為了追求效能，通常會認為需換上更快的處理器、頻率更高、容量大的內(nèi)存、以及更高等級的顯示適配器，但往往忽略了儲存裝置的重要性，若儲存裝置帶寬沒有一并提升，整體系統(tǒng)效能便會大打折扣，無法得到有效提升。隨著PCIe Gen5問世，以及芯片大廠Intel、AMD相繼投入的局勢下，PCIe Gen5已成為接下來高性能系統(tǒng)關(guān)鍵角色之一。

PCIe Gen5備受矚目之原因：

以較直接的角度來看，PCIe Gen5效能速率(Link Speed)為前一世代PCIe Gen4的2倍：前者的規(guī)格速度可高達32GT/s ，后者的規(guī)格速度則為16GT/s；且PCIe Gen5擁有16倍 (x16) 通道的帶寬，可高達128GBps的速度。高帶寬所帶來的優(yōu)點在于：不同的連接裝置可依其需求來平衡帶寬及其成本。舉例來說，對于可使用較少信道的裝置來說，典型的像SSD，一般只需x4通道即可。而對于一些有高帶寬需求的設備，則可充分利用x16通道，例如：人工智能/高效能運算卡。儲存裝置大廠也陸續(xù)發(fā)表基于PCIe Gen5的SSD，讓儲存裝置也從PCIe Gen4之后有了進化的契機。

各種不同情況的SSD效能實例分享

PCIe Gen5效能強悍，但若只使用一般市面上的系統(tǒng)來測試其效能程度，會有平臺效能不夠的疑慮存在，讓數(shù)據(jù)大打折扣，無法完整發(fā)揮產(chǎn)品效能。百佳泰擁有專業(yè)的PCIe Gen5 SSD測試平臺”SANBlaze RM5”可以進行效能驗證。

百佳泰以實際數(shù)據(jù)分析企業(yè)級PCIe Gen5 SSD并評鑒其效能，完整不藏私的將其效能數(shù)據(jù)以及特性揭露，除了PCIe Gen5 SSD的效能信息，我們也挑選了另一高規(guī)格企業(yè)級的Gen 4 SSD來進行相同的效能測試，我們考慮現(xiàn)實使用者情境下可能的應用，以不同的檔案讀寫應用比較不同PCIe世代SSD效能表現(xiàn)。

1. 大檔循序讀取效能：

應用場景：影片播放瀏覽、大型檔案讀取瀏覽、3A游戲執(zhí)行加載等

關(guān)于大檔128KB循序讀取的效能表現(xiàn)，首先我們從PCIe Gen5 SSD表現(xiàn)來看，此次用來執(zhí)行效能測試的PCIe Gen5儲存裝置為Samsung PM1743 Gen5 U.2 SSD，從官網(wǎng)可以得知其效能強大，實際是否真的是如此? 讓我們透過實際測試來一探究竟。

在序列深度1的情況下，可以看到效能將近1.5GB/s，也可觀察到此時的功耗約在8~9W中間排徘徊，以只有設定序列深度1的情況來說，效能著實不凡。

接著我們將序列深度設置到128，以多線程的角度來觀察其效能變化為何，下圖中發(fā)現(xiàn)其效能明顯提升至約13GB/s，同時功耗部份也來到了18~19W之間的高功耗。從這效能結(jié)果來看可以發(fā)現(xiàn)Gen5 SSD效能強悍。

在此同時我們也來看看相同效能測試下，PCIe Gen4 SSD的效能表現(xiàn)如何。此次我們選用的PCIe Gen4儲存裝置為Intel D7-P5620 U.2 SSD。

在相同測試條件下，序列深度1的部份效能約在2GB/s，對比Gen5 SSD表現(xiàn)較好。

但在序列深度設定為128的情況下，效能約只有3.5GB/s，對比Gen5 SSD效能明顯低了許多，從這邊也能夠看出Gen5 SSD在循序讀取效能是比Gen4 SSD要來的好。

2. 大檔循序?qū)懭胄埽?/span>

應用場景：定期系統(tǒng)備份、影片備份儲存、下載大型檔案

關(guān)于大檔128KB循序?qū)懭氲男鼙憩F(xiàn)，一樣先從Gen5 SSD來看。對于循序?qū)懭雭碚f，序列深度設置大小與效能無正相關(guān)，因此這部份直接來看序列深度128的效能表現(xiàn)。大檔循序?qū)懭氲男芗s在3GB/s，算是相當不錯的表現(xiàn)。

