PCIe SSD性能暴增 NVMe如何狂虐SATA3.0

    SSD像一块显卡？我们常见的SATA3.0 SSD大概7mm厚度，手巴掌大小，而企业级PCIe SSD的确长得像一块显卡，它们的速度超过2GB/秒。最近家用SSD当中崛起的三星950 PRO SSD，它的体积比拇指稍大，其性能却可以和企业级PCIe SSD媲美，它是如何做到的？

PCIe SSD性能暴增 NVMe如何狂虐SATA3.0

    三星950 PRO SSD具备性能强悍的PCIe原生主控以及新一代V-NAND闪存（3D MLC闪存），实际上其它M.2 PCIe SSD同样具备，最重要的是，它拥有NVMe总线协议。

    NVMe其实与AHCI一样都是逻辑设备接口标准。NVMe全称Non-Volatile Memory Express，非易失性存储器标准，是使用PCI-E通道的SSD一种规范，NVMe的设计之初就有充分利用到PCI-E SSD的低延时以及并行性，还有当代处理器、平台与应用的并行性。SSD的并行性可以充分被主机的硬件与软件充分利用，相比与现在的AHCI标准，NVMe标准可以带来多方面的性能提升。

三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD

    首款支持NVMe标准的产品是三星XS1715，于2013年7月发布。随后陆续有企业级的NVMe标准SSD推出，但是真正小型化且具备企业级PCIe SSD性能的，就数三星950 PRO M.2 NVMe SSD。以三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD为例，它的连续读写速度可达2300MB/秒和1000MB/秒，这是四倍于SATA3.0 SSD的读写速度。

    高超速度给这款SSD带来不一样的体验，下面我们一起去验证它的使用效能：

1、软件应用PK：Photoshop启动时间  

　　在分析了Win7操作系统的启动时间之后，我们再来看应用程序的启动时间。在这里我们计算Photoshop CS启动所需要的时间。

Photoshop CS5

PS启动时间对比

    在Photoshop制图软件启动中，三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD比三星850 EVO SATA3.0 SSD的速度更快，秒杀1TB笔记本硬盘。基于M.2 NVMe SSD的超高速度，用户可以体验比SATA3.0 SSD更快的软件启动反应速度。

2、PhotoShop图片加载测试 

    PhotoShop软件也是很多家庭应用比较多的一款软件，下面笔者就加载100张3264*2448分辨率的高清图片，每张图片容量在3MB，总计容量为300MB。

图片加载时间对比

    机械硬盘处理图片的时间2分钟，大致为1秒多时间处理一张图片，个别图片出现JPEG图片读取条，耗时数秒钟。此时电脑反应迟钝，画面拖沓。

    相比之下，三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD接近1GB/秒的写入速度（512GB版本的写入速度为1.5GB/秒），完全超越SAT3.0 600MB/秒的接口速率。如果说SATA3.0 SSD处理图片的速度几乎是一闪而过，那么M.2 NVMe SSD的处理速度则更为迅速。

    编辑点评：CPU、内存、硬盘是主要影响PhotoShop软件加载时间的硬件设备，其中机械硬盘的影响尤为明显，几乎成为瓶颈问题。SATA3.0 SSD虽然缓解硬盘的瓶颈问题，但是它显然不如M.2 NVMe SSD快，后者可更为显著地缩短PhotoShop软件的启动、图片加载时间。 

    下面我们将对大型3D游戏的加载速度进行测试，分析三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD、三星850 EVO 250GB SATA3.0 SSD、希捷1TB笔记本硬盘的实际效率差距。 

1、《Crysis3 孤岛危机》加载时间对比

    孤岛危机系列游戏已经不能用一款普通的游戏来形容它了，除了单出的FPS游戏之外，他更多的是用来测试各种高端显卡等等硬件的工具，也有着“硬件危机”之称。所以当《孤岛危机3》一经推出便受到了广大玩家的追捧，更是将能够流畅的运行最高画质下的孤岛危机3当成自己炫耀的一个标准。

