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Um SSD PCI Express é sempre mais rápido do que um SSD SATA?

       
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Um SSD PCI Express é sempre mais rápido do que um SSD SATA. Mito ou realidade? Confira nesta nossa análise!

Um SSD PCI Express é sempre mais rápido do que um SSD SATA?

Introdução

Ter um SSD como unidade de armazenamento principal do computador é fundamental para termos um computador com a sensação de rápido. Porém, qual tipo de SSD devemos utilizar: um modelo com interface SATA, normalmente mais barato, ou um com formato M.2 e interface PCI Express, mais atual?

Primeiramente, precisamos entender o que significam os termos "SATA" e "NVMe", pois muita gente acredita que uma coisa é o contrário da outra.

Todo SSD é formado por um ou mais chips de memória não volátil, ou seja, que não perdem os dados armazenados quando a alimentação é desligada (o que acontece na memória RAM), um chip controlador e, em alguns casos, um ou mais chips de memória SDRAM utilizada como cache para acelerar o funcionamento do dispositivo. Os SSDs se diferenciam principalmente quanto ao formato físico, interface lógica e protocolo de comandos.

O formato físico de um SSD pode ser de 2,5 polegadas (tamanho e formato similar a um disco rígido de notebook), M.2 (uma pequena plaquinha de circuito impresso, normalmente medindo 22 x 80 mm) ou no formato de uma placa de expansão, similar a uma placa de vídeo de pequeno porte. Já a interface, que é a forma da conexão elétrica entre o SSD e o computador, pode ser SATA ou PCI Express. Por fim, o protocolo ou conjunto de comandos é a "linguagem" na qual o computador "conversa" com o SSD e pode ser AHCI ou NVMe.

Atualmente, todo SSD de 2,5 polegadas é SATA, enquanto o formato M.2 suporta tanto a interface SATA quanto PCI Express. Todos os SSDs com interface SATA usam protocolo AHCI, enquanto todos os modelos PCI Express atuais utilizam o protocolo NVMe.

É por isso que muitas pessoas dividem os SSDs em dois tipos, SATA ou NVMe, o que é tecnicamente incorreto. É como se você dissesse "há dois tipos de frutas, as amarelas e as redondas". Mesmo que só existissem no mundo bananas amarelas e maçãs vermelhas, ainda assim a frase não estaria tecnicamente correta, já que o correto seria classificar as frutas como "amarelas ou vermelhas" e "alongadas ou redondas".

Sugerimos a leitura do tutorial “Anatomia das unidades SSD”, onde você encontrará informações mais aprofundadas sobre as características técnicas discutidas acima.

Neste artigo, vamos classificar os SSDs em dois tipos, SATA ou PCI Express, já que este é o principal fator que influencia na velocidade máxima que o SSD pode se comunicar com o computador. O formato (M.2 ou 2,5 polegadas) não tem nenhuma influência no desempenho.

Mesmo cada tipo de interface ainda pode ter diferentes padrões, cada um deles com uma velocidade máxima diferente, como podemos ver na tabela abaixo. Os padrões SATA-300 e PCI Express 2.0 não são mais encontrados em SSDs atuais.

Interface Velocidade máxima
SATA-300 300 MB/s
SATA-600 600 MB/s
PCI Express 2.0 x2 1 GB/s
PCI Express 2.0 x4 2 GB/s
PCI Express 3.0 x2 2 GB/s
PCI Express 3.0 x4 4 GB/s
PCI Express 4.0 x2 4 GB/s
PCI Express 4.0 x4 8 GB/s

Os modelos mais comuns atualmente utilizam interface SATA-600, PCI Express 3.0 x2 e PCI Express 3.0 x4. Até pouco tempo atrás, todos os SSDs de entrada (ou seja, de baixo custo) utilizavam interface SATA-600, enquanto apenas os modelos mais topo de linha utilizavam interface SATA-600 ou PCI Express 3.0 x2 ou x4.

Hoje em dia, porém, SSDs de entrada utilizam interface SATA-600 ou PCI Express 3.0 x2, enquanto modelos voltados ao desempenho utilizam PCI Express 3.0 x4 ou mesmo PCI Express 4.0 x4.

Por isso, resolvemos fazer este teste, comparando um dos últimos SSDs SATA topo de linha lançados no mercado com um típico SSD PCI Express de entrada, para verificarmos se um SSD PCI Express vai ser sempre mais rápido do que um modelo SATA.

Selecionamos o HyperX FURY RGB de 480 GiB e o Kingston A1000 de mesma capacidade. Note que a Kingston já lançou um novo modelo para substituir o A1000, o A2000. Porém, como este modelo novo já utiliza interface PCI Express 3.0 x4, preferimos utilizar o modelo mais antigo, que melhor representa um modelo de entrada.

