Intel SSD 750 PCIe SSD recension: NVMe för klienten

Jag tror inte att det är en överdrift att säga att Intel introducerade oss till eran av moderna SSD:er redan 2008 med X25-M. Det var inte den första SSD-enheten på marknaden, men det var den första enheten som levererade de aspekter vi nu tar för givna: hög, konsekvent och pålitlig prestanda. Många SSD-enheter i de tidiga dagarna fokuserade enbart på sekventiell prestanda eftersom det var ett vanligt prestandamått för hårddiskar, men Intel förstod att nyckeln till bättre användarprestanda inte var den maximala genomströmningen, utan de små slumpmässiga IO:erna som tar outhärdligt lång tid att slutföra på hårddiskar. Tack vare Intels tidiga förståelse av verkliga arbetsbelastningar och implementering av kunskapen till en väldesignad produkt, tog det flera år innan andra kunde komma ikapp X25-M helt.

Men när det var dags att uppgradera till SATA 6Gbps missade Intel tåget. De initiala SATA 6Gbps-enheterna var tvungna att förlita sig på kisel från tredje part eftersom Intels egen SATA 6Gbps-kontroller fortfarande var under utveckling, och för att uttrycka det ärligt talat hade SSD 510 och SSD 520 bara inte samma kraft som X25-M gjorde. De andra hade också gjort sina läxor och gått tillbaka till ritbordet, vilket innebar att Intel inte längre befann sig i den särställning den var 2008. När SSD DC S3700 med intern Intel SATA 6Gbps-kontroller äntligen materialiserades i slutet av 2012, byggde snabbt tillbaka den Intel-image som företaget hade under X25-M-dagarna. DC S3700 var inte lika revolutionerande som X25-M var, men den fokuserade återigen på områden där andra tillverkare hade saknats, nämligen prestandakonsistens.

Första och andra generationens Intel X25-M

Medan Intel utan tvekan var sena med SATA 6Gbps-spelet, hade företaget redan något mycket större i tankarna. Något som skulle överge flaskhalsarna i SATA-gränssnittet och utmana X25-M i betydelse i SSDs historia. Den produkten var SSD DC P3700, världens första enhet med anpassad PCIe NVMe-kontroller och den första NVMe-enheten som var allmänt tillgänglig.

Ända sedan vår SSD DC P3700 recension har det funnits ett enormt intresse från entusiaster och proffs för en mer kundorienterad produkt baserad på samma plattform. Med eMLC, uthållighet för tio enheter att skriva per dag och en full funktionsuppsättning i företagsklass, var SSD DC P3700 helt enkelt utom räckhåll för konsumenter för 3 USD per gigabyte eftersom den minsta 400 GB SKU:n kostade samma sak som en anständig högeffekts PC-konstruktion. Intel ignorerade inte era böner och önskemål och med dagens release av SSD 750 levererar Intel det som många av er har längtat efter i månader: NVMe med en konsumentvänlig prislapp i en 2,5″ formfaktor via SFF-8639 eller en PCIe tilläggskort.

Även om SSD 750 är byggd på SSD DC P3700-plattformen är det en helt annan produkt. Intel ägnade mycket tid åt att designa om den fasta programvaran för att vara mer lämpad för klientapplikationer, som skiljer sig mycket från typiska företagsarbetsbelastningar. SSD 750 är tänkt att vara mer fokuserad på slumpmässig prestanda eftersom majoriteten av IO:er i klientens arbetsbelastning tenderar att ha slumpmässiga mönster och vara små i storlek. De sekventiella skrivhastigheterna kan tyckas vara lite låga för så hög kapacitet av den anledningen, men i slutändan var Intels mål att ge bättre verkliga prestanda snarare än att fokusera på maximala benchmarksiffror, vilket har varit Intels strategi ända sedan X25-M-dagarna.

Vid lanseringstillfället kommer SSD 750 endast att finnas tillgänglig i kapaciteter på 400GB och 1,2TB. En 800 GB SKU övervägs, men jag tror att Intel fortfarande testar vattnet med SSD 750 och därför är den initiala uppsättningen begränsad till bara två SKU:er. När allt kommer omkring är ultra high-end en nischmarknad och även i det utrymmet är SSD 750 mycket dyrare än befintliga SATA-enheter, så en gradvis utbyggnad är mycket vettig. Jag tror att för entusiaster är 400 GB-modellen den bästa platsen eftersom den ger tillräckligt med kapacitet för operativsystemet och applikationer/spel, medan proffs troligen kommer att vilja satsa på 1,2 TB om de letar efter höghastighetslagring för arbetsfiler (videoredigering) är ett utmärkt exempel).

