2015年，Intel 首款消費(fèi)級(jí)NVMe傳輸規(guī)范的PCI-E 3.0 SSD--750系列終于到來，比AHCI更進(jìn)的NVMe規(guī)范，比SATA更快的PCI-E 3.0傳輸接口。

編輯評(píng)價(jià)

隨著SSD產(chǎn)品的性能暴漲，SATA接口已成限制著SSD性能的絆腳石。而Intel 750 PCI-E SSD的推出，向我們展示PCIe-NVMe 才是未來SSD的發(fā)展趨勢。

機(jī)械硬盤讀取延遲比較高，尤其是讀取零散存放在硬盤各個(gè)位置的小文件，性能尤其令人糟心。人們想通過各種方法技術(shù)去優(yōu)化它，AHCI就是被普遍采用的一種技術(shù)。AHCI （Serial ATA Advanced Host Controller Interface）串行ATA高級(jí)主控接口的縮寫，是在Intel的指導(dǎo)下，由多家公司聯(lián)合研發(fā)的接口標(biāo)準(zhǔn)，它允許存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)程序啟用高級(jí)串行 ATA 功能，如NCQ這樣專門縮減尋道時(shí)間的優(yōu)化方式。綜合來看，AHCI相比于之前IDE，能夠提升硬盤綜合性能大約10-30%。

然而，SSD與機(jī)械硬盤工作原理完全不同，前者采用電信號(hào)存儲(chǔ)，使用存儲(chǔ)介質(zhì)是硅芯片；后者采用磁信號(hào)存儲(chǔ)，存儲(chǔ)介質(zhì)是磁盤。機(jī)械硬盤最快傳輸速度僅僅200MB/s上下，SSD的性能卻遠(yuǎn)超過這一數(shù)值。這樣一來，專為機(jī)械硬盤設(shè)計(jì)的AHCI優(yōu)化并不太適合SSD設(shè)備上。溫徹斯特硬盤就像是工業(yè)時(shí)代遺留下來的產(chǎn)物，當(dāng)我們早已跨過信息時(shí)代，向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代邁進(jìn)時(shí)，你看發(fā)現(xiàn)工業(yè)時(shí)代的機(jī)械硬盤與這個(gè)時(shí)代格格不入。還好，SSD固態(tài)硬盤的出現(xiàn)，摧枯拉朽般就推翻HDD幾十年建立的存儲(chǔ)王國。HDD的失敗在于它的性能瓶頸根本無法突破，而SSD的成功卻相反，沒人知道它的性能極限在哪里。

2007年，Intel 就召集相關(guān)廠商 ，包括三星、美光、戴爾、Marvell 、NetAPP、EMC、IDT等，成立了NVMe小組，準(zhǔn)備著手在即將到來SSD時(shí)代建立新的存儲(chǔ)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。而他們的目標(biāo)，就是要將未來存儲(chǔ)產(chǎn)品的性能，從SATA和AHCI之中解放出來。2015年，Intel 首款消費(fèi)級(jí)NVMe傳輸規(guī)范的PCI-E 3.0 SSD--750系列終于到來，比AHCI更進(jìn)的NVMe規(guī)范，比SATA更快的PCI-E 3.0傳輸接口（雙向帶寬高達(dá)8GB/s），再加上1.2TB超大容量，1.25GB變態(tài)緩存空間，怪獸級(jí)性能表現(xiàn)，堪稱當(dāng)前最強(qiáng)性能的消費(fèi)級(jí)SSD。

2011年時(shí)，Non-Volatile Memory Express 非易失性存儲(chǔ)器標(biāo)準(zhǔn)即NVMe規(guī)范正式出爐，這是專門針對NVND閃存和下一代存儲(chǔ)設(shè)備所提出的規(guī)范。它基于閃存的特點(diǎn)而研發(fā)，其目的是盡可能縮小存儲(chǔ)系統(tǒng)和內(nèi)存帶寬之間的差距。NVMe面向的是PCIe SSD，原生PCIe主控與CPU直接相連，而不是傳統(tǒng)方式，通過南橋控制器中轉(zhuǎn)，再連接CPU。NVMe精簡了調(diào)用方式，執(zhí)行命令時(shí)不需要讀取寄存器；而AHCI每條命令則需要讀取4次寄存器，一共會(huì)消耗8000次CPU循環(huán)，從而造成2.5μs的延遲。

NVMe的另一個(gè)重點(diǎn)則是提高SSD的IOPS（每秒讀寫次數(shù)）性能。如果我們有詳細(xì)了解過SSD的主控參數(shù)，應(yīng)該知道會(huì)有隊(duì)列深度這個(gè)參數(shù)。理論上，IOPS=隊(duì)列深度/ IO延遲，故IOPS的性能，與隊(duì)列深度有較大的關(guān)系（但I(xiàn)OPS并不與隊(duì)列深度成正比，因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用中，隨著隊(duì)列深度的增大，IO延遲也會(huì)提高）。市面上性能不錯(cuò)的SATA接口SSD，在隊(duì)列深度上都可以達(dá)到32，然而這也是AHCI所能做到的極限。但目前高端的企業(yè)級(jí)PCIe SSD，其隊(duì)列深度可能要達(dá)到128，甚至是256才能夠發(fā)揮出最高的IOPS性能。而NVMe標(biāo)準(zhǔn)下，最大的隊(duì)列深度可達(dá)64000。此外，NVMe的隊(duì)列數(shù)量也從AHCI的1，提高了64000。

