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Sata- oder PCIe-Interface

Der verwendete Controller entscheidet darüber, wie eine SSD an das Host-System angebunden ist. Als physische Schnittstelle, egal in welchem Formfaktor und egal mit welcher Steckverbindung, gibt es derzeit nur zwei relevante: Sata und PCIe. Je nach Ausführung begrenzen diese die maximale Geschwindigkeit einer SSD. In der Praxis hängt die Leistung allerdings abseits sequentieller Übertragungen mehr vom Controller, dem Speicher und dem Protokoll ab.

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Sata, genauer Serial Advanced Technology Attached, ist der bei SSDs ältere und noch weiter verbreitete Standard. Die aktuelle Version des Interfaces wird als Sata-3 oder als Sata 6 GBit/s bezeichnet, womit auch schon zumindest die theoretische Geschwindigkeit aufgezeigt wird. 6 GBit/s entsprechen 750 MByte/s, allerdings sind hier weder die Codierung noch der Protokoll-Overhead eingerechnet. Aufgrund des 8b/10b-Encoding bleiben 600 MByte/s übrig, der Overhead drückt die praktisch erreichbare Geschwindigkeit dann auf etwa 560 MByte/s.

Mit PCIe hat sich mittlerweile ein schnelleres Interface im oberen und mittleren SSD-Preissegment durchgesetzt. Die meisten Nutzer kennen diese Verbindung von Grafikkarten, wenngleich bei Solid State Drives weniger Lanes, also Bahnen, verwendet werden. Die ersten Modelle mit PCIe Gen1 oder Gen2 waren dem PEG-Slot (PCIe for Graphics) vorbehalten und abseits von Servern ein Nischenprodukt. Mit dem Macbook Pro und dem zylindrischen Mac Pro hielt PCIe Gen2 dann 2013 Einzug im Consumer-Desktop- und im Notebook-Segment, wobei die verwendete Samsung XP941 auch PCIe Gen3 unterstützte.

KodierungBrutto-Rate Netto-Rate* (bis zu)
Sata 6 GBit/s8b/10b750 MByte/s600 MByte/s
PCIe Gen2 x28b/10b1 GByte/s800 MByte/s
PCIe Gen2 x48b/10b2 GByte/s1,6 GByte/s
PCIe Gen3 x2128b/130b2 GByte/s1,97 GByte/s
PCIe Gen3 x4128b/130b4 GByte/s3,94 GByte/s
PCIe Gen4 x4128b/130b8 GByte/s7,88 GByte/s
* Protokoll-Overhead nicht enthalten, reale Geschwindigkeit abhängig von der jeweilien SSD

PCIe Gen2 ist bis heute verbreitet, etwa wenn ein Solid State Drive an Lanes des Chipsatzes angebunden wird. PCIe Gen2 schafft theoretisch 500 MByte/s pro Bahn, aufgrund der 8b/10b-Encodierung reduziert sich aber die Geschwindigkeit. Heute typische PCIe-Gen2-x4-Anschlüsse limitieren auf grob 1,6 GByte/s. Mit PCIe Gen3 wurde eine 128b/130b-Encodierung eingeführt, bei vier Lanes ergibt das theoretisch bis zu 3,94 GByte/s und praktisch liefern die schnellsten PCIe-Gen3-x4-SSDs bis zu 3,5 GByte/s.

Noch schneller sind derzeit einzig Modelle, die acht Lanes verwenden, und solche, die bereits auf PCIe Gen4 setzen. IBMs Power9-CPUs beherrscht das schon seit einigen Jahren. Deutlich beschleunigt wurde die Entwicklung von SSD mit PCIe Gen4 jedoch durch x86-Prozessoren von AMD: Die Epyc 7002 (Rome) für Server und die Ryzen 3000 (Matisse) für Desktops haben entsprechende Lanes integriert. Im Consumer-Segment gibt es Solid State Drives mit PCIe Gen4 x4 mit bis zu 5 GByte/s per Phisons E16-Controller und im Enterprise-Markt sogar solche mit über 7 GByte/s, genauer Samsungs PM1733.

Intel wird PCIe Gen4 erst mit den Ice Lake SP genannten Server-CPUs unterstützen, die für 2020 geplant sind. Ein Jahr später soll mit Sapphire Rapids dann bereits auf PCIe Gen5 gesetzt werden, hier verdoppelt sich die Datenrate pro Lane von 2 GByte/s auf 4 GByte/s bei weiterhin einer 128b/130b-Encodierung.

  • Sata 6 GBit/s ist in der Praxis auf rund 560 MByte/s beschränkt.
  • PCIe Gen2 x4 schafft etwa 1,6 GByte/s und PCIe Gen3 x4 praktisch rund 3,8 GByte/s.
  • Erste PCIe-Gen4-x4-Modelle kommen auf 5 GByte/s, hier limitieren aber noch Controller oder Flash-Speicher.

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 Besonderheiten beim SpeicherFormfaktoren und Stecker 
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Handle 02. Okt 2019

Ein Beispiel sind z. B. Mainboards mit X79-Chipsatz. Allerdings lässt sich das BIOS...

Renegade3349 02. Okt 2019

So eine hatte ich in einem Z87 Board verbaut, was noch kein M2 hatte. Bis auf die...

Anonymer Nutzer 02. Okt 2019

Naja. 42 Euro (Seagate Barracuda 7200 RPM 1 TB) 95 Euro (Irgendeine Markenhersteller 1...

Nin 02. Okt 2019

Hängt vom Spiel ab, meist aber gibt es keinen großartigen Unterschied in der Performance...

ms (Golem.de) 01. Okt 2019

Ich würde auch keine SN640 als kleine M.2-Version kaufen, sondern gleich das U.2-Modelle...


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