PCIe 4.0 - Wieso nur auf Papier doppelt so schnell wie 3.0?

[davidnet]

Und warum fährt er nur 300 km/h? Eine gerade Straße würde auch 600km/h erlauben. So wie der PCI 4.0 Bus auch wesentlich mehr erlaubt als die SSD Controller leisten können.

Shadow127 hats ja geschrieben, mit dem ThrustSSC.
Klar erlaubt der Bus mehr, aber es geht ja darum wieso diese Entwicklung bei SSDs so «langsam» ist im Gegensatz zu Grafikchips o.Ä. welche auch jedes jahr +- 20% schneller werden.

Und um der Sache zu dienen, Golem hatte einen informativen Artikel, was man für kommende Controller von der Konkurrenz erwarten kann: https://www.golem.de/news/pm1733-samsungs-pcie-gen4-ssd-macht-die-8-gbyte-s-voll-1908-143144.html

- SK Hynix hat mit der PE8030 laut Heise eine SSD mit bis zu 6,4 TByte Kapazität und einer Geschwindigkeit von bis zu 6,4 GByte/s lesend ausgestellt.

- Toshiba liefert die CM6-Reihe mit bis zu 30 TByte als 2,5-Zoll-Varianten aus und spricht ebenfalls von bis zu 6,4 GByte/s als sequenzielle Transferrate, weitere Details gibt es nicht.

- Von Silicon Motion (SMI) soll es 2020 mit dem SM2264 und dem SM2267 weitere SSD-Controller für Endkunden-SSDs geben: Der SM2264 mit acht Kanälen für 16 TByte schafft per PCIe Gen4 x4 bis zu 6,5 GByte/s und 3,9 GByte/s als Lese- sowie Schreibrate.

- Für Endanwender wird es neben den Controllern von Phison bald auch SSDs mit Chips von Silicon Motion geben.

Also wäre die gewünschte Antwort auf meinen Thread gewesen - kauf die CPU und das Mainboard, warte jedoch mit der SSD noch bis Q1/Q2 2020. Denn PCIe 4.0 wird 2020 von neuen Controllern bis ans Limit gefordert und du kannst nichts falsch machen wenn du nun ein teures PCIe 4.0 Mainboard kaufst, im Gegenteil.

Merci.

 

[ameisenbaer]

ber es geht ja darum wieso diese Entwicklung bei SSDs so «langsam»

PCIe4 ist doch für Comsumer erst ein paar Monate verfügbar... Intel hat das noch überhaupt nicht im Angebot.

 

[moshimoshi]

Corsair MP600 2TB

Corsair MP600 1TB

Benchmark

 

[Kerash]

Also wenn du meinst irgendwelche Hersteller entwickeln absichtlich schlechte/langsame Sachen oder dass die Entwicklung doch viel schneller gehen könnte, dann hab ich einen Rat für dich:
Such dir nen Job in der Branche und schau dir Mal "von innen" an, wie sowas geht... Da kann man nicht einfach die Frequenz hochdrehen oder mehr Chips für Parallelisierung dazukleben... Da habt noch so viel mehr dran, was damit wieder zu neuen Problemen führt.
Alles wird mit der Zeit schneller/besser, solange die Entwicklung nicht an physikalische Grenzen stößt, aber es braucht eben auch seine Zeit, um etwas zu a) entwickeln, b) verifizieren (du willst ja keine Controller, die öfters Mal fehlerhaft lesen/schreiben) und c) das ganze dann noch wirtschaftlich zu produzieren. Viele Entwicklungen in der Richtung gehen eben erstmal in den Servermarkt, weil da die Bereitschaft höher ist, mehr zu zahlen und dort die Bandbreite meistens auch besser ausgenutzt werden kann. Wenn sie Massenfertigung fortgeschritten ist und das Design noch weiter optimiert ist, wodurch es auch billiger wird rentieren sich dann auch Endverbraucherversionen.

