 SATA и твердотельным накопителем M.2 NVMe незначительна — Изображение: Dell

Совместимость с материнской платой

Материнская плата играет наиболее важную роль в окончательном определении, совместима ли ваша система с накопителем NVMe, который вы собираетесь купить.

Поскольку мы установили, что накопители NVMe совместимы исключительно со слотом M.2 на материнской плате, важно проверить, есть ли на материнской плате какие-либо слоты M.2 вообще. Слот M.2 — это слот шириной 22 мм, который поддерживает горизонтальную вставку карты M.2, обычно расположенный под слотами PCIe или рядом с ними. Большинство современных материнских плат поддерживают не только один, но иногда 2 или даже 3 слота M.2 на них. Отсутствие слотов M.2 — это проблема, с которой вы можете столкнуться, если ваша материнская плата довольно старая или если она немного ограничена по бюджету.

Слоты M.2 могут поддерживать различные карты M.2, такие как карты Wi-Fi и Bluetooth, твердотельные накопители SATA и твердотельные накопители NVMe. Эта универсальность делает ее довольно важной функцией на материнских платах, поэтому сейчас довольно легко найти материнскую плату со слотом M.2.

Также важно отметить, что наличие слота M.2 не гарантирует совместимости с NVMe. M.2 был разработан для поддержки USB 3.0, SATA и PCIe, а самые ранние слоты M.2 поддерживали только SATA. Это тот момент в статье, где мы должны сделать обязательную ссылку на руководство к вашей материнской плате, поскольку это общее руководство, и совместимость M.2 может варьироваться в зависимости от сотен материнских плат, представленных сегодня на рынке. В руководстве к материнской плате будет указано, какой именно тип работы поддерживает слот M.2, и совместим ли он с дисками SATA и NVMe. Вот что говорится в руководстве к материнской плате MSI B450 Tomahawk MAX относительно вариантов хранения:

Информация четко указана в руководстве к материнской плате B450 Tomahawk MAX (лишние строки опущены).

Если вы обнаружите, что на вашей материнской плате отсутствуют какие-либо слоты M.2, не волнуйтесь. В Интернете можно найти относительно дешевую карту адаптера PCIe M.2, которая использует слот PCIe x4 на самой материнской плате для подключения диска NVMe к материнской плате с минимальным снижением производительности.

Еще одна важная вещь, которую следует учитывать в отношении совместимости, — это расположение клавиш твердотельного накопителя NVMe и слота M.2 на материнской плате. Ключ предотвращает вставку разъема в несовместимое гнездо. Это то, что можно определить, даже посмотрев на диск и слот.

Сначала поговорим о слоте M.2 на плате. Есть два основных «ключа», которые используются в слотах M.2, и они определяют, предназначен ли слот для работы с PCIe x2 или PCIe x4. Первый называется B-образным и имеет шесть контактов, отделенных от остальных (контакты 12-19). Последний называется M-образным ключом и имеет пять контактов, отделенных от остальных (контакты 59-66) на противоположной стороне. Эти контакты можно увидеть на самом слоте M.2, и оттуда можно определить, совместим ли слот с приводами с ключом B или M (или с обоими в случае разъемов B / M).

Различное расположение клавиш слотов M.2 — Изображение: RamCity

Следовательно, эта информация также сообщает вам, совместим ли слот с операциями PCIe x2 (B-key или M-key) или PCIe x4 (только M-key). Диски x4 значительно быстрее, чем диски x2, поскольку они используют 4 полосы PCIe вместо 2, что увеличивает доступную полосу пропускания. Кроме того, многие из более ранних слотов B-key были предназначены только для SATA, поэтому это необходимо будет проверить с помощью руководства к материнской плате. Более того, слоты для ключей B и M поддерживают диски SATA.

Различные раскладки клавиш на самих дисках — Изображение: RamCityLength

Карты M.2 или твердотельные накопители также бывают различной длины, что является важным фактором, который следует учитывать. Двумя наиболее распространенными размерами твердотельных накопителей NVMe являются «2242» и «2280», что означает длину 42 мм и длину 80 мм соответственно. Эта информация будет легко доступна на странице продукта SSD и в руководстве к материнской плате, поэтому проверить ее довольно просто. Большинство современных твердотельных накопителей NVMe используют стандарт 2280, а большинство современных материнских плат совместимы с 4 различными размерами M.2, поэтому традиционно это не вызывает беспокойства.

Различные размеры дисков M.2 — Изображение: GraphicsCardHub

Хотя это может стать проблемой, так это в платах Mini-iTX или платах для ноутбуков, где пространство может быть ограничено. Твердотельные накопители M.2 2280, 2260 или даже 2242 могут быть слишком длинными, чтобы поместиться в этих ограниченных пространствах, поэтому, если вы хотите купить накопитель NVMe для таких плат, необходимо проверить максимальную поддерживаемую длину на плате. руководство по материнской плате. Эти слоты могут быть совместимы только с меньшими размерами, такими как 2230.

Различия в накопителях NVMe

Не все диски NVMe одинаковы. Хотя практически любой диск NVMe должен обеспечивать значительный прирост скорости по сравнению с твердотельным накопителем SATA, не говоря уже о традиционном жестком диске, некоторые диски созданы для того, чтобы еще больше увеличить этот опыт. Есть несколько факторов, которые отличают диски NVMe и которые следует учитывать при принятии решения о покупке:

Кэш DRAM против HMB — Изображение: Kioxia

Заключительные слова

Если вы ищете лучшее из лучшего, что может предложить мир NVMe, взгляните на наши подборки здесь.

Последнее обновление 2021-03-03 в 19:50 / Партнерские ссылки / Изображения из Amazon Product Advertising API

Источник

• ← какие материнские платы поддерживают intel i7 7700k
• какие материнские платы поддерживают ryzen 5 3600 →