体验极速快感:SATA-E技术、性能预览
  • 上方文Q
  • 2013年12月23日 16:20
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SATA 6Gbps早已经成为高性能固态硬盘前进的拦路虎,卡死了其读写速度的进一步提升,转向PCI-E接口似乎成了唯一的出路。其实,SATA-IO组织早已经制定了解决方案,这就是“SATA Express”(以下简称SATA-E)。

这一技术标准早在2013年年初就已提出,八个月后正式公布,隶属于SATA 3.2的一部分。它定义了一种新型接口,将SATA、PCI-E结合在了一起并使用两条PCI-E信道。如果采用PCI-E 2.0,那理论带宽为1GB/s,去除损耗后实际为800MB/s。

如果改用PCI-E 3.0,理论带宽翻番的同时,因为编码机制从8b/10b拓展到128b/130b,带宽损耗率可以从20%降至1.5%,因此同样是两条信道,实际有效带宽可以达到1.97GB/s,也就是几乎2GB/s

可能会有人问了:在企业级领域已经有了带宽翻番的SAS 12Gbps,为什么不直接挪到桌面上来做成SATA 12Gbps?这一方面是因为这么做需要大概两年时间,到时候黄花菜都凉了,另一方面这么做需要进行的改变太多,导致成本太高、效率太低,远不如转向PCI-E经济实惠。

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很多人可能不太清楚,还有一种类似的接口技术“SFF-8639”,二者在针脚物理布局上是一模一样的,但后者有更多信号好数据路径,能使用最多四条PCI-E,最高带宽因此能达4GB/s,但是主要面向高端企业级领域。SATA-E才是消费级的。

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有市调机构预计,PCI-E固态硬盘的普及速度会远不如SATA 6/3Gbps,原因包括经济环境、市场需求、平台过渡等,不过SATA-E设备的成本应该会低于传统PCI-E扩展卡形式的,会更吸引高端玩家。

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【华硕SATA-E工程样板】

目前还没有正式支持SATA-E技术的平台(Intel 9系列原定支持但又取消了),不过厂商们都正在就此进行研发,华硕就给TweakTown寄了一块工程样板,让我们得以首次体验体验SATA-E的快感。

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这是一块Z87的板子,型号暂时标注为“Z87 Deluxe / SATA Express”,典型的华硕中高端主板风格。

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它提供了两个SATA-E接口,其一来自Z87,其二来自第三方桥接芯片

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SATA-E接口很长很长,简单地说是两个SATA 6Gbps和一个扩展子接口组合而成。

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两个SATA 6Gbps都是标准的,可以分别接入一个SATA设备,单独使用。它们俩各自承担着一条PCI-E信道。

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SATA-E则需要新设计的数据线,占满全部三个子接口。两个SATA 6Gbps/PCI-E各自有7个针脚,扩展子接口还有4个,合计是18个,这就是SATA-E需要的针脚数。

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SATA-E数据线。其实是三条合一。

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现在还没有SATA-E的设备,所以华硕同时提供了一个转接卡(代号Runway)供测试。由于是基于PCI-E的,SATA-E信号可以轻松转接到PCI-E插槽内,然后连接任何PCI-E设备。

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额外添加了两个针脚来传输PCI-E信号。

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连接好之后是这样的。

【测试平台配置】

在华硕提供的工程样板、转接卡基础上,我们使用华硕的ROG RAIDR Express固态硬盘进行测试。这是不多见的一款PCI-E接口消费级固态硬盘,性能强悍。

同时测试的还有一块闪迪A110,早期工程样品。它使用的是原生PCI-E,接口为M.2 2260,主控来自Marvell 88SS9183,使用闪迪的转接器接入PCI-E插槽。

平台配置如下:

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体验高速快感:SATA-E技术、性能预览 华硕ROG RAIDR Express

体验高速快感:SATA-E技术、性能预览 闪迪A110(样品)

【SATA转接:华硕ROG RAIDR Express】

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ATTO Disk Benchmark:无论队列深度4、10,持续读写速度都超过了750MB/s。

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CrystalDiskMark:这块盘是从一个耐久性马拉松测试里借过来的,折腾得比较惨,所以写入性能偏低,但即便如此,4K随机写入也达到了74MB/s。

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AIDA64读写延迟:平均0.18、0.21毫秒。华硕这块盘使用了两颗SandForce SF-2281主控,本质上仍是SATA,中间经历了一个转换过程,而且没有缓存,因此延迟比用缓存的、原生PCI-E的稍高一些。

【PCI-E原生:SanDisk A110】 

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ATTO Disk Benchmark:持续读取速度更高,超过了770MB/s,但是写入偏低一些,最高不到630MB/s,但是今天的重点不是比较两款产品,而是考察SATA-E。

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CrystalDiskMark:4K读写上闪存成了瓶颈,看来得SLC才是原生PCI-E的最佳搭档了。

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AIDA64读写延迟:平均0.03、0.08毫秒。原生PCI-E加缓存,效果就是赞!

【桥接芯片上的SATA-E接口】

主板介绍环节我们就说过,两个SATA-E接口有一个来自芯片组,就是刚才测试用的,而第二个来自祥硕ASM106SE桥接芯片,但关于它的详情未知。这里就看看连接它的第二个SATA-E接口表现如何。硬盘依然使用闪迪A110。

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ATTO Disk Benchmark:和原生的毫无二致。

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CrystalDiskMark:同样保持一致。

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AIDA64读写延迟:亦如出一辙。

原生和桥接的SATA-E接口没有任何区别。

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