性能怪兽来袭！点燃速度之旅，Intel 750系例PCI-E SSD

　　经过漫长的等待后，今年专为固态硬盘设计的NVMe规范终于在消费级固态硬盘上得到应用——最大连续传输速度突破2000MB/s、AS SSD总分高达3700以上。怪兽级性能表现，堪称当前最强性能的消费级SSD，没有之一！

　　背景小知识什么是NVMe?这个新规范就是在2011年出炉的Non-Volatile Memory Express非易失性存储器标准，即NVMe标准一专门针对NAND闪存和下一代存储设备所提出的规范。它基于闪存存储设备的的特点而研发，其目的是尽可能缩小存储系统带宽和内存带宽之间的差距。该规范出台后，就迅速得到了企业级产品的应用，而在消费级产品上则要晚不少，直到今年才有极少的新产品采用了该规范。目前它的最新标准是NVMe 1.2，公布于2014年11月3日。

NVMe 标准拥有下列特性

1. 在命令执行或者结束时不再需要读取相关寄存器
2. 支持最多可达64K 的I/O 队列，每个队列支持64K 的命令
3. 每个队列拥有明确的优先级以及明确的仲裁机制
4. 完成一个4KB 指令读取请求的所有信息必须包含在64B 的命令中
5. 采用高效和流线型命令集
6. 支持中断指令以及中断指令聚合
7. 支持多重命名空间
8. 有效支持诸如SR-IOV 这样的I/O 虚拟化架构
9. 高效的错误报告和管理系统
10. 企业功能支持端对端的数据保护，支持多路径I/O 等 更低的延迟在PC的存储系统中，延迟总是来源于设备、控制器和软件。比起AHCI，NVMe可以大幅度降低控制器和软件接口部分的延迟，一是因为NVMe面向的是PCIe SSD，原生PCIe主控与CPU直接相连，而不是通过南桥控制器中转，再连接CPU； 二是NVMe精简了调用方式，执行命令时不需要读取寄存器，而AHCI每条命令则需要读取4次寄存器，一共会消耗8000次CPU循环，从而造成2.5微秒的延迟。更高的传输性能相对于SATA、PCI- E M.2等传统产品，NVMe在带宽上所受的限制要小很多，支持PCI- E 3.0 x4的NVMe控制器最多可以提供双向8GB/s，单向4GB/s的带宽。同时，NVMe标准的另一个重点在于提升存储系统的IOPS每秒读写次数。AHCI支持存储系统一次最多执行1个队列，每个队列32条指令。NVMe标准理论上存储系统一次最多可执行64K(64000个)队列，并且允许每个队列拥有64K的命令。在支持队列增加后，存储系统多任务的读写性能将得到明显的提升。此外，NVMe将对多核心处理器进行更好的优化，新加入的中断模式支持可以让多个处理器核心同时向NVMe控制器发出命令，这对企业级用户来说是极为有用的功能。更出色的功耗控制首先，NVMe由于不需要更多的转接功能，可以直接和CPU通讯，节省了中间步骤，带来了能耗比的提高。其次，NVMe增加了自动功耗状态控制系统，这将带来能耗的显著降低。举例来说，设备启用时，维持在0等级的能耗，此时功耗大约4W左右，进入和退出延迟都在10微秒，速度非常快。接下来，当设备闲置50微秒后，系统就会自动进入能耗等级1，这个时候功耗大约会降低至10mW，与此相应的是进入和退出设备所需要的延迟增加，分别是大约10毫秒和5毫秒。当设备继续闲置50毫秒时，设备还可以进入能耗等级3，这个时候总功耗就会低于1mW，进入和退出的延迟会继续拉长至15毫秒和30毫秒。拥有这样的功耗控制后，NVMe的能耗比会有比较明显的提升，尤其是对于笔记本电脑、平板电脑等移动设备来说，能带来电池续航时间的延长。

 “Intel 750系列 PCI-E 3.0 SSD拥有两种容量，分别是400G及1.2TB。PCI-E 3.0 NVMe接口传输，完全打破传统SATA3.0 仅600MB/s的传输极限。性能极为恐怖，400GB的持续读写速度高达2200、900MB/s，4K随机读写性能达到430K/230K IOPS，而1.2TB的持续读写更是高达2400、1200MB/s，4K随机读写性能高达440K/290K IOPS，目前几乎没有一款SSD能达到这样性能传输上限。既然在技术上拥有这么多优势，那么Intel 750系列NVMe SSD的成绩是否真的如此惊人？下面就请大家同我们一起欣赏首款消费级NVMe英特尔750 PCI- E 3.0 1.2TB SSD的精彩表演。IntelSSD首款消费级NVMe SSD 英特尔750 SSD测试数据大赏
1.基准性能测试

2.实际应用全面测试

3.PCMark 8存储模块测试

4.高队列深度应用测试

　　总而言之虽然首款NVMe消费级SSD最后所表现出的主要优势仍在服务器端，但从技术层面上来看，它无疑是未来发展的方向——PCI- E 3.0 x4带宽、18通道主控设计、更低的访问延迟、更高的批量指令执行能力，以及对多核心处理器的优化，每一个技术特点都是当今其他消费级SSD所竭力追求的技术方向。我们有理由相信，NVMe技术标准势必将替代AHCI全面导入到SSD行业，而SSD也将很可能由此掀起从SATA到PCI- E的转换，为存储设备的下一次提速打下基础。

【联强简介】

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