PCIe 4.0固态硬盘速度上限

很多朋友对PCIe 4.0固态硬盘的速度上限比较好奇，一般来说SSD能跑多块主要取决于外部接口或者内部闪存通道、闪存接口速率限制。在不考虑写入速度的情况下，单个闪存通道就能撑满SATA3.0接口，而使用PCIe接口的NVMe固态硬盘的带宽成长空间更大。

在闪存性能不存在瓶颈的情况下，PCIe 4.0 SSD究竟能有多快？群联主控支持全零数据的压缩，我们利用CrystalDiskMark的全零模式测试速柏CP5000 1TB可以得到以下结果：

7446.8MB/s这个数值大致上就是PS5018-E18主控的顺序读取带宽上限。

为什么PCIe 4.0 SSD跑不满8GB/s？
这个问题在PCIe 3.0时代就是存在的。PCIe 3.0 x4固态硬盘的峰值读取带宽大约是3.5GB/s，而不是通常认为的4GB/s。PCIe 4.0 x4的理论带宽是8GB/s，考虑到128b/130b编码的损耗十周，可用带宽的7.88GB/s。

此外还有更多的额外开销。数据以TLP信息包传输，其中包括了事物层添加的Header和ECRC纠错码、数据链路层添加的Sequence Number和LCRC纠错码等等。而一个TLP包所能承载的有效数据量是有限的。

这部分有效数据（Payload）理论上最长可以达到4096字节，不过通常它会受到设备以及主板支持的共同限制。测试平台使用的技嘉X570 AORUS ELITE WIFI主板和速柏CP5000都可以支持512字节的Payload，比三星980PRO的256字节要高一些，产生的带宽损耗也会更低。

按照512字节的情况，我们可以计算一下数据包的效率是：512/(512+4+2+12+4+4)=95.2%。用7.88GB/s乘以95.2%，结果是7.50GB/s，高于256字节时的7.15GB/s。

对于PS5018-E18主控来说，它的理论读取带宽上限是7446.8MB/s左右。目前在搭配美光B27B闪存的情况下尚无法完整发挥这一能力。而美光下一代B47R（176层堆叠3D TLC）将会提供1600MT/s闪存接口，辅以8通道主控，届时就可以充分跑满PCIe 4.0 x4接口带宽了。