PCIe 3.0 یا 4.0 یا 5.0 برای SSD؛ کدام را بخریم؟

PCIe در SSD دقیقاً چه نقشی دارد؟

NVMe استانداردی برای ارتباط نرم‌افزار میزبان با حافظه‌های Non-Volatile است و در SSDهای مصرفی معمولاً از PCI Express برای انتقال داده استفاده می‌کند. NVM Express نیز NVMe را استاندارد رایج SSDهای PCIe معرفی می‌کند.

PCIe مسیر انتقال داده میان SSD و سیستم را فراهم می‌کند.
اگر هنوز تفاوت رابط SATA و NVMe برایتان روشن نیست، مقاله SATA یا NVMe؛ مقایسه سرعت واقعی و راهنمای انتخاب را مطالعه کنید.

بنابراین وقتی روی یک SSD نوشته شده:

PCIe 4.0 x4

دو مشخصه مهم داریم:

• 4.0 نسل PCI Express است.

• x4 یعنی ارتباط می‌تواند از چهار Lane استفاده کند.

افزایش نسل PCIe، ظرفیت انتقال هر Lane را افزایش می‌دهد.

────────────────────────────────────────────────────────────

تفاوت پهنای باند PCIe 3.0، 4.0 و 5.0 چقدر است؟

طبق PCI-SIG:

در نتیجه یک اتصال x4 در هر نسل ظرفیت بسیار بیشتری نسبت به نسل قبلی دارد.

این افزایش ظرفیت باعث شده SSDهای مصرفی نیز بتوانند سرعت‌های Sequential بسیار بیشتری ارائه دهند.

برای نمونه، Samsung 990 PRO با رابط PCIe 4.0 x4 سرعت خواندن ترتیبی تا 7450MB/s را اعلام می‌کند. در مقابل، 9100 PRO مبتنی بر PCIe 5.0 x4 در ظرفیت‌های مشخص به سرعت خواندن ترتیبی تا 14800MB/s می‌رسد. این اعداد نتیجه آزمون‌های سازنده در شرایط مشخص هستند و نباید مستقیماً معادل سرعت تمام سیستم‌ها در استفاده واقعی در نظر گرفته شوند.

────────────────────────────────────────────────────────────

آیا PCIe 5.0 در عمل دو برابر PCIe 4.0 سریع‌تر است؟

از نظر ظرفیت نظری رابط می‌تواند تقریباً دو برابر باشد، اما تجربه کاربری الزاماً دو برابر نمی‌شود.

این تفاوت مهم است.

اگر یک فایل بزرگ را در شرایطی منتقل کنید که:

• SSD مبدأ سریع باشد

• SSD مقصد سریع باشد

• سیستم بتواند پهنای باند لازم را تأمین کند

• SSD دچار Thermal Throttling نشود

• Cache آن پر نشده باشد

سرعت بالاتر رابط می‌تواند بسیار مفید باشد.

اما بازشدن Chrome، اجرای Windows، بازکردن یک برنامه یا بارگذاری یک بازی فقط به Sequential Read وابسته نیست.

پردازنده، Latency، Random Performance، پردازش نرم‌افزار، فشرده‌سازی داده و عوامل دیگر نیز در تجربه نهایی نقش دارند.

بنابراین:

دو برابر شدن پهنای باند PCIe به معنی دو برابر شدن سرعت کامپیوتر نیست.

────────────────────────────────────────────────────────────

Sequential Speed چیست و چرا Gen5 در آن برتری دارد؟

Sequential Read و Sequential Write عملکرد SSD هنگام خواندن یا نوشتن داده‌های بزرگ و پیوسته را اندازه‌گیری می‌کنند.

این معیار در کارهایی مثل موارد زیر اهمیت بیشتری پیدا می‌کند:

• انتقال فایل‌های ویدیویی بزرگ

• Copy کردن پروژه‌های حجیم

• جابه‌جایی Dataset

• تولید فایل‌های خروجی بزرگ

• کار با Footageهای حجیم

• جابه‌جایی Imageهای ماشین مجازی

در چنین Workloadهایی، SSD سریع‌تر می‌تواند استفاده بیشتری از ظرفیت PCIe 4.0 یا 5.0 داشته باشد.

به همین دلیل اختلاف میان Gen4 و Gen5 در کارهای حرفه‌ای Storage-Intensive معمولاً مهم‌تر از استفاده روزمره است.

────────────────────────────────────────────────────────────

Random Performance و Latency چرا مهم هستند؟

استفاده روزمره کامپیوتر شامل انتقال یک فایل 100 گیگابایتی واحد نیست.