那么在Gen4 SSD的循序?qū)懭氡憩F(xiàn)如何呢? 從下表可以看出效能落在約1.4GB/s，約只有Gen5 SSD的效能一半。從這邊可以了解到在大檔下，Gen5 SSD能比Gen4 SSD得到更佳的效能表現(xiàn)。

3. 小檔隨機讀取效能：

應用場景：執(zhí)行讀取應用程序、病毒防護掃描、閱覽文件檔案

看完了大檔循序讀寫得效能比較后，接著我們來比較小檔隨機讀取的部份。關(guān)于小檔4KB隨機讀取，一樣先從Gen5 SSD的部份來看，在序列深度1的情況下，Gen5 SSD小檔隨機讀取的效能約在60MB/s左右。

不過到了序列深度128的情況，效能有了爆發(fā)性的成長，直接跳到了將近3GB/s，其效能表現(xiàn)已接近部份Gen3/4 SSD循序讀取的表現(xiàn)。

接著比對Gen4 SSD的小檔隨機讀取效能表現(xiàn)，在序列深度1的情況下，效能約在60MB/s左右，與Gen5 SSD差異不大。

到了序列深度128的情況下，與Gen5 SSD相同，效能有了顯著的提升，約達1.7GB/s。但與Gen5 SSD的表現(xiàn)比較下，還是稍遜一截。

4. 小檔隨機寫入效能：

應用場景：文書編輯處理、 短影音創(chuàng)作、數(shù)據(jù)庫寫入

最后我們來觀察小檔隨機寫入的部份，關(guān)于小檔4KB隨機寫入，先從Gen5 SSD的部份來看，在序列深度1的情況下，Gen5 SSD小檔隨機寫入的效能約在250MB/s左右。

接著來看序列深度128的情況為何，這邊出現(xiàn)了跟前面截然不同的表現(xiàn)，可以看到在測試前期效能可以在3.3GB/s左右，不過隨著寫入容量增加，效能也掉到了約650MB/s左右，寫入效能明顯衰退。

比對Gen4 SSD的小檔隨機寫入效能表現(xiàn)，在序列深度1的情況下，效能約在250MB/s左右，與Gen5 SSD差異不大。

而在序列深度128的情況下，我們可以看出這顆Gen4 SSD寫入效能約在1.4GB/s，雖然明顯比Gen5 SSD效能低落，只有一半左右，不過其SSD寫入效能可以持續(xù)維持到測試結(jié)束，效能表現(xiàn)一致。

從以上效能測試數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，Gen 5 SSD在大多數(shù)情況下效能表現(xiàn)明顯超越Gen4 SSD，Gen 5 SSD效能能夠在我們強大的測試平臺上完整發(fā)揮其強大的效能。除了大方向的效能優(yōu)越外，也能找出隨機寫入效能衰退的情形。透過平臺數(shù)據(jù)，更能快速了解其產(chǎn)品效能水平及其特性。百佳泰專家顧問能快速提供對應的方向來協(xié)助客戶進行產(chǎn)品質(zhì)量提升。

Faster, Easier, Better！儲存裝置顧問服務

以上案例百佳泰顧問團隊有能力考慮用戶應用，驗證SSD產(chǎn)品的效能，同時還能以多年的業(yè)界經(jīng)驗可以根據(jù)產(chǎn)品作客制化測試規(guī)劃，提供最佳的顧問服務，幫助客戶排除大部分可能遇到的問題，減少實際應用風險。

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擁有業(yè)界高頻高速設備的導入，能更快速的協(xié)助客戶面對各種SSD驗證問題，除了基礎驗證以外，更能為客戶解決效能驗證，若客戶有客制化驗證需求，也能在第一時間提案協(xié)助客戶解決。

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多樣化測試驗證設備，能夠讓客戶能體驗到一站式服務，舉凡產(chǎn)品前期的訊號問題，產(chǎn)品上市前的驗證，高溫震動摔落測試，產(chǎn)品上市后的效能以及可靠度質(zhì)量檢測。百佳泰都能提供一條龍相對應的服務，簡化客戶對于驗證測試找尋不到相對應的窗口的煩惱。

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專業(yè)的技術(shù)團隊以及多種不同測試環(huán)境與儀器設備，一旦發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在著相關(guān)潛在風險，百佳泰將可協(xié)助客戶厘清問題可能發(fā)生的原因、同時提供客制化驗證及建議的解決方案，完整分析其利弊以利客戶決策并解決問題。

