2015-09-17
NVMe SSD時代來臨
Intel SSD 750 400GB U.2版本
文: John Lam / 評測中心


為突破 SATA 6Gbps 頻寬限制, Intel 正積極推動 NVMe 控制器介面普及,全新 Intel Z170 系統晶片大幅增加內建 PCIe Lanes 數目並升級至 PCIe Gen 3 規格,能配合新一代 Intel SSD 750 U.2 固態硬碟,單顆最高讀寫速度高達 2.2GB/s Read 、 900MB/s Write , 4K IOPS 最高可達 430,000 ,性能絕非一般 AHCI 規格的 PCIe SSD 可比擬。



舊平台能支援 NVMe SSD 嗎 ?

 

NVMe

 

要使用 NVMe SSD ,主機板必需採用 uEFI BIOS 2.3.1 或以上版本並加入 NVMe 模組支援,建議用家在購買 NVMe SSD 前,先查詢主機板型號是否提供 NVMe 支援。 Intel 官方規格僅列出 Z97 、 X99 及 Z170 等平台能原生支援 NVMe SSD ,並使用作 Bootable 儲存裝置,如果用作 Secondary Data Drive ,技術上絕大部份支援 PCIe 的主機板均能使用, 問題是 uEFI BIOS 有否加入 NVMe 支援,但大部份主機板廠商均不願為舊型號作出更新。

 

因此,坊間出現非官方修改 uEFI BIOS 支援 NVMe 教學,就算是老舊的 Intel 6 系列晶片或是 AMD 主機板平台,只要是採用 AMI UEFI BIOS 的產品 ,均可以透過 AMI MMTOOL 從支援 NVMe 的 UEFI BIOS 中提取 Nvme 、 NvmeSmm 及 NvmeInt13 CSM 模組程序,再把它移植到舊平台的 UEFI BIOS 中,舊主機板就能提供 NVMe SSD 支援,但筆者並不建議用家冒險。

 

有關 UEFI BIOS 加入 NVMe 支援的方法,可參考︰Overclock.net

 

NVMe

 

作業系統方面, NVMe SSD 支援 Windows 7 、 Windows Server 2008 R2 、 Redhat 6.5 、 Suse SLES 11 SP3 、 Ubuntu 13 、 Vmware ESXi 5.5 或以上的作業系統,部份較新的作業系統更已內建 NVMe 驅動程式,相容性已經非常完善。

 

但值得注意的是,雖然 Windows 8.1 及 Windows Server 2012 R2 或以上的作業系統,已內建原生 Microsoft NVMe 驅動程式,但 MS NVMe 驅動程式會強制使用 FUA (Force Unit Access) I/O 寫入模式,直接忽略 NVMe SSD 裝置上的 DRAM 緩存記憶體,把資料寫進 NAND Flash 中,令內建 2.5GB 的 Intel SSD 750 的反應時間變長同時讀寫速度變慢,同時降低 SSD 寫入壽命,強烈建議用家必需安裝 Intel NVMe 驅動程式。

 

Intel Z170 平台將加速 NVMe SSD 普及

 

NVMe

 

上代 Z97 系統晶片僅支援 PCIe Gen 2 規格,處理器的 PCIe Gen 3 接口需滿足 PCIe 繪圖卡接口之用,高階 X79 、 X99 系統晶片同樣只支援 PCIe Gen 2 規格,但處理器內建較多 PCIe Gen 3 Lanes ,能同時滿足 PCIe 繪圖卡及 NVMe SSD 需要 ,不過價格昂貴非一般玩家所能付擔。

 

全新 Z170 平台將有助加速 NVMe SSD 產品普及,系統晶片的 PCIe Lanes 升級至 PCIe 3.0 規格,同時 DMI 傳輸介面亦升級至 DMI 3.0 (Direct Media Interface) ,編碼技術亦由 8b/10b 改進至 128b/130b ,減低編碼時所需佔用頻寬,實際資料傳輸速度由 2GB/s 提升至 3.94GB/s ,解決上代 Z97 系統因 DMI 頻寬不足造成性能瓶頸的窘境。

 

FlexIO

 

此外,全新 Z170 系統晶片增至 26 個 Flexible I/O ,最高可支援三組 PCIe Gen 3 x4 Storage 介面,包括了 HSIO #15-18 、 HSIO #19-22 及 #23-26 ,無需佔用 CPU 的 PCIe Lanes ,同時進一步強化 Intel Rapid PCIe Storage 技術,能提供 PCIe RAID 0 、 1 及 5 模式。

 

Z170 系統晶片組透過 Flexible I/O 設計,實現 SATA 與 M.2 裝置的使用彈性,例如主機板廠商可以使用 HSIO #23-26 作為 M.2 介面,當介面設定為 x4 速度時,則 SATA Port 4-5 則會被屏蔽,如果要使用支援 3 組 PCIe 3.0 x4 M.2 SSD 裝置,則所有 SATA Port 均會被屏蔽,由於所有 HSIO Port 均是採用 Soft Straps 方式運作,主機板廠商透過 SATAXPCIE 訊號在系統啟動時作出定義,在 BIOS 設定中讓用家設定所需要的功能。

 

為了讓主機板能同時支援 M.2 及 U.2 PCIe SSD ,大部份 Z170 主機板均會提供三組 Ultra M.2 介面,如需要支援 U.2 PCIe SSD 則可在 M.2 介面上安裝 U.2 Kit Connector 轉換成 Mini SAS 連接埠,透過 U.2 Cable 連接 U.2 SSD 裝置上的 SSF-8639 連接埠。

 

NVMeU.2

U.2U.2

 

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