PCIe-Generationen für SSDs

Jede PCIe-Generation verdoppelt, was eine Lane trägt. Ein neueres Laufwerk funktioniert in einem älteren Steckplatz mit der Geschwindigkeit des älteren Steckplatzes, die Generation ist also nie ein Kompatibilitätsproblem. Es ist eine Frage, ob Sie genug große Dateien bewegen, um die Reserve zu erreichen, die Sie bezahlen.

Was Sie von einer neueren PCIe-Generation bekommen

PCIe trägt Daten über Lanes, und eine Lane ist ein Differenzialpaar in jede Richtung. Ein M.2-Anschluss trägt höchstens vier davon. Die Generation setzt, wie schnell jede Lane signalisiert; die Lane-Zahl setzt, wie viele zugleich signalisieren. Was die Verbindung trägt, ist das Produkt der beiden.

Gen 3 signalisiert mit 8 Gigatransfers pro Sekunde und Lane, Gen 4 mit 16 und Gen 5 mit 32. Das alles sind nicht Ihre Daten. PCIe packt je 128 Bit Nutzlast in einen 130-Bit-Block, was etwa eineinhalb Prozent der Leitung kostet. Was überlebt, ist knapp unter 1 GB/s pro Lane bei Gen 3, knapp unter 2 bei Gen 4 und knapp unter 4 bei Gen 5. Über vier Lanes sind das knapp unter 4, 8 und 16 GB/s. Jede Angabe gilt für eine Richtung; die Verbindung trägt gleichzeitig ebenso viel in die andere.

Ab Gen 3 ist die Verdopplung exakt statt näherungsweise, und das macht Lanes und Generationen austauschbar. Zwei Gen-4-Lanes tragen, was vier Gen-3-Lanes tragen. Zwei Gen-5-Lanes tragen, was vier Gen-4-Lanes tragen.

Das sind Obergrenzen für die Verbindung, keine Geschwindigkeiten, die ein Laufwerk liefert. Die Bewertung eines Laufwerks liegt unter der Obergrenze seiner Generation, und was Sie sehen, liegt unter seiner Bewertung. Was die SSD-Geschwindigkeitszahlen wirklich sagen behandelt den Abstand zwischen diesen dreien.

Funktioniert ein neueres Laufwerk in einem älteren Steckplatz

Ja, und in die andere Richtung auch, ohne Adapter und ohne etwas einzustellen. Wenn ein Laufwerk und ein Steckplatz hochfahren, verhandeln sie — ein Vorgang namens Link-Training — und einigen sich auf die höchste Geschwindigkeit, die beide Enden unterstützen, und die breiteste Verbindung, die beide Enden verdrahtet haben. Ein Gen-5-Laufwerk in einem Gen-4-Steckplatz läuft mit Gen 4. Ein Gen-3-Laufwerk in einem Gen-5-Steckplatz läuft mit Gen 3, und das Laufwerk erscheint in beiden Fällen normal. Die Generation entscheidet nur, wie viel von dem, was Sie gekauft haben, Sie nutzen können.

Der Fall, der die Leute fängt, ist die Breite statt der Geschwindigkeit. Ein M.2-Anschluss trägt höchstens vier Lanes, aber wie viele das Board zu ihm führt, ist die Entscheidung des Board-Herstellers, und der Anschluss sieht so oder so gleich aus. Dünne Notebooks und zweite M.2-Steckplätze sind oft mit zwei verdrahtet. Das Laufwerk funktioniert, mit der halben Bandbreite, die die Verbindung voller Breite trüge. M.2-Größen und SSD-Bauformen behandelt das Lesen der Codierung eines Anschlusses und warum die Codierung angibt, was ein Anschluss dieses Typs bereitstellen darf, statt was dahinter sitzt.

Hier verdient die exakte Verdopplung ihren Lohn. Auf einer Verbindung mit zwei Lanes trägt ein Gen-4-Laufwerk, was ein Gen-3-Laufwerk auf vier Lanes trägt. Eine neuere Generation für einen schmalen Steckplatz zu kaufen kauft zurück, was die Breite weggenommen hat, und nicht mehr. Lesen Sie die Dokumentation für die Lane-Zahl ebenso wie für die Generation. Ein als Gen 4 x2 beschriebener Steckplatz sagt Ihnen beides.