 

[Holt]

Wenn es nicht alleine um den Spitzendurchsatz geht, sondern um die Reallife-Performance,
dann wäre die Intel Optane sicherlich auch einen Blick wert:
https://www.tomshardware.com/news/intel-optane-vs-samsung-z-nand-ssd,38987.html

Eben und warum sind sie im Alltag so schnell? Einfach weil die Medien haben deren Latenz gering als bei den üblichen SSDs ist!

Corsair MP600 1TB

Benchmark

Und was sieht man da schön? Bei 4k Q1T1 also QD1 mit einem Zugriffe zur Zeit kommt sie mit 57MB/s auch nicht weiter als die anderen SSDs. Die Optane und Samsungs Z-SSDs schaffen da viel höhere Werte. Die normalen SSDs brauchen viele parallele und lange Zugriffe um auf hohe Transferraten zu kommen, wie man sieht bencht CrystalDiskMark deswegen ja auch die sequentiellen Werte mit 32 parallelen Zugriffen über je 128k und die IOPS seht hier ja selbst, Q8T8 sind 8 Threads mit je 8, insgesamt also 64 parallele Zugriffe!

So viele parallele Zugriffe passieren aber vielleicht bei Servern, aber niemals bei der üblen Heimanwendernutzung oder gar beim Lade von Games. Wenn man als Heimanwender mal 4 parallele Zugriffe auf der SSD erzeugt, ist dies schon sehr viel. Deshalb bringt PCIe 4.0 im Alltag für SSD gar nichts und wird es auch für Heimanwender niemals machen, solange da nicht ein Medium mit viel geringere Latenz drauf ist. NAND ist eben recht lahm und nur durch viele parallele oder extrem lange Zugriffe werden SSDs schnell, weil sie dann viele NAND Dies gleichzeitig ansprechen können.

 

[Masamune2]

Also wäre die gewünschte Antwort auf meinen Thread gewesen - kauf die CPU und das Mainboard, warte jedoch mit der SSD noch bis Q1/Q2 2020. Denn PCIe 4.0 wird 2020 von neuen Controllern bis ans Limit gefordert

Die gewünschte oder die sinnvolle Antwort?
Mal ganz ehrlich was versprichst du dir eigentlich davon? Hast du eine Anwendung bei der du einen signifikanten Vorteilen von knapp 7,5GB/s sequentieller Transferrate im Gegensatz zu aktuell guten 3,5GB/s die eine Samsung 970 schafft, oder den 5GB/s der Corsair?
Du hättest dir also die Antwort "Warte auf die nächste Generation, die ist dann schneller" gewünscht? Wo ist hier die große Erkenntnis, natürlich ist jede neue Generation schneller als die alte...

 

[Holt]

Hast du eine Anwendung bei der du einen signifikanten Vorteilen von knapp 7,5GB/s sequentieller Transferrate im Gegensatz zu aktuell guten 3,5GB/s die eine Samsung 970 schafft, oder den 5GB/s der Corsair?

Vorher wäre die Frage ob er eine Anwendung hat, die überhaupt so hohe Transferraten auf den SSD kitzeln kann, denn dies geht wie gesagt nicht mal einfach so indem man mal 1MB liest.

Schau Dir mal hier die Ergebnisse bei Anvils Benchmark an, bei 4k liest die MP600 mit 59,28MB/s, bei 32k sind es 308,81MB/s bei 128k schon 894,19MB/s aber ganz oben bei 4MB Zugriffen mit 3968,99MB/s immer noch rund 1GB/s weniger als CDM mit seinen 32 parallelen 128k Zugriffen rausholt. Auf der nächsten Seite ist dann AS-SSD der mit einem sequentiellen 16MB Zugriff bencht, sofern der vom Treiber oder sonstwas von Windows nicht kleingehackt wird und damit dann 4202MB/s lesend erreicht.