SSD 750 använder Intel-Microns 20nm 128Gbit MLC NAND. Formkonfigurationen är faktiskt ganska intressant eftersom paketen på framsidan av PCB (dvs. det som är täckt av kylflänsen och där kontrollern är) är quad-die med 64GiB kapacitet (4x128Gbit), medan paketen på baksidan av PCB är alla single-die. Jag misstänker att Intel gjorde detta av värmeskäl eftersom PCIe är mer kapabel att utnyttja NAND till sin fulla potential, vilket ökar värmeeffekten och uppenbarligen fyra dies inuti ett paket genererar mer värme än en enda die. Med 18 paket på framsidan och 14 på baksidan kommer den råa NAND-kapaciteten in på 1 376 GiB, vilket resulterar i en effektiv överprovisionering på 18,8 % med 1 200 GB användbar kapacitet.

Styrenheten är samma 18-kanals gigant som körs på 400MHz som finns inuti SSD DC P3700. Nästan alla styrenheter av klientkvalitet idag är 8-kanalsdesigner, så med över dubbelt så många kanaler har Intel en tydlig NAND-bandbreddsfördel jämfört med de mer klientorienterade designerna. Som sagt, kontrollern är också mycket mer strömsugen och 1,2TB SSD 750 förbrukar över 20W under belastning, så du kommer inte att se en M.2-variant med denna kontroller.

I likhet med SSD DC P3700 har SSD 750 ett fullständigt strömförlustskydd som skyddar all data i DRAM, inklusive användardata under flygning. Det gläder mig att se att Intel förstår hur strömförlustskydd kan vara en kritisk funktion för det avancerade klientsegmentet också eftersom speciellt professionella användare inte kan riskera att förlora någon data.

Formfaktorer & SFF-8639-kontakt

SSD 750 är tillgänglig i två formfaktorer: ett traditionellt halvhögt, halvlångt tilläggskort och 2,5″ 15 mm-enhet. 2,5″ formfaktorn använder en SFF-8639-kontakt som oftast används i företaget, men det är långsamt på väg till den avancerade klientsidan också (ASUS tillkännagav precis TUF Sabertooth X99 för två veckor sedan på CeBit). SFF-8639 är i huvudsak SATA Express på steroider och erbjuder fyra banor med PCIe-anslutning för upp till 4 GB/s bandbredd med PCIe 3.0 (även om den maximala bandbredden i verkligheten är cirka 3,2 GB/s på grund av PCIe-ineffektivitet). Ärligt talat, bortsett från det besvärliga namnet, är SFF-8639 vad SATA Express borde ha varit från början eftersom nästan alla kommande PCIe-kontrollerdesigner kommer att ha fyra PCIe-banor, vilket gör SATA Express värdelös eftersom det inte finns någon mening med att handikappa en enhet med ett gränssnitt som bara kan tillhandahålla hälften av den tillgängliga bandbredden. Som sagt, jag satt inte vid bordet när SATA-IO fattade beslutet, men det är klart att specen inte var helt genomtänkt.

SFF-8639-kontakten

I likhet med SATA Express har SFF-8639 en separat SATA-strömingång i kabeln. Det är visserligen ganska otympligt, men det är nödvändigt att hålla kostnaderna för moderkort och kabel rimliga. SSD 750 kräver både 3,3V och 12V skenor för ström, så om disken skulle dra ström från PCIe skulle det ha krävt några ytterligare komponenter på moderkortssidan, vilket är något som moderkortstillverkare är tveksamma till på grund av den extra kostnaden , särskilt eftersom det bara är en port som kanske inte ens används av slutanvändaren.

Moderkortsänden på SFF-8639-kabeln

När branschen går framåt och PCIe blir vanligare tror jag att vi kommer att få se SFF-8639 bli mer allmänt antagen. Formfaktorn på 2,5″ är verkligen den bästa för ett stationärt system eftersom enhetens placering inte är fixerad till en plats på moderkortet eller i fodralet. Medan M.2 och tilläggskort ger ett renare utseende tack vare bristen på kablar , de äter båda värdefulla moderkortsyta som skulle kunna användas till något annat. Det är anledningen till att moderkort vanligtvis inte har mer än en M.2-plats eftersom området som tas av kortplatsen inte riktigt kan användas för några andra komponenter. Ett annat problem, särskilt med tilläggskort, är värmen som kommer från andra PCIe-kort (nämligen högeffekts-GPU:er) som potentiellt kan strypa enheten, medan enhetsfack tenderar att vara placerade på framsidan av höljet med bra luftflöde och ingen värme som kommer från omgivande komponenter.