Wo die zusätzliche Bandbreite tatsächlich auftaucht

In Transfers, die lang genug sind, um die Verbindung offen zu halten. Eine große Datei zwischen zwei schnellen Laufwerken kopieren, ein Backup-Abbild zurückspielen, Filmmaterial von einer Karte holen: Das sind einzelne Ströme, die mit dem laufen, was die langsamste Verbindung im Pfad erlaubt, und die Obergrenze zu heben hebt sie.

Sie taucht nicht auf, wo etwas anderes die Grenze ist, und meist ist es etwas anderes. Kleine verstreute Lesevorgänge sind durch die Latenz statt durch die Bandbreite begrenzt. Das ferne Ende einer Kopie ist oft die Einschränkung — eine Netzwerkfreigabe, ein USB-Gehäuse, eine Festplatte — und kein Steckplatz ändert, was das andere Ende liefert. Ein langer Schreibvorgang kann unterwegs auf die eigene anhaltende Rate des Laufwerks abfallen und weit unter jeder Obergrenze sitzen.

Behandeln Sie die Obergrenze als Erlaubnis statt als Versprechen. Das Laufwerk, die Arbeitslast und das andere Ende des Transfers entscheiden, was darunter geschieht.

Warum ein schnelleres Laufwerk heißer läuft und sich selbst bremst

Doppelt so schnell zu signalisieren kostet an beiden Enden der Verbindung Strom, und der Controller, der das lenkt, hat ein eigenes Budget. Der Strom geht als Wärme fort, aus einem Gehäuse von der Größe einer Briefmarke auf einer Platine ohne Lüfter. Neuere Generationen laufen aus diesem Grund heißer, und jede vergrößert den Abstand.

Controller verteidigen sich, indem sie langsamer werden, wenn sie zu heiß werden — das ist die thermische Drosselung. Ein kurzer Transfer endet, bevor das Laufwerk sich erwärmt hat, sodass die Drosselung genau in den langen anhaltenden Kopien auftaucht, die der Grund waren, die Bandbreite zu kaufen. Unter dieser Last kann ein heißes Laufwerk hinter einem kühleren, langsamer bewerteten enden.

Deshalb reisen schnelle Laufwerke und Kühlkörper zusammen, und deshalb liefern viele Boards inzwischen eine M.2-Abdeckung mit. Ob ein bestimmtes Laufwerk eine braucht, hängt vom Laufwerk und der Luft um es herum ab. Ob der Kühlkörper, mit dem es geliefert wird, in Ihre Maschine passt, ist eine andere Frage — und die, die Laufwerke zurückschickt.

Wann eine neuere Generation ihren Preis wert ist

Rechnen Sie von den Transfers rückwärts, die Sie tatsächlich durchführen. Bewegen Sie die meisten Wochen Dutzende Gigabyte auf einmal zwischen zwei schnellen Laufwerken, ist die Verbindung die Obergrenze dafür, wie lange das dauert, und eine höhere kauft die Zeit zurück. Ist Ihr größter regelmäßiger Transfer ein Spiel, das per Download ankommt, ist der Download die Grenze.

Der Preis ist die andere Hälfte. Die neueste verkaufte Generation trägt einen Aufschlag dafür, die neueste zu sein, und die Generation darunter ist, wo Volumen und scharfe Preise sitzen. Diese Beziehung wandert, statt bei einer Zahl zu bleiben: Was heute an der Spitze ist, wird später die vernünftige Mitte.

Der Vergleich, den zu ziehen sich lohnt, ist der mit der Kapazität, weil die beiden um dasselbe Budget wetteifern und die Kapazität die schwerer zu revidierende ist — sie zu ändern heißt, ein Betriebssystem umzuziehen. Ein größeres Laufwerk eine Generation darunter schlägt meist ein kleineres Laufwerk am oberen Ende der Palette. Wie Sie eine SSD auswählen bringt Passform, Kapazität, Geschwindigkeit und Preis in die Reihenfolge, in der man sie entscheidet.

Wenn der Steckplatz, den Sie füllen, eine Generation oder zwei zurückliegt, beantwortet sich die Frage weitgehend von selbst. Ein neueres Laufwerk funktioniert, mit der Geschwindigkeit des Steckplatzes, und eines zu kaufen ist eine Wette auf die Maschine nach dieser.

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