《孤岛危机3》游戏截图

《孤岛危机3》启动时间对比

    在《孤岛危机3》测试中，游戏加载时间过长困扰玩家，希捷1TB笔记本硬盘消耗20秒出头。三星850 EVO 250GB SATA3.0 SSD比机械硬盘快6秒余时间，三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD的执行效率更高，仅为机械硬盘的一半左右时间。

■《使命召唤6》游戏加载时间对比

    对于喜欢FPS（第一人称射击）游戏的玩家来说使命召唤第四代《使命召唤4：现代战争》记忆犹新，它以出色的画面表现与真实的战场气氛渲染赢取了无数玩家的好评。作为现代战争的续作《使命召唤6：现代战争2》，在研发过程便被众多玩家所期待。

《使命召唤6》

《使命召唤6》启动时间对比

    和前面的《孤岛危机3》相比，《使命召唤6》则属于轻度应用的3D大型游戏。SSD和机械硬盘的应用效果差距立竿见影，机械硬盘一棒敲回原形。

    三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD比三星850 EVO 250GB SATA3.0 SSD更快进入游戏场景。

    编辑点评：相对操作系统、大型软件，大型3D游戏对硬盘负载更高，速度等级不同的SSD可不同程度提高硬盘对大型3D游戏的响应速度。

   如果读者对多开网络游戏有特殊要求，四倍性能于SATA3.0 SSD的“M.2 NVMe SSD”拥有更突出的超强I/0接口吞吐能力可保持电脑流畅运行。

     CPU发展到i7级别、内存达到DDR4、显卡甚至多块GTX980Ti，然而磁盘性能严重拖垮了系统的性能。当CPU发出指令时，内存可以最先解决问题，但是需要的数据需要从硬盘提取。普通机械硬盘的接口每秒处理次数只有三位数或者两位数。

　　当这些问题映射到很多企业的时候，比如电商交易系统、实时交互查询系统，传统机械硬盘很难满足数据带宽需求，所以像三星950 PRO这样的M.2 NVMe刚好满足。从下面的一些测试就能看出来。

三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD

     SATA3.0 SSD能达到最快10万次/每秒，而M.2 NVMe SSD则能达到恐怖的20余万次/每秒。这个单位为IOPS，即每秒进行读写（I/O接口）操作的次数。我们从表中看到SSD的每秒进行读写操作的次数是以万为单位进行计算，而传统的机械硬盘不足300 IOPS值。 

■AS SSD Benchmark IOPS对比 

　　AS SSD Benchmark是一个专门为SSD测试而设计的标准检测程序，因为它提供了很大的可定制性。

    它的成绩显示可以分为两种，一种是MB/秒的形式，另一种是IOPS形式。本次测试主要使用这款软件的IOPS随机读写功能，测试4K-64Thrd多任务随机读写 IOPS值。

三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD
读写IOPS值

AS SSD Benchmark IOPS值对比

    在AS SSD 读写能力测试对比中，三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD为三星850 EVO 250GB SATA3.0 SSD的两倍多读取IOPS值；写入IOPS值，三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD小幅领先。

    编辑点评：三星950 PRO 256GB M.2 NVMe SSD可让普通家用电脑，具备工作站级别的处理数据能。这款SSD具备异常强悍的随机读写能力，2倍余SATA3.0 SSD的接口处理速度，和高速内存的处理速度结合，相得益彰。

    本文总结：NVMe总线协议赋予PCIe SSD广阔充分的性能发挥空间，M.2 PCIe SSD与NVMe结合，综合性能暴增，迸发四倍于SATA3.0 SSD的读写速度，两倍余SATA3.0 SSD的随机读写IOPS值。

    如果说SATA3.0 SSD缓解硬盘的瓶颈问题，M.2 NVMe SSD则是进一步解决问题，前者是普通家用SSD，后者是企业级PCIe SSD。三星通过自身的主控和3D闪存技术，将企业级PCIe SSD大幅小型化，小巧的体积也能拥有显卡形状的企业级PCIe SSD的性能，它就是本文的主角－－三星950 PRO M.2 NVMe SSD。

　　我们通过三个场景，了解到这款SSD的实际应用效能，M.2 NVMe SSD比SATA3.0更能提高软件、游戏的执行效率，同时它可让普通家用电脑具备工作站级别的处理数据能力。