若您有任何無線場域模擬驗證需求，立即填寫下方的聯(lián)系窗口與我們聯(lián)系！

立即回顧SANBlaze RM5相關(guān)文章：?AI應用一路狂飆，PCIe 5.0 SSD能否應對性能挑戰(zhàn)？

隨著人工智能、云端運算蓬勃發(fā)展，系統(tǒng)對于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟛粩嗌仙琍CI Express（PCIe）成為服務器應用最廣的傳輸技術(shù)，尤其在高效能運算 HPC（High Performance Computing）及AI服務器幾乎皆導入了最新的PCIe 5.0規(guī)格，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p向吞吐量達到了128GB/s，讓這兩類的服務器能夠發(fā)揮最大的效能。不過隨著PCIe 5.0的頻率達到16GHz，PCB板因為高頻而導致訊號衰減加劇的特性，使得廠商面臨很大的技術(shù)挑戰(zhàn)。如何降低訊號衰減、增快訊號傳遞，已成為產(chǎn)業(yè)界迫切需要解決的問題。對此，相關(guān)業(yè)者于設計中會導入更多的高頻纜線以延伸PCIe通道的長度，讓所有的高速裝置能夠整合進一臺服務器里面。

高頻纜線「這些特性」藏危機？

當高頻纜線導入數(shù)量越來越多時，高頻纜線的質(zhì)量驗證變的越來越重要。影響高頻纜線質(zhì)量的特性包含Insertion Loss，Return Loss及Crosstalk，當這些特性不好時會有下面的潛在風險:

1.Insertion Loss

Insertion Loss過大時會導致訊號衰減加劇，進而影響傳輸距離及帶寬。

2.Return Loss

Return Loss過大時會導致訊號的反射及干擾，進而影響訊號的質(zhì)量。

3.Crosstalk

Crosstalk會導致訊號被干擾而失真，降低訊號質(zhì)量。

上述的潛在風險可能導致訊號降頻傳輸及誤碼率過高，進而使整臺服務器效能降低，更嚴重者將導致裝置功能失效或造成系統(tǒng)重啟的風險。

高頻纜線的價格為一般纜線的幾十甚至幾百倍，少則幾十塊美金，多則上百元美金，因此當高頻纜線的質(zhì)量出問題時，所損失的金額是非常巨大的。高頻纜線的質(zhì)量驗證在之前是一個很耗時的工作，一條纜線的量測時間可高達八小時以上，這使得采購者很難去要求整批全數(shù)地驗證。

高頻纜線驗證的未來不能沒有它！

百佳泰知道客戶及廠商的困難，因此開發(fā)的一套Allion Cable-Connector Multiport System 40G (ACMS4) AI/Automation Solution。此套自動化解決方案主要的目的為實現(xiàn)高頻纜線全數(shù)質(zhì)量驗證的可行性，以上述的例子，它能將八小時的量測時間縮短到三分鐘內(nèi)，使得客戶在采購每一批纜線時能夠驗證每一條的質(zhì)量，廠商也能利用此自動化套解決方案達到全數(shù)的工廠履歷，并能追溯到每一條的質(zhì)量記錄，創(chuàng)造同業(yè)之間的優(yōu)勢。

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最高可達180倍的量測時間，實現(xiàn)纜線全數(shù)質(zhì)量驗證的可行性

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1. 全自動化量測，達到一致性的測試質(zhì)量，避免人為失誤
2. 支持眾多類型的高頻纜線，如PCIe 5.0, SAS4, MCIO, GenZ, QSFP28/56及QSFP-DD

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1. 可依客戶需求客制化量測項目及判斷標準
2. 可以協(xié)助客制化非標準規(guī)格的測試治具
3. 除高頻纜線外，也支持高頻連接器的量測

若您對于高頻纜線及連接器顧問咨詢服務有相關(guān)的進一步需求，歡迎與我們聯(lián)系，百佳泰服務團隊將誠摯為您服務！

PCIe的緣起與介紹

Peripheral Component Interconnect Express?簡稱 PCIe，是?一種?高速串行計算機擴展總線標準，?是 PCI 規(guī)格?的?延伸。?PCIe 總線?由?英特爾(Intel)公司?于 2004年?發(fā)表，?最初?是?針對?高速?的?聲音?與?影像?串?流處理?所?設計，?后來??用以?提升?量?測?裝置?到?計算機?內(nèi)存?的?數(shù)據(jù)?傳輸?率；?PCIe 可達?傳統(tǒng) PCI 總線?的 30 倍?速度。