Schaut man noch eine Seite weiter so landet die MP600 trotz PCIe 4.0 und der besten maximalen Transferraten bei Game Loading nur noch im Mittelfeld und bei PC Mark gleichauf mit der 970 Pro 1TB hinter der Optane 905P. Dabei kann die Optane mit 2,6GB/s lesend (und 2,2GB/s schreibend) auf dem Papier nur knapp mehr als halb so schnell wie die 4950MB/s Lesend und 4250MB/s Schreibend der MP600. Aber wie man bei den Ergebnissen der Praxistests sieht, liegt sie trotzdem weit vorne denn die Optane 905P kommt bei Anvil schon bei 4k auf 221,81MB/s (fast viermal so viel wie die MP600), bei 32k auf 1080,21MB/s (rund dreimal so viel wie die MP600), bei 128k auf 1848,22MB/s (mehr als doppelt so viel wie die 898,19MB/s der MP600) und erst beim langen 4MB Zugriff liegt sie dann mit 2473,43MB/s deutlich hinter der MP600. Aber so lange Zugriffe kommen eben in den meisten Alltagsanwendungen selten vor und daher nutzt ein noch schnelleres Interface einer SSD viel weniger als wenn die Latenz des Mediums geringer ist, denn nur damit kann sie bei den immer Alltag so häufig vorkommenden kurzen Zugriffen auch schneller werden.

 

[davidnet]

Danke Holt.
Was empfiehlst du bei Verschlüsselung für eine SSD? Will nicht einen neuen Thread nur dazu aufmachen.

 

[Holt]

Wenn man Performance möchte, empfehle ich im Zweifel besser auf die Verschlüsselung zu verzichten. Ohne Performanceverlust geht es nur, wenn man die Verschlüsselung dem Controller der SSD überlässt und eine SW Verschlüsselung bremst immer. Welche mehr und welche weniger bremst, dazu kann ich nichts sagen.

PS: Man sollte sich immer vorab überlegen was der Sinn der Verschlüsselung sein soll und wenn man verschlüsselt, sollte man mehr als sonst darauf achten immer ein ordentliches Backup aller wichtigen Daten zu haben, denn meistens ist der Einzige der wegen der Verschlüsselung nicht an die Daten kommt, deren Besitzer selbst!

 

[VelleX]

Aber wirklich erklärt, WIESO dieser PCIe 4.0 Verbund nun die Leistung vom Papier nicht bringt wird dort nicht.
Immerhin stecken wir jetzt gefühlt 10 Jahre bei PCIe 3.0 - nun kommt der nächste Standard und ich kann mit keiner Verbesserung rechnen...

Aus dem gleichen Grund warum nicht jede PCI-E 3.0 SSD die PCI-E 3.0 Bandbreite ausreizen kann. Weil der Controller oder der Speicher es nicht packt.
Nur weil es jetzt eine schnellere Schnittstelle gibt, heißt es nicht dass jetzt auf einmal die anderen Limits auch nicht mehr vorhanden sind.

Ich muss da immer an ASUS denken, die mal auf der Computex das erste Mainboard mit SATA 6Gbit vorgestellt haben, und mit einer 6Gbit SATA HDD gebencht haben um zu zeigen wie schnell die ist.
https://www.computerbase.de/news/storage/asus-zeigt-sata-iii-benchmarks.25084/

Das dämliche war nur, die HDD war immernoch langsamer als die SATA 3Gbit schnittstelle, da es einfach keine HDDs gab die überhaupt die Schnittstelle ausreizen konnten. Einziger Grund warum die 6Gbit HDD schneller als die 3Gbit HDD war: Es war ein neueres Seagate Modell mit höherer Datendichte.
Also war das schon sein sehr dummer vergleich, da man eigentlich nur eine neuere HDD gegen eine ältere HDD gebencht hat.

Theoretisch wäre es ja schön wenn die PCIe 4.0 SSDs ihre 8GB/s schaffen würden. Andererseits wäre das auch wieder bisschen blöd, weil das würde dann heißen dass wir jetzt schon wieder im PCIe 4.0 Limit hängen würden, und dann wäre das gejammer wieder groß.

 

[Holt]

Theoretisch wäre es ja schön wenn die PCIe 4.0 SSDs ihre 8GB/s schaffen würden.

Schreib lieber 7GB/s, denn mehr werden nach Abzug des Protokolloverheads der aus weit mehr als dem der Bitkodierung besteht, wohl für PCIe 4.0 x4 kaum erreicht, so wie mit PCIe 3.0 x4 eben keine 4GB/s sondern nur so 3,5GB/s erreicht werden.