سیستم‌عامل و نرم‌افزارها دائماً هزاران فایل کوچک را درخواست می‌کنند. در این شرایط مواردی مثل:

• Random Read

• Random Write

• Latency

• Queue Depth پایین

• کنترلر SSD

• Firmware

• Cache

نیز اهمیت زیادی دارند.

به همین دلیل دو SSD از یک نسل PCIe الزاماً عملکرد یکسانی ندارند.

ممکن است یک SSD Gen4 با کنترلر و NAND بهتر در بعضی Workloadها انتخاب بهتری از یک SSD Gen5 اقتصادی باشد.

پس نسل PCIe فقط یکی از مشخصات SSD است، نه معیار کامل کیفیت آن.

────────────────────────────────────────────────────────────

PCIe 3.0 هنوز ارزش خرید دارد؟

اگر سیستم شما فقط PCIe 3.0 را پشتیبانی می‌کند، SSD Gen3 همچنان می‌تواند کاملاً کاربردی باشد.

برای مواردی مانند:

• Windows

• Office

• وب‌گردی

• نرم‌افزارهای عمومی

• گیمینگ معمولی

• ارتقای سیستم قدیمی

یک NVMe Gen3 مناسب همچنان سرعت ذخیره‌سازی بالایی ارائه می‌دهد.

اما هنگام خرید باید قیمت را مقایسه کنید.

اگر یک SSD Gen4 سازگار با نسل قبل با قیمت نزدیک عرضه شود، ممکن است انتخاب Gen4 منطقی‌تر باشد؛ مخصوصاً اگر احتمال انتقال SSD به سیستم جدید در آینده وجود دارد.

برای نمونه Samsung در مشخصات 990 PRO و برخی مدل‌های دیگر سازگاری با نسل قبلی PCIe را اعلام می‌کند.

────────────────────────────────────────────────────────────

PCIe 4.0 چرا برای بیشتر سیستم‌های جدید انتخاب متعادلی است؟

Gen4 فاصله بزرگی با محدودیت‌های SSDهای قدیمی ایجاد کرده و در عین حال طیف گسترده‌ای از SSDهای مصرفی روی این رابط وجود دارند.

یک SSD Gen4 مناسب می‌تواند:

• سرعت Sequential بالایی ارائه کند.

• برای Windows و نرم‌افزارها بسیار سریع باشد.

• برای گیمینگ مناسب باشد.

• برای تدوین و تولید محتوا عملکرد خوبی داشته باشد.

• روی بسیاری از پلتفرم‌های جدید استفاده شود.

مدل‌هایی مانند 990 PRO نشان می‌دهند SSDهای Gen4 مصرفی می‌توانند به محدوده بیش از 7GB/s خواندن ترتیبی برسند.

برای همین، کاربری که به عملکرد بالا نیاز دارد ولی Workload او دائماً چندین گیگابایت‌برثانیه داده جابه‌جا نمی‌کند، الزاماً نیازی به Gen5 ندارد.

────────────────────────────────────────────────────────────

PCIe 5.0 برای چه کسانی منطقی‌تر است؟

Gen5 زمانی جذاب‌تر می‌شود که سه شرط وجود داشته باشد:

سیستم از آن پشتیبانی کند، Workload بتواند از سرعت استفاده کند و اختلاف هزینه قابل قبول باشد.

کاربردهای مناسب‌تر می‌توانند شامل این موارد باشند:

• تدوین پروژه‌های بسیار سنگین

• انتقال مداوم فایل‌های بسیار حجیم

• برخی Workloadهای AI و Data

• تولید محتوای حرفه‌ای

• Workstationهای قدرتمند

• سیستم‌های Enthusiast

• استفاده‌هایی که Storage واقعاً گلوگاه است

برای نمونه Samsung 9100 PRO یک SSD مصرفی PCIe 5.0 x4 است که بسته به ظرفیت تا 14800MB/s Sequential Read و 13400MB/s Sequential Write اعلام شده دارد.

اما همین مشخصات نشان می‌دهد چرا قبل از خرید باید بررسی کرد که آیا Workflow واقعاً از چنین پهنای باندی استفاده می‌کند یا نه.

────────────────────────────────────────────────────────────

آیا Gen5 برای Windows و کار روزمره ارزش دارد؟

برای کارهایی مثل:

• مرور وب

• Office

• مشاهده فیلم

• پیام‌رسان

• کلاس آنلاین

• برنامه‌های سبک

تفاوت Gen4 و Gen5 معمولاً به اندازه اختلاف اعداد Sequential روی جعبه محسوس نیست.

