金士頓 NVMe SSD x Akitio Node Duo 挑戰破萬讀寫?Mac 的物理極限瓶頸是?

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硬碟的讀寫速度,從 HDD 的 100~200MB/s 到 SSD 的 500MB/s,隨著新技術 NVMe 並且介面從 SATA 轉換成 PCIe,現在破千讀寫已經成為常態。而 MacBook Pro 內建的 SSD 也是破兩千的讀寫速度。

不過,現在外接設備也輕易可以突破 2xxxMB/s 的現在,到底以目前的 Mac,能不能一舉突破五位數,達到破萬的讀寫速度呢?

 

這篇文章主要是因為之前的 Node Duo 開箱文,裡面提到了用兩個 NVMe 的 PCIe SSD 製作 RAID 0,結果實現了 4xxxMB/s 的速度。

>> ThunderBolt 3 也有 40G 不夠用的一天?Node Duo 挑戰極限。順便開箱 T3TG 網卡

 

▼ 因此,有個好奇心旺盛的朋友,就在我們那篇文章底下問了一句很推坑的問題。

嗯,聽起來好像可能喔?畢竟兩個 NVMe 的 SSD 就可以破四千,那麼四個 ThunderBolt 3 如果各用 Node duo 接上兩條 SSD,總共 8 條 SSD 的話,一舉破萬聽起來是很合理的數學推算。不過,事情有沒有這麼簡單呢?

 

▼ 佛系廠商金士頓看到那則貼文後,居然願意提供八條 A1000 讓我們做這種毫無意義,只是為了爽的實驗 XD 真的是感謝乾爹。

說到走 PCIe 的 NVMe SSD,各位可能有所不知,不像是以前走 SATA 的 SSD 一樣,隨便買都可以用。macOS 其實是有所限制的,在系統裡面其實是有一個白名單,只能接受這個白名單以內的 NVMe SSD,若不是,就無法使用。

 

很可惜,我們只知道有這個名單的存在,我們無法直接看到此名單內的列表,所以只能靠自己人肉測試,或是上網看別人的經驗心得,整理出列表。比如之前我們實驗的 Plextor 就是在白名單之外,需要透過破解的方式來繞過檢驗機制,不過一來有不低的技術門檻,二來還是有風險存在,所以一般來說建議買可以直接用的比較單純。

 

▼ 不過很棒的是,金士頓的 A1000,是通過系統名單,可以直接使用的,所以算是便宜又簡單的選擇。

▼ 所以如果是 2013~2015 的 MBP,想自己改裝 SSD 的話,A1000是一個不錯的選擇,但還是需要一點技術門檻,就是手要巧一點,然後有自己可以重灌的知識。(2016之後的就不能自己換了)

(圖片來源:iFixit

▼ 不過如果你仔細看上面的 iFixit 圖片,可以看到接頭處好像有點不太一樣,的確是,蘋果使用了特規的接頭,所以你還需要買一個轉接頭才行,不過這就不是這篇文章的重點了,之後有空再聊。

(圖片來源:sintech

 

▼ Node duo 是用一般尺寸的 PCIe 槽,而 金士頓 A1000 是走 M.2 的尺寸,所以需要透過轉接版才能插上 Node duo,因此我們買了 8 個轉接版,轉接版一個大約 400~800 不等,其實大同小異,就挑自己習慣的品牌就好。

在此我們感謝 Akitio 提供了四台 Node duo 大方的讓我們挑戰這個很中二的計畫。

 