在功耗方面，NVMe加入了自動(dòng)功耗狀態(tài)切換和動(dòng)態(tài)能耗管理功能，設(shè)備從能耗狀態(tài)0閑置50ms后可以迅速切換到能耗狀態(tài)1，在500ms閑置后又會(huì)進(jìn)入能耗更低的狀態(tài)2。雖然切換能耗狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生短暫延遲，但閑置時(shí)這兩種狀態(tài)下的功耗可以控制在非常低的水平，因此在能耗管理上，相比起主流的SATA接口SSD擁有較大優(yōu)勢，這一點(diǎn)對增加筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備的續(xù)航尤其有幫助。另外，因?yàn)樵鶳CIe可以與CPU直連，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)沒有了中間轉(zhuǎn)接過程所產(chǎn)生的功耗，也會(huì)在一定程度上降低能耗。

相比于傳統(tǒng)的AHCI，NVMe規(guī)范擁有更多的優(yōu)勢。早就2013年，三星就推出2.5英寸NVMe固態(tài)硬盤XS1715系列，Intel 也在2014年發(fā)布了多款NVMe SSD，包括DC P3700、DC P3600、DC P3500。不過，在消費(fèi)級(jí)市場，雖然也看到不少PCI-E接口SSD，但均為AHCI模式，并非NVMe。隨著Intel 750 PCI-E 3.0 SSD的推出，才正式宣告NVMe SSD進(jìn)入消費(fèi)端市場。

Intel 750系列 PCI-E 3.0 SSD擁有兩種容量，分別是400G及1.2TB。PCI-E 3.0 NVMe接口傳輸，完全打破傳統(tǒng)SATA3.0 僅600MB/s的傳輸極限。從官方給數(shù)據(jù)來看，性能極為恐怖，400GB的持續(xù)讀寫速度高達(dá)2200、900MB/s，4K隨機(jī)讀寫性能達(dá)到430K/230K IOPS，而1.2TB的持續(xù)讀寫更是高達(dá)2400、1200MB/s，4K隨機(jī)讀寫性能高達(dá)440K/290K IOPS，目前幾乎沒有一款SSD能達(dá)到這樣性能傳輸上限。

Intel 750是一款采用PCI-E 3.0x4接口的SSD，其雙向帶寬達(dá)到8GB/s，不過目前在售的所有Intel主板的PCH芯片組都只能支持PCI-E 2.0標(biāo)準(zhǔn)，因此它在Z97、Z87、B85等主流主板上必須直連CPU才能發(fā)揮出最大性能，這就意味著用戶得犧牲部分顯卡帶寬與性能，來換取存儲(chǔ)性能上的提升。即使支持PCI-E3.0標(biāo)準(zhǔn)的Intel 100系列芯片組上市，我們也建議PCI-E SSD與CPU直連，以便降低延遲，提升存儲(chǔ)性能。

目前，絕大部分的主板只支持IDE、AHCI及RAID三種存儲(chǔ)設(shè)備的工作模式。想要讓主板支持NVMe工作模式，廠商就必須對主板BIOS進(jìn)行升級(jí)。不過Intel 宣稱不保證8系列芯片組以及以前產(chǎn)品的兼容性，主要是主板廠商可能不愿意修改老芯片的BIOS，因此想加入NVMe以及引導(dǎo)系統(tǒng)的功能，要留意所有的主板BIOS里有無增加NVMe標(biāo)準(zhǔn)更新。從實(shí)際使用情況來看，有支持NVMe的主板，并不會(huì)像AHCI那樣有一個(gè)工作模式，但可以識(shí)別出NVMe SSD。

軟件端，目前Windows 8.1及Windows10都已內(nèi)置了微軟的NVMe驅(qū)動(dòng)，在Windows7或更低版本的系統(tǒng)，要手動(dòng)安裝Intel 官方的NVMe驅(qū)動(dòng)才能在系統(tǒng)中識(shí)別出Intel 750系列 PCI-E SSD。我們建議使用時(shí)，還是安裝Intel 官方驅(qū)動(dòng)，因?yàn)镾SD使用微軟自帶的NVMe驅(qū)動(dòng)所發(fā)揮出的性能遠(yuǎn)低于Intel 驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)，連續(xù)讀取速度甚至不到Intel驅(qū)動(dòng)的一半。

本次測試我們主要測試Intel 750 SSD 1.2TB SSD的理論性能以及實(shí)際應(yīng)用測試，使用前需在官網(wǎng)下載專用驅(qū)動(dòng)并保證SSD 4K對齊。理論測試軟件分為AS SSD Benchmark。

AS SSD Benchmark是一款專門的固態(tài)硬盤基準(zhǔn)性能測試，它的測試內(nèi)容很全面，包括了4個(gè)方面的測試（順序讀寫、4K隨機(jī)讀寫、64線程4K讀寫、尋道時(shí)間）。在測試中，測試文件的大小為1G Byte。通過AS SSD Benchmark的測試，可以很全面的了解一款SSD的性能。

2400/1200 MB/s的持續(xù)讀寫、440，000/290，000 IOPS的隨機(jī)讀寫的成績，足以讓Intel 750成為目前消費(fèi)級(jí)SSD的翹楚。而回歸Intel 750 SSD本身，支持18通道CH29AE41AB0主控搭配32顆優(yōu)質(zhì)20nm MLC顆粒，以及支持NVMe接口標(biāo)準(zhǔn)的PCIe 3.0×4接口，超強(qiáng)性能的基礎(chǔ)正在于此。