Na Figura 1, você confere o HyperX FURY RGB. Note que ele ainda tem o diferencial da iluminação RGB.

SATAvsPCIE-02.jpg

Figura 1: o HyperX FURY RGB de 480 GiB

Já na Figura 2, vemos o Kingston A1000 de 480 GiB.SATAvsPCIE-01.jpg

Figura 2: o Kingston A1000 de 480 GiB

Na tabela abaixo comparamos as unidades testadas. Os preços referem-se ao preço de lançamento dos dois modelos.

Fabricante Modelo Código do Modelo Capacidade Nominal Formato Interface Preço nos EUA
Kingston HyperX FURY RGB SHFR200/480G 480 GiB 2,5 polegadas SATA-600 US$ 108
Kingston A1000 SA1000M8/480G 480 GiB M.2 2280 PCI Express 3.0 x2 US$ 85

Na tabela abaixo, fornecemos um comparativo de detalhes técnicos das duas unidades. TBW (Total Bytes Written) significa a quantidade de dados que podem ser gravados na unidade até que a mesma possa ter problemas por desgaste.

Modelo Controlador Buffer Memória TBW
HyperX FURY RGB Marvell 88SS1074

512 MiB

4x 128 GiB Kingston FB12808UCT1-61 240 TiB
Kingston A1000 Phison E8

512 MiB

4x 128 GiB Kingston FH12808UCT1-32 300 TiB

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Comentários de usuários


o único motivo para usar ssd sata e ter dispositivos ainda sem entrada m2 e querer passar esse hd para outro dispositivo posteriormente

que e o meu caso ainda não possuo nenhuma maquina com slot m2

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Vendo esses gráficos, lembrei do filme O massacre da serra elétrica... kkkkkk

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E não vale a pena comprar uma placa PCI express que receba essas placas de SSD? Seria um alternativa a ter que trocar toda a mobo.

 
Em 13/04/2020 às 10:05, fenixcload disse:

o único motivo para usar ssd sata e ter dispositivos ainda sem entrada m2 e querer passar esse hd para outro dispositivo posteriormente

que e o meu caso ainda não possuo nenhuma maquina com slot m2

Existe placas PCI express que aceitam placas de SSD amigo.

 

Tipo esse; https://m.pt.aliexpress.com/item/33044886733.html?pid=808_0006_0101&spm=a2g0n.search-amp.list.33044886733&aff_trace_key=9804dd3a8c3f4595b1f73723cd73f878-1584322567064-00481-UneMJZVf&aff_platform=msite&m_page_id=624amp-WPM0M_hNrzr1gKO6UgBPSw1586832687720&browser_id=1de30dc72c8b4e39944cc711c3f2bc3f&is_c=N

 

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O problema do M2 é esquentar demais e isso inviabiliza também de coloca-lo embaixo das placas de vídeo como são em algumas placa-mãe mais antigas. Os SSDs SATA só recomendo para computador sem entrada M.2 ou quando a entrada M.2 ficam debaixo da placa de vídeo.

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Deixa a Microsoft saber deste teste. Próximos updates do Windows só com ssd pcie se você não quiser lentidão. 

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E um SSD SATA Express vs. SSD PCI Express?

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3 minutos atrás, axellslade2 disse:

E um SSD SATA Express vs. SSD PCI Express?

SATA Express não é uma interface e sim um formato físico de conector. Trata-se de um conector que pode utilizar interface SATA ou PCI Express, daí o nome. Assim, não existe SSD SATA Express.

De qualquer forma, esse conector já foi abandonado em computadores domésticos, nunca se popularizou.

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@Rafael Coelho Excelente teste... para quem acha que NVMe é muito mais rápido que SATA...

Me tire uma dúvida nestes SSDs que possuem DRAM Cache,qual o tamanho dos arquivos salvos na DRAM? São os mesmo tamanho dos arquivos salvos em Pages nas NAND Flashs? 4KB?

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9 minutos atrás, GabrielLP14 disse:

@Rafael Coelho Excelente teste... para quem acha que NVMe é muito mais rápido que SATA...

Me tire uma dúvida nestes SSDs que possuem DRAM Cache,qual o tamanho dos arquivos salvos na DRAM? São os mesmo tamanho dos arquivos salvos em Pages nas NAND Flashs? 4KB?

 

A DRAM, nos SSDs que a utilizam, não é usada para armazenar arquivos, mas principalmente tabelas de conversão de endereços dentro do SSD, além de tabelas de desgaste, etc. Também pode ser utilizada como cache auxiliar na escrita e nos processos de TRIM.

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@Rafael Coelho São as Mapping tables no caso, eu acabei confundindo.

Queria me referir ao tamanho dessa tabela?

