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Skylake这一代处理器上,Intel在PCH南桥上忽然奢侈起来了,CPU与PCH之间的通道从DMI 2.0提升到了DMI 3.0,总带宽从PCI-E 2.0 x4提升到了PCI-E 3.0,南桥的PCI-E通道也从8条PCI-E 2.0提升到了20条PCI-E 3.0,简直是良心,这般奢侈也解放了主板厂商,中高端主板中M.2接口成为标配,而且几乎都是32Gbps速度的高速M.2接口。


南桥的高速M.2接口在性能上跟PCI-E 3.0 x4原生通道有差异吗?

在之前测过的100系主板中,别说Z170了,很多B150主板也配备了M.2接口,部分甚至Z170高端主板甚至直接配备2条M.2接口,而且都是32Gbps带宽的。那么有个小问题不知道有多少人注意到了没有——南桥PCH出来的M.2在性能跟传统PCI-E 3.0 x4接口会不会有差异?

直觉上大部分人还是能得出答案的,因为不论是32Gbps的M.2接口还是PCI-E 3.0 x4通道,他们的理论带宽都是4GB/s,而目前SSD性能最强的也不过2GB/s左右,还没有能超过4GB/s的,所以就算走不同的通道,二者性能也不会有明显差距。


Z170芯片组示意图

这个回答很正确,不过我们还要考虑到一点——显卡插槽的PCI-E通道是CPU原生的,而PCH的PCI-E通道还要经过DMI总线,距离比前者远,理论上延迟更高,而延迟高了的话,即便连续读写速度影响不大,但随机性能多少会受影响的,毕竟SSD硬盘的延迟时间现在只有几十微秒。

现在要确定的是这个延迟影响有多大,为此我们做了个小测试来分析SSD硬盘走PCH与PCI-E原生通道在性能上有多大差距。


SM951硬盘是目前为性能最强的M.2硬盘之一

我们测试用的是三星SM951 256GB硬盘,950 Pro未解禁之前它是目前性能最强的M.2接口硬盘之一(本文完成时950 Pro还没解禁),读取速度可上2GB/s,写入速度1.2GB/s。我们在华硕Maximus VIII Hero主板上分别在南桥M.2及PCI-E插槽上做了测试,系统为Windows 10 x64位,安装了SM951的NVMe驱动。

测试用的软件是CDM及AS SSD,考虑到差距不会很大,所以每个项目都测试5次,去掉其中结果最好及最差的,然后取平均值做为最终结果,详细结果如下:


南桥M.2接口与PCI-E 3.0 x4接口的

测试的结果确实不意外,M.2走南桥PCI与走原生PCI-E通道在性能上并没有明显区别,特别是连续读取速度上,不过我们还是能发现一点端倪的,那就是在写入以及随机性能上,原生PCI-E通道是有一点点优势的,虽然差距普遍在1-4%之内,但是对追求完美的用户来说,PCI-E插槽上用高性能SSD硬盘显然更好一点

最后还有个小实验给测试增加点难度,那就是在跑SSD性能测试时再加入一个USB 3.1外置硬盘的读写测试,结果如下:


PCH南桥M.2及USB 3.1接口同时测试


PCI-E原生及USB 3.1接口同时测试

同时跑两个测试的话,USB 3.1+M.2占据的带宽也没有超过4GB/s,所以情况跟前面的测试差不多,除了在4K随机读取上有一点点差异之外,南桥PCI-E通道与原生PCI-E性能也是基本一致的。


  • 游客  2017-02-22 11:11

    游客:

    哪X99系列呢,是不是也是南桥是20条PCI-E 3.0?
    2015-12-25 22:25 已有1次举报
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  • 游客:

    X99的南桥也只有8条PCI-E 2.0,不过这并不会成为X99平台的瓶颈和短板,因为LGA 2011-3接口CPU的PCI-E 3.0通道太多了,5960X和5930K是40条PCI-E 3.0,最低端的5820K也有28条PCI-E 3.0,远远超过普通消费级平台6700K之流的16条