Utnyttja NVMes fulla potential

Eftersom SSD 750 är en PCIe 3.0-design måste den anslutas direkt till CPU:ns PCIe 3.0-banor för maximalt genomgående. Alla styrkretsar i Intels nuvarande serie är av den långsammare PCIe 2.0-smaken, vilket effektivt skulle minska den maximala genomströmningen till hälften av vad SSD 750 kan. Det ännu större problemet är att DMI 2.0-gränssnittet som ansluter plattformskontrollhubben (PCH) till CPU:n bara är fyra banor brett (dvs. upp till 2GB/s), så om du ansluter SSD 750 till PCH:s PCIe-banor och kommer åt andra enheter anslutna till PCB (t.ex. USB, SATA eller LAN) samtidigt skulle prestandan försämras ytterligare.

Intel Z97 chipset blockschema

Att använda CPU:ns PCIe-banor uppvisar några möjliga flaskhalsar för användare av Z97-chipset eftersom de normala Haswell-processorerna endast har sexton PCIe 3.0-banor. Med andra ord, om du vill använda SSD 750 med ett Z97-chipset måste du ge upp lite GPU PCIe-bandbredd eftersom SSD 750 kommer att ta fyra banor av de sexton. Med en enda GPU-inställning är det knappast ett problem, men med SLI/CrossFire-installation finns det en möjlighet till viss bandbreddshinder om GPU:erna och SSD:erna använder gränssnittet samtidigt. Dessutom, med NVIDIAs PCIe x8-krav, begränsar den sig till en enda NVIDIA-kortimplementering. Lyckligtvis är det ganska sällsynt att en applikation skulle beskatta GPU:er och lagring samtidigt eftersom spel tenderar att ladda data till RAM för snabbare åtkomst och speciellt med hjälp av PCIe-switchar är det möjligt att ge alla enheter de banor de behöver (även om det maximala bandbredden ökas inte, men switchar tillåter full x16 bandbredd till GPU:erna när de behöver det).

Intel X99 chipset blockschema

Med Haswell-E och dess 40 PCIe 3.0-banor finns det uppenbarligen inga problem med bandbredden även med en SLI/CrossFire-inställning och två SSD 750:or. Tyvärr stöder inte X99 (eller någon annan styrkrets) PCIe RAID, så om du skulle lägga två SSD 750:or i RAID 0 skulle det enda alternativet vara att använda mjukvaru-RAID. Det i sin tur kommer att göra volymen ostartbar och jag hade en del prestandaproblem med två Samsung XP941s i mjukvaru-RAID, så vid det här laget skulle jag avråda från att RAIDa SSD 750s. Vi måste vänta på att Intels nästa generations chipset ska få ordentligt RAID-stöd för PCIe SSD:er.

När det gäller äldre styrkretsar, garanterar inte Intel kompatibilitet med 8-seriens styrkretsar och äldre. Huvudproblemet här är att moderkortets OEM-tillverkare vanligtvis inte är villiga att stödja äldre styrkretsar i form av BIOS-uppdateringar och SSD 750 (och NVMe i allmänhet) kräver vissa BIOS-modifieringar för att vara startbar. Som sagt, vissa äldre moderkort kan fungera bra med SSD 750, men jag föreslår att du gör lite forskning online eller kontaktar moderkortstillverkaren innan du trycker på avtryckaren på SSD 750.

Startbar? Ja

Förståeligt nog är den stora frågan många av er har om SSD 750 kan användas som en startenhet. Jag har bekräftat att enheten är startbar i min testbädd med ASUS Z97 Deluxe moderkort med senaste BIOS och den bör vara startbar på alla moderkort med rätt NVMe-stöd. Intel kommer att ha en lista över moderkort som stöds på SSD 750-produktsidan, som alla är X99- och Z97-baserade för tillfället, men stödet kommer sannolikt att utökas med tiden (det är upp till moderkortstillverkarna att släppa en BIOS-version med NVMe-stöd).

Dessutom vet jag att många av er vill se några verkliga tester som jämför NVMe med SATA-enheter och jag arbetar på en grundläggande testsvit för att täcka det. Tyvärr hade jag inte tid att ta med den i denna recension på grund av denna och förra veckornas NDA, men jag kommer att publicera den som en separat artikel så snart den är klar. Om det finns några specifika tester som du skulle vilja se, känn efter free för att komma med förslag i kommentarerna nedan så ska jag se vad jag kan göra.