در این کاربری‌ها ممکن است مواردی مثل ظرفیت کافی، CPU، RAM و سلامت Windows اهمیت بیشتری داشته باشند.

اگر بین دو انتخاب زیر قرار دارید:

SSD Gen5 با ظرفیت 500GB

یا

SSD Gen4 با ظرفیت 1TB

برای بسیاری از کاربران روزمره و گیمرها، ظرفیت بیشتر Gen4 کاربرد عملی بیشتری خواهد داشت.

────────────────────────────────────────────────────────────

PCIe 3.0، 4.0 یا 5.0 برای گیمینگ؟

برای گیمینگ، SSD مهم است؛ اما نسل PCIe را نباید مستقیماً معادل FPS بالاتر دانست.

Storage بیشتر بر موارد زیر اثر می‌گذارد:

• Load Time

• Fast Travel

• Asset Streaming

• نصب بازی

• Update

• Extract کردن فایل‌ها

• انتقال بازی

میانگین FPS همچنان بیشتر به GPU، CPU، RAM، تنظیمات و رزولوشن وابسته است.

Microsoft نیز DirectStorage را برای استفاده بهتر بازی‌ها از Storage پرسرعت طراحی کرده و برای تجربه بهتر بازی‌های مجهز به آن، NVMe SSD را توصیه می‌کند.

اما حتی DirectStorage به این معنی نیست که هر بازی روی Gen5 نسبت به Gen4 دو برابر سریع‌تر می‌شود.

پشتیبانی خود بازی و نحوه Streaming داده اهمیت دارد.

────────────────────────────────────────────────────────────

برای سیستم گیمینگ Gen4 بخریم یا Gen5؟

برای بخش بزرگی از سیستم‌های گیمینگ، یک Gen4 باکیفیت و ظرفیت کافی انتخاب بسیار منطقی است.

به‌خصوص اگر اختلاف هزینه Gen5 باعث شود مجبور شوید:

• ظرفیت SSD را کاهش دهید.

• GPU ضعیف‌تری بخرید.

• CPU ضعیف‌تری انتخاب کنید.

• RAM کمتری نصب کنید.

در چنین شرایطی معمولاً بهتر است بودجه سیستم متعادل باقی بماند.

Gen5 بیشتر زمانی ارزشمند می‌شود که سایر قطعات سیستم در سطح بالایی قرار گرفته‌اند و هزینه SSD سریع‌تر محدودیت جدی ایجاد نمی‌کند.

────────────────────────────────────────────────────────────

برای تدوین و تولید محتوا Gen4 یا Gen5؟

در اینجا تفاوت می‌تواند مهم‌تر شود.

اگر دائماً با موارد زیر کار می‌کنید:

• فایل‌های ویدیویی حجیم

• Footage با Bitrate بالا

• پروژه‌های چندلایه

• Media Cache

• فایل‌های RAW

• Datasetهای بزرگ

سرعت Sequential بیشتر می‌تواند زمان بعضی عملیات را کاهش دهد.

اما باید دقت کنید که SSD تنها گلوگاه Workflow نباشد.

اگر فایل را از یک HDD یا SSD کند به Gen5 کپی کنید، سرعت مبدأ همچنان سقف انتقال را محدود می‌کند.

به همین ترتیب CPU، نرم‌افزار و نوع Codec نیز می‌توانند محدودکننده باشند.

────────────────────────────────────────────────────────────

آیا SSD Gen5 روی اسلات Gen4 کار می‌کند؟

PCI Express به‌طور کلی با هدف حفظ سازگاری بین نسل‌ها توسعه پیدا کرده است و بسیاری از SSDهای جدید می‌توانند با نسل قبلی رابط کار کنند، اما با سرعت رابط پایین‌تر. مشخصات خود SSD باید برای تأیید سازگاری بررسی شود.

برای مثال اگر یک SSD PCIe 5.0 روی اسلات PCIe 4.0 سازگار نصب شود، نمی‌تواند از پهنای باند کامل Gen5 استفاده کند.

بنابراین خرید Gen5 برای مادربرد Gen4 فقط زمانی منطقی است که:

• قیمت آن مناسب باشد.

• قصد انتقال SSD به سیستم جدید داشته باشید.

• مدل Gen5 مزیت دیگری نسبت به گزینه‌های Gen4 داشته باشد.

در غیر این صورت ممکن است هزینه بیشتری پرداخت کنید بدون اینکه سیستم فعلی بتواند از بخش مهمی از قابلیت SSD استفاده کند.

────────────────────────────────────────────────────────────

آیا SSD Gen4 روی مادربرد Gen3 کار می‌کند؟

در بسیاری از SSDها بله؛ اگر سازنده و پلتفرم سازگاری لازم را داشته باشند.

