Intel Z170竟输给2块SSD

在《PCH接显卡尚否？测PCI-E x1/x4/x8/x16》一文中我们解析了Intel DMI 3.0总线带来的带宽提升是否可以扩展第三块显卡，结果并不竟如人意，一方面是实际可用于显卡的PCI-E通道并不多，但另外一个原因下面将会为你揭晓。

8月5日Intel发布的新一代Skylake平台，配套的桌面芯片组共包括Z170、H170、H110、B150、Q170、Q150六款产品，其中B150、Q170、Q150三款产品主要定位于商用市场，不过B150系列由于不错的性价比，也被引入消费级市场。从Intel给出的100系列芯片组I/O SKU参数中可以看出，Z170、H170、H110、B150 PCI-E通道数依次为20、16、6（2.0版）、8，对比上一代的9系列芯片组Z97、H97都只有8条PCI-E 3.0通道，提升幅度蔚为可观。

Intel 100系列芯片组规格表

在Intel 9系列芯片组上不少主板开始提供原生M.2接口的支持，不过都是PCI-E 2.0 x2模式，而且最多只能1条，由于是PCI-E 2.0模式，所以最大传输速率只有10Gbps。当然有少数的主板为了保证M.2接口以PCI-E 3.0 x4全速运行，直接将通道连接到CPU上，这样设计的后果是连接到M.2接口的SSD无法享用Intel RST存储技术的支持，也就不能支持诸如快速恢复技术、智能响应技术、RAID技术等。

到Intel 100系列芯片组，特别是Z170芯片组很多主板都提供了1-2个原生M.2接口，部分主板甚至还提供了3个M.2个接口，并且也实现了全速PCI-E 3.0 x4模式运行，带宽提升至32Gbps，完全可以满足诸如三星950 PRO等高性能SSD的需求。

那么这个时候问题来了，既然Z170芯片组提供了20条PCI-Express 3.0通道，为什么不提供一条PCI-Express 3.0 x8插槽来满足第三块显卡的接驳需求，还死守着PCI-Express x4，一方面我们认为Intel为了X99差异化竞争阻止主板厂商提供高于x4通道的PCI-Express接口，但真的是这样吗？

带着这样的问题，我们找来了Intel Z170芯片组HSIO Lane的布置图，从图上可以看出Z170包含26条HSIO Lane，其中Lane 1-10可以认为是USB使用，也就是说可以提供10个USB 3.0接口，而其中Lane 2-3可以转换为SuperSpeed USB Inter-Chip，支持OTG。

Intel Z170 HSIO 1-14通道分配图

而Lane 7-10，都可以转换为PCI-E通道，或者说可以同时实现，但是速度是公用、带宽共享。Lane 10-11位GBE LAN通道，只有Lane 12-14这3条通道是独立的PCI-Express通道。

Intel Z170 HSIO 15-26通道分配图

接下来的Lane 15-26这12条通道全部支持Intel RST存储技术，也就是说支持RAID、快速恢复技术、智能响应技术等。而这12条通道中也只有Lane 17、Lane 25、Lane 26这3条通道是独立PCI-Express通道。

值得注意的是从Lane 15-26这12条通道由于支持Intel RST存储技术，可以被最多设计成3个PCI-Express x4插槽，或者说M.2/U.2接口，这样这三个M.2/U.2存储设备就可以组建RAID或者享受其它RST技术。当然当这三个M.2/U.2接口被完全占用后，意味着主板上的PCH原生SATA接口将都不能使用，意味着只能用M.2/U.2存储设备做系统盘。

Intel Z170 HSIO 1-26通道分配图

综合Lan 1-26 Z170芯片组一共有6条独立PCI-Express通道，这是不是意味着无法设计出PCI-Express x8插槽呢？实际并不是，对于一些PCI-Express和其它共享的通道实际上也可以和这些独立通道组合，实际上即使设计一个PCI-Express x16全速插槽也不是问题。

好吧介绍到这里，我们还是会认为Intel在玩差异化竞争，那么下面探险就要开始了。既然有主板能从PCH芯片接出3个M.2接口，并可以还可以组RAID，那么我们就找来了一块设计相当的主板--提供了2个M.2接口和1个PCI-Express 3.0 x4插槽，这些PCI-Express 3.0通道都是来自于Z170 PCH芯片。

测试用主板技嘉Z170X-Gamig 3提供了2个M.2接口

我们假设Intel DMI 3.0通道无法满足PCI-Express 3.0 x8的带宽需求，毕竟在Intel此前的6系列芯片组就因为DMI带宽不足，而被迫将6个SATA 6Gbps接口降级为2个SATA 6Gbps接口，知道后续的8系列芯片组主板才回归了6个SATA 6Gbps接口。

Intel SSD 750 400GB

为了最大限度的挖掘DMI的数据带宽，我们找来了两块Intel SSD 750 400GB，接口版本为PCI-Express x4，由于测试用的主板从PCH仅提供了1个PCI-Express x4插槽，于是我们又找来了两个M.2转PCI-Express x4适配卡，直接将两块Intel SSD 750 400GB连接到M.2插槽上。

M.2转PCI-Express x4适配卡

实际文件拷贝测试过程中为了避免性能瓶颈，我们使用双通道DDR4 2133MHz内存组建了一个28GB的虚拟磁盘用于和测试磁盘之间传输数据。Ramdisk磁盘的最大读写性能使用ATTO Disk Benchmark测试分别为8956MB/s和13336MB/s，确认不会对文件拷贝造成性能瓶颈。

