Benchmarks zu m.2 PCIe 4.0 SSDs in m.2 PCIe 3.0 Slots

[thuering]

Moin!
Ich suche Benchmarks zu PCIe 4.0 NVMe SSDs in PCIe 3.0 Slots.
Datenraten interessieren mich dabei nur zweitrangig, es geht mir um die IOPS.
Beispiel:
Die Samsung 970 Evo Plus macht rund ~600.000 IOPS über ihre PCIe-3.0-Anbindung.
Wie viel schafft eine 980 Pro, Seagate 530 oder WD SN850 über PCIe 3.0? Ist da auch bei ~600k Schluss, oder ist da mit PCIe 3.0 noch mehr drin? Seq. Datenraten sind natürlich irgendwo bei 3500 MB/s begrenzt...

 

[cvzone]

Besteht zwischen IOPs und der PCIe Bandbreite technisch überhaupt ein Zusammenhang? Ich meine nicht.

Edit: wohl doch, zumindest mittelbar bedingt.

Die IOPS-Zahl ist bei PCIe 4.0 etwas höher,

https://www.techstage.de/test/samsung-ssd-980-pro-im-test-schnelle-m2-ssd-mit-pci-express-40/l5ftle2

 

[DJMadMax]

Ich tippe nun einfach mal in's Blaue, dass die IOPS nicht durch die PCIe 3.0-Anbindung beschnitten werden. Letzten Endes handelt es sich hier grob gesagt um eben jene Menge an Operationen (sozusagen "Koordinaten") für den Controller bzw. den Rest des PCs, damit die SSD die nötigen Daten auf den vorgesehenen Adressbereichen schreiben bzw. lesen kann.

Wenn du also teilweise bis zu 3,5 Gigabyte pro Sekunde (30 Milliarden Bit pro Sekunde) über PCIe 3.0 lesen und schreiben kannst, dann sollte es ein Leichtes sein, 600.000 Adressbereiche (ohne Lese-Schreibevorgang) zu übermitteln.

Vermutlich würde man dabei also nur im Overhead, sprich: bei gleichzeitiger Auslastung seitens der IOPS und der generellen Schnittstellenlimitierung (sei es PCIe oder der SSD-Controller) Unterschiede merken.

Das ist jetzt aber NUR meine persönliche, technische Einschätzung diesbezüglich. Werte schwarz auf weiß wären jetzt natürlich nicht schlecht, um das belegen zu können

 

[thuering]

Besteht zwischen IOPs und der PCIe Bandbreite technisch überhaupt ein Zusammenhang? Ich meine nicht.

Nein, kein Zusammenhang. Aber vielleicht übersehe ich was.

Ergänzung (30. Januar 2022)

https://www.techstage.de/test/samsung-ssd-980-pro-im-test-schnelle-m2-ssd-mit-pci-express-40/l5ftle2

Die Benchmarks sind doch vielversprechend. Keine direkte IOPS-Auswertung, aber die zufälligen Schreib- und Lesezugriffe sind bei 3.0 und 4.0 nah beieinander. Danke!

 

[cvzone]

Keine direkte IOPS-Auswertung

Da gibt es auch Diagramme bezüglich IOPS mit 3.0 und 4.0. Bei deren Benchmark bewegen die sich aber bei beiden "nur" zw. 80.000 und 100.000, liegt vielleicht am Test.

 

[Chesterfield]

Keine direkte Abhängigkeit, aber tendenziell ist hohe iops mit hoher Transferleistungen in Verbindung. Oder eben umgekehrt wie man es nimmt.

Eine 530 firecuda pci-e 4.0 mit gleicher Größe wie eine pci-e 3.0 wird definitiv einer Entry NVMe mit 3.0 Anbindung in beiden Fällen mehr abliefern : Durchsatz und iops.

Aber es gibt durchaus vergleichbare nvme ssds. Die ähnliche Leistung haben aber dann der andere mehr iops hat als der andere mit einem hohen Durchsatz

 

[massaker]

Nein, kein Zusammenhang. Aber vielleicht übersehe ich was.

Der theoretische Maximum für IOPs am PCIe3.0 liegt bei ca. 860K rum. In meinem Review der 980Pro @PCIe3.0 habe ich das vor einem Jahr mal gemessen und man kommt schon recht nah ans Maximum.

 

[bikerider]

Hier kommt ein Screenshot von einer 980 Pro in einem PCIe 3.0 Board (ASUS TUF X299 Mark 2). Vielleicht hilft das etwas weiter.

 

[thuering]

@massaker @bikerider
Danke! Vielen Dank!
Damit ist der Kauf dieser nutzlosen Technik beschlossen. :-)

 

[Ray519]

Ob der Slot hinter einem Chipsatz ist hat einen größeren Einfluss als die PCIe Version.
Ich habe gerade mal bei mir ein wenig gemessen:

Alder Lake - CPU M.2 Slot Gen 4: Oben mit neuester Firmware 5B... darunter alte Firmware 4B...

Coffee Lake - Chipsatz M.2 Slot Gen 3 (auch alte Firmware):

Alder Lake - CPU M.2 Slot Gen 3 (BIOS Einstellung) (neueste Firmware):

Also macht die Platform / PCIe Topologie viel mehr aus als die PCIe Version.
Man muss beachten dass das mein Systemlaufwerk ist. Zahlen sind also nicht unbedingt mit Rohperformance der SSD vergleichbar sondern nur mit meinen anderen Zahlen.