Samsung برای 990 PRO Gen4 سازگاری با PCIe 3.0 را صراحتاً ذکر می‌کند.

در این حالت SSD با محدودیت پهنای باند Gen3 مواجه خواهد شد.

پس اگر مادربرد Gen3 دارید، لزوماً مجبور نیستید SSD Gen3 بخرید؛ اما باید مطمئن شوید SSD انتخابی و سیستم واقعاً با یکدیگر سازگار هستند.

────────────────────────────────────────────────────────────

اسلات M.2 مادربرد چطور نسل PCIe را تعیین می‌کند؟

ممکن است یک مادربرد چند اسلات M.2 داشته باشد اما همه آن‌ها یک نسل نباشند.

برای مثال:

• M.2 اول: PCIe 5.0 x4

• M.2 دوم: PCIe 4.0 x4

• M.2 سوم: PCIe 4.0 یا 3.0

همچنین اتصال بعضی M.2ها مستقیماً به CPU و بعضی دیگر به Chipset انجام می‌شود.

بنابراین هنگام خرید SSD نباید فقط مشخصات کلی مادربرد را نگاه کنید.

مشخصات همان اسلاتی که قرار است SSD داخل آن نصب شود مهم است.

برای بررسی کامل نوع اسلات، نسل PCIe و محدودیت‌های سازگاری، راهنمای انتخاب SSD M.2 و بررسی سازگاری با مادربرد و لپ‌تاپ را مطالعه کنید.

────────────────────────────────────────────────────────────

Gen5 و مسئله دما

با افزایش Performance و توان مصرفی SSDهای رده‌بالا، مدیریت دما اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

برای نمونه Samsung برای 9100 PRO مقادیر Active Power چندواتی را بسته به ظرفیت و عملیات اعلام می‌کند و خود محصول نیز در نسخه دارای Heatsink عرضه می‌شود.

Crucial نیز برخی SSDهای Gen5 مثل T705 را در نسخه دارای Heatsink عرضه می‌کند.

این موضوع به معنی نیاز تمام SSDهای Gen5 به Heatsink بسیار بزرگ نیست، اما قبل از خرید باید موارد زیر بررسی شوند:

• خنک‌کننده M.2 مادربرد

• جریان هوای کیس

• نسخه Heatsinkدار یا بدون Heatsink

• فضای اطراف کارت گرافیک

• شرایط استفاده طولانی و سنگین

────────────────────────────────────────────────────────────

Thermal Throttling چیست؟

وقتی دمای کنترلر یا NAND از محدوده موردنظر سازنده بالاتر برود، SSD می‌تواند برای کنترل دما عملکرد خود را کاهش دهد.

در نتیجه ممکن است SSD در ابتدای انتقال یک فایل بسیار سریع باشد اما بعد از مدتی سرعت پایین‌تری نشان دهد.

این مسئله در ارزیابی SSDهای بسیار سریع اهمیت بیشتری دارد؛ چون صرف دیدن حداکثر سرعت Benchmark برای پیش‌بینی Sustained Performance کافی نیست.

────────────────────────────────────────────────────────────

ظرفیت مهم‌تر است یا نسل PCIe؟

در بسیاری از سیستم‌ها، ظرفیت مناسب از رفتن به یک نسل بالاتر اهمیت بیشتری دارد.

مثلاً برای یک گیمر:

1TB Gen4 ممکن است کاربردی‌تر از 500GB Gen5 باشد؛ چون بازی‌های بیشتری روی SSD نصب می‌شوند و کاربر کمتر مجبور به حذف و جابه‌جایی فایل خواهد بود.

برای تولید محتوا نیز فضای بیشتر برای:

• Project Files

• Cache

• Proxy

• Source Media

می‌تواند ارزش بالایی داشته باشد.

پس هنگام تخصیص بودجه ابتدا ظرفیت موردنیاز را تعیین کنید و سپس بهترین نسل و مدل قابل خرید در همان بودجه را انتخاب کنید.

────────────────────────────────────────────────────────────

فقط نسل PCIe را مقایسه نکنید

هنگام انتخاب SSD دو محصول را فقط با عبارت Gen4 یا Gen5 مقایسه نکنید.

مشخصات دیگری هم اهمیت دارند:

• نوع NAND

• کنترلر

• DRAM یا HMB

• Sequential Performance

• Random Performance

• Sustained Write

• Endurance یا TBW

• Firmware

• دما

• ظرفیت

• گارانتی

یک SSD صرفاً به دلیل PCIe 5.0 بودن الزاماً از هر SSD PCIe 4.0 بهتر نیست.