DDR4内存搭建的Ramdisk虚拟磁盘的最大读写速率

项目一：单块Intel SSD 750 400GB接PCH芯片组

首先测试的为单块Intel SSD 750 400GB的性能，这些成绩大家也不会陌生，毕竟Intel SSD 750刚发布是各大媒体都有评测报告。测试环节我们选取了CrystalDiskMark、ATTO Disk Benchmark和FastCopy，分别测试SSD的持续读写性能、最大读写性能和实际文件拷贝速率（25.4GB单个视频文件）。

单块Intel SSD 750 CrystalDiskMark持续读写速率

单块Intel SSD 750 ATTO Disk Benchmark最大读写速率

单块Intel SSD 750 实际文件拷贝读、写平均速率

CrystalDiskMark的持续读写速率分别为2367MB/s和997.6MB/s，而ATTO Disk Benchmark的最大读写速率分别为2313.4MB/s和980.7MB/s。25.4GB文件拷贝读写平均速率分别为2233MB/s和938.2MB/s。

项目二：两块Intel SSD 750 400GB接PCH芯片组RAID 0

两块Intel SSD 750 RAID 0 CrystalDiskMark持续读写速率

两块Intel SSD 750 RAID 0 ATTO Disk Benchmark最大读写速率

两块Intel SSD 750 RAID 0实际文件拷贝读、写平均速率

接下来就是双Intel SSD 750 400GB的RAID 0性能测试，CrystalDiskMark的持续读写速率分别为3583MB/s和1984MB/s，而ATTO Disk Benchmark的最大读写速率分别为3471MB/s和1958.2MB/s。25.4GB文件拷贝读写平均速率分别为3391MB/s和1568MB/s。

从上面的数据可以看出，RAID 0后存储性能并没有得到Double，主要是读取性能最高还不到3600MB/s，如果按照性能Double，最大读取性能数据应该在4600MB/s左右。难道传说中的DMI 3.0带宽瓶颈已经凸显了。

项目三：两块Intel SSD 750 400GB+三星SSD 950 256GB接PCH芯片组RAID 0

接下来我们利用手头上的三星SSD 950 256GB转接成PCI-Express x4接到由PCH引出的PCI-Express x4插槽上，确认是否已经真的性能墙了。

值得注意的是三块不同容量的SSD组建RAID 0后新的磁盘卷总容量是最低容量的3倍，而不是所以磁盘容量的和。从理论上来说这对两块Intel SSD 750 400GB性能发挥有一定限制，毕竟这两块SSD只有实际约237GB被利用到。

两块Intel SSD 750+三星950 PRO RAID 0 CrystalDiskMark持续读写速率

两块Intel SSD 750+三星950 PRO RAID 0 ATTO Disk Benchmark最大读写速率

两块Intel SSD 750+三星950 PRO RAID 0 实际文件拷贝读、写平均速率

最后的分数是这样的：CrystalDiskMark的持续读写速率分别为3461MB/s和2913MB/s，而ATTO Disk Benchmark的最大读写速率分别为3268.8MB/s和2863.2MB/s。25.4GB文件拷贝读写平均速率分别为3171MB/s和2578MB/s。

项目四：两块Intel SSD 750 400GB接CPU RAID 0

两块Intel SSD 750 RAID 0 CrystalDiskMark持续读写速率

两块Intel SSD 750 RAID 0 ATTO Disk Benchmark最大读写速率

两块Intel SSD 750 RAID 0实际文件拷贝读、写平均速率

看来是真的出现了性能墙，为了更加有说服力的论证这一事实，我们最终将两块Intel SSD 750 400GB直接接在由CPU引出的PCI-Express x16和PCI-Express x8插槽上并组建RAID 0，分数完全在我们预期之中，两块SSD的性能被完全发挥，性能Double：CrystalDiskMark的持续读写速率分别为4680MB/s和1992MB/s，而ATTO Disk Benchmark的最大读写速率分别为4607MB/s和1958.2MB/s。25.4GB文件拷贝读写平均速率分别为4508MB/s和1807MB/s。
    最后的结语

这样的测试结果其实并不是我们所愿意看到的，无论是Intel的处理器性能还是SSD性能，一直都是业界的标杆，自从6系列芯片组PCH带宽不足导致SATA 6Gbps接口缩减后，我们对于Inel新的芯片组与CPU之间的带宽一直希冀能够被改变，直到我们看到了DMI 3.0和PCI-Express 3.0，本以为曙光已经来临。

Intel Z170 DMI 3.0带宽挖掘测试数据汇总

但或许这就是Intel用以迷惑我们的烟花，其传输带宽甚至无法满足自己SSD组RAID的数据需求，最终止步于3.5GB/s左右。不知道这是不是Intel SSD 750为什么推出了PCI-Express x4接口和U.2接口两个版本，却唯独没有推出M.2版本的原因，毕竟两块Intel SSD 750就可以将闪耀的DMI 3.0击溃。

回归到带宽问题上，整个Intel 100系列芯片组CPU与PCH之间的带宽都是一致的，所以当一些跑分党看到一些Z170主板配备了2个甚至3个M.2接口，就打起了如意算盘败回2块或3块三星950 PRO SSD准备Show的时候，DMI 3.0却如鲠在喉，所以呢？行不通！

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