PCIe擁有更快的速率，所以幾乎取代了以往所有的內(nèi)部總線（包括AGP和PCI）?，F(xiàn)在英特爾和AMD已采用單芯片組技術(shù)，取代原有的南橋/北橋。

隨著科技的進步，PCB空間最小化以及存儲裝置可實現(xiàn)更快的速度。

SATA3.0理論最高帶寬只有6Gbps，此類SSD實際傳輸速度能達到600MB/S。

而PCI- E 3.0 X4總線的帶寬高達 32Gbps，此類SSD實際傳輸速度可以輕松突破1000MB/S大關(guān)，頂級產(chǎn)品甚至可以達到2000MB/S以上。

PCIe 在SSD上的應用- M.2 & U.2 Interface

PCIe應用將會越加廣泛，界面也不僅只有標準PCIe 連接器。而會因應市場變化延伸出主流的M.2 & server與應用為主的U.2 (SFF-8639)。PC 市場mSATA漸漸被 M.2 取代， U.2 (SFF-8639)將相容SATA/SAS/NVMe。

基本上U.2與 M.2 相同，最高可以提供 32Gbps 的帶寬。

既然帶寬相同，為何要推出不同的接口？

一般主板面積有著相當大的限制，無法允許無限加入 M.2 插槽。另一方面，U.2 也無法在輕薄的筆記本電腦上導入，因此 M.2 與 U.2 兩種接口并存是必要的事情，因為它們針對不同環(huán)境做應用。

簡言之，兩者差異如下：

• M.2 界面：主打輕薄的筆記本電腦/臺式電腦
• U.2 (SFF-8639)界面：主打臺式電腦/Server

M.2：

M.2有許多模塊類型，主要用于PCIe應用的如下 A/B/E/M key 四種。

辨別方式為針腳缺口位置

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U.2 (SFF-8639)：

U.2 (SFF-8639)可相容SATA/SAS/NVMe(如下圖)

Photo Sources : PC PERSPECTIVE

百佳泰可執(zhí)行的PIC-SIG compliance 測試項目如下:

測試環(huán)境:

Signal Quality :

Receiver Jitter Test

Link/Transaction Protocol Test:

Eye Pattern test Fail

Preset test fail:

PCIe測試領(lǐng)域適用對象:

目前PCIe 取證還是需要廠商親自參加PCI-SIG舉辦的workshop，并通過所有的compliance test。

百佳泰可以提供與workshop測試相同的測試環(huán)境，讓客戶提早了解以及解決產(chǎn)品PCIe上的問題，使得客戶產(chǎn)品能在短短的三天內(nèi)的workshop取證過程順利，以節(jié)省時間與金錢的成本，若有任何相關(guān)疑問，還請與百佳泰聯(lián)系。

PCIe 3.0的技術(shù)架構(gòu)上相較于PCIe 2.0有了顯著的改進，同時也在制造面、成本、功耗、設計復雜度與兼容性之間進行適當取舍并截取優(yōu)化的部份。 此一更新加速了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，并能提?28/130bit數(shù)據(jù)譯碼機制和8 gigatransfers/s(GTps)的速率。根據(jù)知名媒體網(wǎng)站Benchmark Reviews指出，隨著數(shù)據(jù)速率的提升，“基于PCIe 3.0架構(gòu)下的產(chǎn)品設計將可以達到單信道單向數(shù)據(jù)傳輸速率1GB/s的表現(xiàn)，這意味著在16條雙向通道完全打開的情況下，其數(shù)據(jù)傳輸速率將達到32GB/s”。 PCIe 3.0完全向下兼容于過去幾代的PCIe架構(gòu)，并針對高容量傳輸接口進行改良設計。

“相較于前幾世代的工作頻率，新版本的PCIe規(guī)格頻寬幾乎是前者的兩倍之多。” Insight 64研究員Nathan Brookwood于一新聞稿中表示。”最新的PCIe技術(shù)規(guī)格架構(gòu)者與設計者在不斷推進技術(shù)深度的同時，也致力于維護前兩代與裝置的兼容性。顯少有一個先進的技術(shù)標準可以這樣持續(xù)的融合三個不同的進化周期。從這樣一個可以延伸擴展的進化模式，不僅證明了PCIe 3.0開發(fā)者的獨創(chuàng)性外，同時也證明了早期版本開發(fā)者的遠見與洞察力。”

我們很高興此等待已經(jīng)結(jié)束，我們期待藉由PCIe的測試服務，能幫助開發(fā)業(yè)者為市場提供令人振奮的PCIe新版規(guī)格產(chǎn)品。