نسل رابط حداکثر ظرفیت ارتباط را مشخص می‌کند؛ کیفیت خود SSD موضوع جداگانه‌ای است.

────────────────────────────────────────────────────────────

اشتباهات رایج هنگام انتخاب نسل SSD

تصور اینکه Gen5 همیشه دو برابر سریع‌تر احساس می‌شود

پهنای باند رابط دو برابر شده، اما تمام برنامه‌ها Storage-Bound نیستند.

خرید Gen5 برای اسلات Gen3 یا Gen4 بدون برنامه ارتقا

ممکن است SSD کار کند، اما بخش بزرگی از ظرفیت رابط آن بلااستفاده بماند.

قربانی کردن ظرفیت برای نسل بالاتر

SSD سریع ولی دائماً پر، الزاماً انتخاب بهتری نیست.

انتخاب SSD فقط با Sequential Read

عملکرد واقعی به مشخصات بیشتری وابسته است.

انتظار افزایش زیاد FPS

SSD سریع‌تر بیشتر روی Loading و انتقال داده اثر دارد تا پردازش گرافیکی فریم‌ها.

بی‌توجهی به خنک‌کاری

برای SSDهای سریع، مخصوصاً مدل‌های رده‌بالا، طراحی حرارتی سیستم اهمیت دارد.

────────────────────────────────────────────────────────────

چک‌لیست انتخاب PCIe 3.0، 4.0 یا 5.0

قبل از خرید این موارد را بررسی کنید:

1. مادربرد چه نسل PCIe را برای M.2 پشتیبانی می‌کند؟

2. اسلات موردنظر x4 است یا محدودیت دیگری دارد؟

3. CPU روی نسل M.2 تأثیر دارد؟

4. ظرفیت موردنیاز شما چقدر است؟

5. استفاده اصلی گیمینگ، روزمره یا حرفه‌ای است؟

6. آیا Workload واقعاً به Sequential Performance بالا نیاز دارد؟

7. اختلاف قیمت Gen4 و Gen5 چقدر است؟

8. SSD نیاز به Heatsink دارد؟

9. آیا قصد انتقال SSD به سیستم آینده را دارید؟

10. TBW، NAND، Cache و گارانتی مدل موردنظر مناسب هستند؟

اگر پاسخ این سؤال‌ها مشخص باشد، انتخاب نسل SSD بسیار ساده‌تر خواهد شد.

────────────────────────────────────────────────────────────

جمع‌بندی؛ PCIe 3.0، 4.0 یا 5.0؟

PCIe 3.0 هنوز برای ارتقای سیستم‌های قدیمی و استفاده‌های عمومی قابل استفاده است.

PCIe 4.0 برای بسیاری از سیستم‌های جدید، گیمرها و حتی کاربران حرفه‌ای تعادل بسیار خوبی بین Performance، ظرفیت و هزینه ایجاد می‌کند.

PCIe 5.0 بیشترین پهنای باند را در میان این سه نسل فراهم می‌کند و برای سیستم‌های رده‌بالا و Workloadهایی که واقعاً به سرعت Storage بالا وابسته هستند جذاب‌تر است. PCI-SIG نرخ انتقال PCIe 5.0 را 32GT/s به‌ازای هر Lane اعلام می‌کند که دو برابر PCIe 4.0 است.

پس صرفاً دنبال بزرگ‌ترین عدد نباشید.

SSD مناسب، سریع‌ترین SSD بازار نیست؛ SSDی است که ظرفیت، کیفیت، سرعت و سازگاری آن با نیاز و بودجه سیستم شما هماهنگ باشد.

برای مشاهده مدل‌های موجود می‌توانید وارد بخش SSDهای اینترنال آریو چیپ شوید.

────────────────────────────────────────────────────────────

منابع

• PCI-SIG — PCIe 5.0 Bit Rates and Comparison with Previous Generations

• PCI-SIG — PCI Express Specifications

• NVM Express — NVMe Frequently Asked Questions

• NVM Express — NVMe Base Specification

• Samsung — 990 PRO Data Sheet

• Samsung — 9100 PRO Data Sheet

• Microsoft — DirectStorage

• Microsoft DirectX Developer Blog — DirectStorage 1.1

SATA یا NVMe؛ مقایسه سرعت واقعی و راهنمای انتخاب

راهنمای انتخاب SSD M.2؛ بررسی سازگاری با مادربرد و لپ‌تاپ

SSD با DRAM یا DRAM-less؛ HMB چیست و کدام را بخریم؟

TLC یا QLC؛ کدام NAND برای SSD بهتر است؟