    6700K插了1块显卡之后PCI-E通道就被完全占用完了,SSD只有连南桥才行
    5960X插两块卡全速SLI/交火之后还剩余4条PCI-E 3.0,SSD直连CPU也完全够用
    2015-12-26 03:02 已有1次举报
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  • 个人认为,目前所有额M.2接口都是走南桥芯片的,如果PCIE SSD想直连CPU,就只能是PEIE接口的,直接插到显卡位置才可以。

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    24#

  • 游客  2016-09-01 15:05

    6700K就只有16条PCI-E,这么说,直连的M.2是要分显卡的16X速度的?那不是应该做个测试,SSD跟显卡一起用的时候会不会影响性能。

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    23#

  • 游客  2016-04-02 20:52

    我想说 DMI3.0总线也就4条每条8g理论上速度和PCI-e 3.0x4是一样的 你要实验占用满通道还需要4个ssd组raid才能有答案

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    22#

  • 游客  2016-03-07 15:00

    游客:

    我一直很想问,怎么区分南桥PCI-E通道的M.2接口和原生PCI-E通道的M.2接口?
    2015-12-25 16:54 已有1次举报
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  • 游客:

    主板上的M.2插槽一般都是走PCH的,
    除非某主板明确说明它那槽是直连CPU的,不然就算叫‘超级M.2’也未必是直连CPU的
    2016-01-05 05:54 已有1次举报
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  • 看主板上的M.2接口位置:如果是靠近南桥和SATA接口,那么就是走南桥PCI-E通道;如果是靠近CPU和PCI-E X16接口,那么就是走CPU原生PCI-E通道。

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    21#

  • 游客  2016-01-05 05:54

    游客:

    我一直很想问,怎么区分南桥PCI-E通道的M.2接口和原生PCI-E通道的M.2接口?
    2015-12-25 16:54 已有1次举报
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  • 主板上的M.2插槽一般都是走PCH的,
    除非某主板明确说明它那槽是直连CPU的,不然就算叫‘超级M.2’也未必是直连CPU的

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    20#

  • 云麓潇潇学前班 2015-12-29 11:35

    楼主能否做一个同平台同使用环境下的温度对比,我比较在乎的是这个,话说貌似M.2的各个版型设计的位置都不是很理想,保温效果极佳。

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    19#

  • 游客  2015-12-28 10:28

    几千M传输速度的硬盘,为了那么一点点1M2M的速度差距,非得去买贵的CPU直连PCI-E,这是病,得治

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    18#

  • 游客  2015-12-27 13:31

    看性价比,性价比高那还不错

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    17#

  • 游客  2015-12-27 00:18

    区别不大。

    不过拿固态用usb3.1还可以

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    16#

  • 75674单后研究生 2015-12-26 23:15

    那啥过分~~哪个顺手用哪个~

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    15#

  • mozuzhuanyong6教授 2015-12-26 18:19

    败家国度 最高!

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    14#

  • 游客  2015-12-26 10:13

    标题太污了

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    13#

  • 游客  2015-12-26 03:55

    游客:

    M.2走南桥PCI与走原生PCI-E通道在性能上并没有明显区别,特别是连续读取速度上

    这个是主板芯片其它设备没什么数据占DMI总线吧,总不能DMI的4X带宽已经占去1半还能跑满另1半(不说SSD本身太渣根本跑不满另1半的情况),另外AHCI/NVME下结果是1样的?
    2015-12-25 15:28 已有1次举报
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  • bolvar 终极杀人王 :

    最后加了一个同时跑USB 3.1硬盘的测试,结果也没明显区别。
    测试是在NVMe下进行的。
    总之,这个测试的结果就是告诉大家其实没多大必要纠结南桥还是原生的M.2,至少目前SSD性能低于接口带宽的情况不需要考虑太多(处女座除外)。
    2015-12-25 15:55 已有1次举报
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  • 游客:

    这个差不多是建立在DMI 3.0外加PCH芯片必须是PCI-E 3.0的基础上吧,缺一不可的感觉?
    2015-12-25 16:27 已有1次举报
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  • PCH南桥不能保证够用。比如你现在有一个10G以太网,外挂一个usb 3.1的ssd,同时还有SSD数据交换,这样可能才会有一定的差距。一般用户几乎极少遇到这种情况,但视频工作站可能有大量的数据交换。

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    12#

  • 游客  2015-12-26 03:05

    游客:

    哪X99系列呢,是不是也是南桥是20条PCI-E 3.0?
    2015-12-25 22:25 已有1次举报
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  • 游客:

    X99的南桥也只有8条PCI-E 2.0,不过这并不会成为X99平台的瓶颈和短板,因为LGA 2011-3接口CPU的PCI-E 3.0通道太多了,5960X和5930K是40条PCI-E 3.0,最低端的5820K也有28条PCI-E 3.0,远远超过普通消费级平台6700K之流的16条

    6700K插了1块显卡之后PCI-E通道就被完全占用完了,SSD只有连南桥才行
    5960X插两块卡全速SLI/交火之后还剩余4条PCI-E 3.0,SSD直连CPU也完全够用
    2015-12-26 03:02 已有1次举报
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  • 刚才写错了
    5960X插两块卡全速SLI/交火之后还剩余8条PCI-E 3.0,SSD直连CPU也完全够用,别说这种PCI-E 3.0 x4的SSD,就是PCI-E 3.0 x8的SSD都完全够用

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    11#

  • 游客  2015-12-26 03:02

    游客:

    哪X99系列呢,是不是也是南桥是20条PCI-E 3.0?
    2015-12-25 22:25 已有1次举报
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  • X99的南桥也只有8条PCI-E 2.0,不过这并不会成为X99平台的瓶颈和短板,因为LGA 2011-3接口CPU的PCI-E 3.0通道太多了,5960X和5930K是40条PCI-E 3.0,最低端的5820K也有28条PCI-E 3.0,远远超过普通消费级平台6700K之流的16条

    6700K插了1块显卡之后PCI-E通道就被完全占用完了,SSD只有连南桥才行
    5960X插两块卡全速SLI/交火之后还剩余4条PCI-E 3.0,SSD直连CPU也完全够用

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    10#

  • 游客  2015-12-25 22:25

    哪X99系列呢,是不是也是南桥是20条PCI-E 3.0?

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    9#

  • 游客  2015-12-25 19:10

    游客:

    标题好评!
    2015-12-25 16:52 已有7次举报
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  • 标题说明了小编每天都在思考什么问题。

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    8#

  • 游客  2015-12-25 16:54

    我一直很想问,怎么区分南桥PCI-E通道的M.2接口和原生PCI-E通道的M.2接口?

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    7#

  • 游客  2015-12-25 16:52

    标题好评!

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    6#

  • 游客  2015-12-25 16:27

    游客:

    M.2走南桥PCI与走原生PCI-E通道在性能上并没有明显区别,特别是连续读取速度上

    这个是主板芯片其它设备没什么数据占DMI总线吧,总不能DMI的4X带宽已经占去1半还能跑满另1半(不说SSD本身太渣根本跑不满另1半的情况),另外AHCI/NVME下结果是1样的?
    2015-12-25 15:28 已有1次举报
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  • bolvar 终极杀人王 :

    最后加了一个同时跑USB 3.1硬盘的测试,结果也没明显区别。
    测试是在NVMe下进行的。
    总之,这个测试的结果就是告诉大家其实没多大必要纠结南桥还是原生的M.2,至少目前SSD性能低于接口带宽的情况不需要考虑太多(处女座除外)。
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  • 这个差不多是建立在DMI 3.0外加PCH芯片必须是PCI-E 3.0的基础上吧,缺一不可的感觉?

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