Edit:
Ich habe leider keine 2. 980 Pro / bin nicht gewillt sie jetzt auszubauen und in einen anderen Slot hinter dem Chipsatz zu stecken, um zu schauen wie viel das ausmacht, wenn der Chipsatz 4 mal so schnell angebunden ist, wie bei meinem Coffee Lake System... vermutlich irgendwo in der Mitte.

 

[massaker]

Damit ist der Kauf dieser nutzlosen Technik beschlossen. :-)

Welche genau? Und warum kommt es Dir so auf die IOPs an?
Ach ja ich habe meine FC530 auch unter PCIe3.0 getestet, da kam ich sogar auf ca. 880K IOPs rum, falls es Dich interessiert kann ich Screens posten.

 

[VelleX]

Wie viel schafft eine 980 Pro, Seagate 530 oder WD SN850 über PCIe 3.0? Ist da auch bei ~600k Schluss, oder ist da mit PCIe 3.0 noch mehr drin? Seq. Datenraten sind natürlich irgendwo bei 3500 MB/s begrenzt...

Du kannst dir ja ausrechnen was maximal möglich ist.
@massaker hat das ja im grunde schon gerschrieben.

Bei den IOps werden ja im grunde meist die 4K Zugriffe gemessen. Wenn also über PCIe 3.0 maximal 3500MB/s möglich sind, dann sind bei 4KB eben ca. 896.000 Zugriffe möglich. Mehr geht dann ja technisch nicht.

Je nach Programm mit dem man die IOps misst, bekommt man aber unterschiedliche Ergebnisse. Samsung Magician testet mit 4 Threads, CDM bei NVMe Einstellung aber zb mit 16 Threads.

 

[massaker]

Hier mal mit FireCuda530 @Peak Performance Profile knapp 890K, holt also fast 100% aus der PCIe3.0-Schnittstelle raus:

 

[Flare]

 

[thuering]

Ob der Slot hinter einem Chipsatz ist hat einen größeren Einfluss als die PCIe Version.

Es wird tatsächlich ein m.2 Slot genutzt werden, der an einem Z590 hängt. Ob der dann wieder 5-10% langsamer ist... ist mir egal bzw. muss mir leider egal sein.

Welche genau? Und warum kommt es Dir so auf die IOPs an?

Meistens werden PCIe 4.0 SSDs von Leuten genutzt, deren Anwendungen quasi Null Mehrwert aus PCIe 4.0 ziehen. Daher "nutzlos" ;-)
IOPS weil ich viel mit Audio, Datenbanken und Virtualisierung machen werde.

Hier mal mit FireCuda530 @Peak Performance Profile knapp 890K, holt also fast 100% aus der PCIe3.0-Schnittstelle raus:

Dann wird es diese vermutlich auch werden. Der CB-Test zu dem Teil war ja auch sehr positiv, außerdem sehe ich "drei Jahre Datenwiederherstellungs-Dienst inklusive" als großen Pluspunkt an.

 

[bikerider]

Hier noch eine aktuelle Messung mit der neuen 5er Firmware. Damit haben sich die IOPS beim Schreibzugriff gegenüber der 3er und 4er Firmware etwa verdoppelt und erreichen fast die IOPS beim Lesezugriff.

PS: In jedem Fall würde ich einen (passiven) Kühlkörper für deine neue M.2-SSD empfehlen. Meine alte Crucial P5 wurde im Leerlauf bereits über 50°C heiß und unter Last auch über 70°C, bevor ein Kühlkörper (Be quiet MC1 Pro) montiert wurde. Nun sind es jeweils etwa 20 K weniger. Die Samsung bekam noch vor dem ersten Einbau einen solchen Kühlkörper spendiert, um sich sofort wohl zu fühlen ;-)

 

[thuering]

PS: In jedem Fall würde ich einen (passiven) Kühlkörper für deine neue M.2-SSD empfehlen.

Eher schieß ich mir ins Knie, als einen Kühlkörper auf eine SSD zu montieren. Das hat gefälligst so zu funktionieren, wie der Hersteller es ausliefert!

 

[massaker]

Eher schieß ich mir ins Knie, als einen Kühlkörper auf eine SSD zu montieren...

Keine Sorge, die meisten PCIe4.0-SSDs können zwar bei längerer Belastung sehr heiß werden, ABER erst wenn man sie auch über PCIe4.0 betreibt. Über PCIe3.0 werden z.B. meine 980Pros höchstens lauwarm.

Das hat gefälligst so zu funktionieren, wie der Hersteller es ausliefert!

Deine CPU wurde evtl. auch ohne Kühler ausgeliefert(ausser Du hast eine "boxed" mit Kühler), und nu... Betreibst du sie doch mit Kühler, und falls ein einfacher Kühler dabei war, macht man halt für maximale Performance einen fetten Custom Kühler drauf! Außerdem kümmern sich die Hersteller von Mainboards meistens schon drum und liefern ihre Bretter mit vormontieren M.2-Kühlern aus! Hat man allerdings nicht vor die SSD zu belasten, dann kommt man in der Regel auch ohne Kühler gut aus.

 

[thuering]

@massaker die SSD wird sich bei mir ganz heftig langweilen, fürchte ich :-D