原创 迈向新世代的PCIe Gen5！NVMe SSD效能实战篇

为了追求效能，通常会认为需换上更快的处理器、频率更高、容量大的内存、以及更高等级的显示适配器，但往往忽略了储存装置的重要性，若储存装置带宽没有一并提升，整体系统效能便会大打折扣，无法得到有效提升。随着PCIe Gen5问世，以及芯片大厂Intel、AMD相继投入的局势下，PCIe Gen5已成为接下来高性能系统关键角色之一。

PCIe Gen5备受瞩目之原因

以较直接的角度来看，PCIe Gen5效能速率(Link Speed)为前一世代PCIe Gen4的2倍：前者的规格速度可高达32GT/s ，后者的规格速度则为16GT/s；且PCIe Gen5拥有16倍 (x16) 通道的带宽，可高达128GBps的速度。高带宽所带来的优点在于：不同的连接装置可依其需求来平衡带宽及其成本。举例来说，对于可使用较少信道的装置来说，典型的像SSD，一般只需x4通道即可。而对于一些有高带宽需求的设备，则可充分利用x16通道，例如：人工智能/高效能运算卡。储存装置大厂也陆续发表基于PCIe Gen5的SSD，让储存装置也从PCIe Gen4之后有了进化的契机。

不同情况的SSD效能实例分享

PCIe Gen5效能强悍，但若只使用一般市面上的系统来测试其效能程度，会有平台效能不够的疑虑存在，让数据大打折扣，无法完整发挥产品效能。百佳泰拥有专业的PCIe Gen5 SSD测试平台”SANBlaze RM5”可以进行效能验证。

百佳泰以实际数据分析企业级PCIe Gen5 SSD并评鉴其效能，完整不藏私的将其效能数据以及特性揭露，除了PCIe Gen5 SSD的效能信息，我们也挑选了另一高规格企业级的Gen 4 SSD来进行相同的效能测试，考虑现实使用者情境下可能的应用，以不同的档案读写应用比较不同PCIe世代SSD效能表现。

1. 大档循序读取效能：

应用场景：影片播放浏览、大型档案读取浏览、3A游戏执行加载等

关于大档128KB循序读取的效能表现，首先我们从PCIe Gen5 SSD表现来看，此次用来执行效能测试的PCIe Gen5储存装置为Samsung PM1743 Gen5 U.2 SSD，从官网可以得知其效能强大，实际是否真的是如此? 让我们透过实际测试来一探究竟。

在序列深度1的情况下，可以看到效能将近1.5GB/s，也可观察到此时的功耗约在8~9W中间排徘徊，以只有设定序列深度1的情况来说，效能着实不凡。

接着我们将序列深度设置到128，以多线程的角度来观察其效能变化为何，下图中发现其效能明显提升至约13GB/s，同时功耗部份也来到了18~19W之间的高功耗。从这效能结果来看可以发现Gen5 SSD效能强悍。

在此同时我们也来看看相同效能测试下，PCIe Gen4 SSD的效能表现如何。此次选用的PCIe Gen4储存装置为Intel D7-P5620 U.2 SSD。

在相同测试条件下，序列深度1的部份效能约在2GB/s，对比Gen5 SSD表现较好。

但在序列深度设定为128的情况下，效能约只有3.5GB/s，对比Gen5 SSD效能明显低了许多，从这边也能够看出Gen5 SSD在循序读取效能是比Gen4 SSD要来的好。

2. 大檔循序写入效能：

应用场景：定期系统备份、影片备份储存、下载大型档案

关于大档128KB循序写入的效能表现，一样先从Gen5 SSD来看。对于循序写入来说，序列深度设置大小与效能无正相关，因此这部份直接来看序列深度128的效能表现。大档循序写入的效能约在3GB/s，算是相当不错的表现。

那么在Gen4 SSD的循序写入表现如何呢? 从下表可以看出效能落在约1.4GB/s，约只有Gen5 SSD的效能一半。从这边可以了解到在大档下，Gen5 SSD能比Gen4 SSD得到更佳的效能表现。

3. 小档随机读取效能：

应用场景：执行读取应用程序、病毒防护扫描、阅览文件档案

看完了大档循序读写得效能比较后，接着我们来比较小档随机读取的部份。关于小档4KB随机读取，一样先从Gen5 SSD的部份来看，在序列深度1的情况下，Gen5 SSD小档随机读取的效能约在60MB/s左右。

不过到了序列深度128的情况，效能有了爆发性的成长，直接跳到了将近3GB/s，其效能表现已接近部份Gen3/4 SSD循序读取的表现。

接着比对Gen4 SSD的小档随机读取效能表现，在序列深度1的情况下，效能约在60MB/s左右，与Gen5 SSD差异不大。

到了序列深度128的情况下，与Gen5 SSD相同，效能有了显著的提升，约达1.7GB/s。但与Gen5 SSD的表现比较下，还是稍逊一截。

4. 小档随机写入效能：

应用场景：文书编辑处理、 短影音创作、数据库写入

最后我们来观察小档随机写入的部份，关于小档4KB随机写入，先从Gen5 SSD的部份来看，在序列深度1的情况下，Gen5 SSD小档随机写入的效能约在250MB/s左右。

接着来看序列深度128的情况为何，这边出现了跟前面截然不同的表现，可以看到在测试前期效能可以在3.3GB/s左右，不过随着写入容量增加，效能也掉到了约650MB/s左右，写入效能明显衰退。

比对Gen4 SSD的小档随机写入效能表现，在序列深度1的情况下，效能约在250MB/s左右，与Gen5 SSD差异不大。

而在序列深度128的情况下，我们可以看出这颗Gen4 SSD写入效能约在1.4GB/s，虽然明显比Gen5 SSD效能低落，只有一半左右，不过其SSD写入效能可以持续维持到测试结束，效能表现一致。

从以上效能测试数据可以发现，Gen 5 SSD在大多数情况下效能表现明显超越Gen4 SSD，Gen 5 SSD效能能够在我们强大的测试平台上完整发挥其强大的效能。除了大方向的效能优越外，也能找出随机写入效能衰退的情形。透过平台数据，更能快速了解其产品效能水平及其特性。