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5 minutos atrás, GabrielLP14 disse:

@Rafael Coelho São as Mapping tables no caso, eu acabei confundindo.

Queria me referir ao tamanho dessa tabela?

 

Aí eu não faço ideia. O tamanho da memória varia, normalmente em função da capacidade da unidade, mas valores típicos são de 256 MiB e 512 MiB.

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Me desculpe Rafael, mas já comprovei em grupos de discussão que o M2 PCIe na prática tem quase o mesmo desempenho que os SSD Sata.. o que conta é os IOPs de cada produto e o acesso aleatório 4kb.. 
Fazendo comparações práticas o carregamento do Windows teve ínfimos 1 a 3 segundos mais rápido
Em jogos teve diferenças ínfimas também de 1 a 10 segundos mais rápidos dependendo do jogo (onde a maioria ficou entre 1 a 3 segundos)
Sendo totalmente incoerente com os testes sintéticos, que demonstram desempenho superior na casa de 50 a 200% mas rápido
O correto seria você trazer os testes práticos para a realidade de desempenho!

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Em 17/04/2020 às 14:08, Rafael Coelho disse:

 

Aí eu não faço ideia. O tamanho da memória varia, normalmente em função da capacidade da unidade, mas valores típicos são de 256 MiB e 512 MiB.

A sim, eu pergunto isso, pois alguns SSDs M.2 DRAMLess eles adotam uma "tecnologia" chamada HMB que seria o Host memory Buffer, onde o SSD aloca X valor de Memória RAM(do sistema mesmo) para armazenar essas tabelas de mapeamento, porém não é especificado o valor, portanto eu suponha que seja dinâmico isso, não acha?

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Em 13/04/2020 às 23:47, Padre Vuador disse:

E não vale a pena comprar uma placa PCI express que receba essas placas de SSD? Seria um alternativa a ter que trocar toda a mobo.

adicionado 1 minuto depois

Não pois a velocidade que vai prevalecer é a do barramento USB 3.

adicionado 2 minutos depois

Existe placas PCI express que aceitam placas de SSD amigo.

adicionado 12 minutos depois

Tipo esse; https://m.pt.aliexpress.com/item/33044886733.html?pid=808_0006_0101&spm=a2g0n.search-amp.list.33044886733&aff_trace_key=9804dd3a8c3f4595b1f73723cd73f878-1584322567064-00481-UneMJZVf&aff_platform=msite&m_page_id=624amp-WPM0M_hNrzr1gKO6UgBPSw1586832687720&browser_id=1de30dc72c8b4e39944cc711c3f2bc3f&is_c=N

 

 

Lembrando que, a grande maioria das MBs que não possuem slot M2, também não suportam boot via SSD NVMe, o que torna o adaptador meio inútil. 

 

Mas, no uso comum, um SSD SATA não passa uma sensação "diferente" de um NVMe. 

Eu não vi diferença no uso quando mudei de um SATA para um PCIe. 

Esse vídeo explica bem sobre isso:

 

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1 hora atrás, leandrocesargomes disse:

Me desculpe Rafael, mas já comprovei em grupos de discussão que o M2 PCIe na prática tem quase o mesmo desempenho que os SSD Sata.. o que conta é os IOPs de cada produto e o acesso aleatório 4kb.. 
Fazendo comparações práticas o carregamento do Windows teve ínfimos 1 a 3 segundos mais rápido
Em jogos teve diferenças ínfimas também de 1 a 10 segundos mais rápidos dependendo do jogo (onde a maioria ficou entre 1 a 3 segundos)
Sendo totalmente incoerente com os testes sintéticos, que demonstram desempenho superior na casa de 50 a 200% mas rápido
O correto seria você trazer os testes práticos para a realidade de desempenho!

 

Sabemos que a diferença, na prática, entre diferentes SSDs é bem pequena, que o tempo de carregamento de um jogo (por exemplo) é quase o mesmo seja em um SSD de entrada ou um topo de linha. Já deixamos isso claro em vários outros artigos.

Só que este não é o foco deste teste. Nele, a ideia é testar o mito de que um SSD "topo de linha" é mais rápido do que um de entrada, mesmo que o de entrada seja PCI Express e o high-end seja SATA.

adicionado 1 minuto depois
1 hora atrás, GabrielLP14 disse:

A sim, eu pergunto isso, pois alguns SSDs M.2 DRAMLess eles adotam uma "tecnologia" chamada HMB que seria o Host memory Buffer, onde o SSD aloca X valor de Memória RAM(do sistema mesmo) para armazenar essas tabelas de mapeamento, porém não é especificado o valor, portanto eu suponha que seja dinâmico isso, não acha?

Sinceramente, não tenho informações suficientes para responder...

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