▼ 一台 Node Duo 可以插兩條 A1000,四個 Thunderbolt 3 孔都接上一台 Node Duo,總共八條的超猛組合隨即誕生。

▼ 四個 ThunderBolt 插好插滿,準備來挑戰。

▼ 看一下系統資訊,都有正確抓到,四台 Node Duo、八條 A1000,目前為止很順利。

▼ 我們先來看一下單條的一般速度,看起來跟金士頓官網宣稱的 1000/1500 相去不遠,目前過關。

▼ 接著我們就直接用 macOS 內建的 RAID 輔助程式來組 RAID 了,RAID 就是把多顆硬碟組合成一組,隨著不同的 RAID 類型就會有不同的特性。這次我們就選擇用追求速度的 RAID0,他會把資料平均分散在不同的硬碟上,所以理論上有幾顆硬碟,讀寫速度就會乘以幾倍,不過實際上通常無法真的達到倍速,都會因為電腦效能或是傳輸線材等等,打一點折扣。

好了,總共八條理論上可以得到 1481*8 得到接近一萬二的讀取速度

▼ 不過,咦? 怎麼會這樣,寫入速度有提昇兩倍,但讀取速度連兩倍都不到。這樣別說八條了,連兩條的 RAID 理論速度都只是勉強及格。

其實這時候有一個問題,我們使用的電腦是 2016 MacBook Pro with TouchBar 13吋,如果你有研究過的話,會知道一件事情,右邊的 ThunderBolt 為了塞下其他的功能,速度上並不完整,會比左邊的 ThunderBolt 慢。

(15吋的才是左右全速,或是 2018 的 13 吋也改進成左右全速)

 

所以左右一起做 RAID 的話,整體的速度反而會被右邊的 ThunderBolt 拖累,降低整體速度。

▼ 如果拔掉右邊的裝置,只使用左邊的話,速度明顯的提昇,來到的兩千四左右。

不過,兩千四,這大概只是 2、3 條 SSD 的加總而已,我們可是用了 4 條。這是怎麼回事,還是比想像中的慢阿。

其實,這就是 MacBook Pro 的物理極限了,我們常常說 ThunderBolt3 有著 40Gbps 的頻寬,但事實上,並不是每個孔都是 40Gbps,而是一個晶片控制器有 40Gbps,而一個控制晶片負責兩個 ThunderBolt 孔,所以其實是兩個孔共用這個頻寬。左右各一組

 

你可能會說,那還差很遠阿。

那是因為這 40Gbps 包含了 PCIe 訊號以及 DisplayPort 訊號,實際上能用來傳輸的只有 22Gbps,經過換算 22000/8=2750,所以這 2750 其實就已經是理論上的極限了,實際上因為線材的傳輸損耗等等,大概 2500 左右就是極限。(這段資訊感謝 Akitio 工程師剛好從美國返台,我抓著不放問了很久。

這是單邊,所以左右兩個控制器都是全速的話,可以逼近 5000 的速度。這就是一台蘋果電腦的物理極限了。

▼ 那麼我就就來挑戰一下,我們換上 15吋,兩邊都是全速 Thunderbolt 3,先接上左邊的確是逼近 2500 沒錯。

▼ 左右各 4 條,總共 8 條全上,的確是逼出了 4400 的速度,這就是這台 MBP 的物理極限了。如果換上 iMac 會因為 CPU 比較強的關係,速度再提高一點點,可以再提高 100~200,但大概就是這樣了。

你可能會想說,如果4400就是極限,那根本不需要 8 條,4條就夠了阿。

▼ 的確是,如果是左右各兩條 SSD 的話,因為系統負擔變小了,讀取速度甚至更快那麼一點點。但寫入速度會掉一點,但整體來說因為極限就在那邊,所以考量到花費的 CP 值,的確可以說 4 條跟 8 條的表現是幾乎相同的。

所以,如果你有兩個超快的 SSD 想做 RAID0,請左右分開插,都插同一邊的話,頻寬限制就是 22Gbps 喔。

 

那麼,雖然這次的計畫只達成了一半的速度,無法破萬,但我們還是得到了很多珍貴的資訊。得到了金士頓 A1000 可以無痛使用沒問題,知道的 Mac 的物理極限等等。這都是很棒的資訊

 

▼ 再次感謝乾爹 Akitio 以及金士頓大力幫忙,才有這次的實驗成果。

 

 

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