大家好，我是噩夢飄雷。

最近有朋友問我，你在測評SSD時候，爲什麼總是強調“SSD測試時插在直通CPU的M.2槽位”？這裏的“直通CPU”是什麼意思？

事實上，現在的主板上基本都有多個M.2 SSD插槽，雖然長得看似一樣，但是實際插在不同槽位上，能發揮出的性能是不一樣的，只有在直通CPU的時，SSD才能發揮完全的性能。

爲什麼會有這個差異？

要解釋這個問題，首先我們要搞清楚電腦中的“總線”這一概念。

在計算機中，不同設備之間想要交互數據，必需通過計算機中用於通訊的“路”，也就是計算機中所稱的“總線”。可以想象爲不同城市之間運送貨物的必需通過公路一樣。我們常見的PCIe就是運行在CPU外部的總線的一種。

同時，就像公路有雙車道、4車道、8車道之分一樣，PCIe4.0、3.0、2.0等不同標準也是對於通道允許通過的數據速率的劃分，單就速率上限而言，1XPCIe4.0=2XPCIe3.0=4XPCIe2.0。

在計算機中，需要與CPU通訊的設備有很多，比如內存、顯卡、硬盤、鍵鼠外設、網卡聲卡等。如果這些設備全都直接與CPU連通，那麼對CPU的設計難度就太高了，同時對於設備的模塊化要求也要成倍的提高，主板上的佈線難度也會有指數級提升。

爲了規避這個問題，就要減少直通CPU的設備數量，廠商給出的方案是通過主板上的南橋芯片組進行轉接，就像是外部設備的交互中轉站一樣。

像顯卡、內存等對延遲和帶寬要求較高的設備肯定要保證和CPU直接通訊；
而像網卡聲卡、鍵鼠外設等對性能要求不高的設備，則是由南橋芯片組進行管理，交互數據時都要通過南橋芯片組轉接一手。CPU與南橋芯片組之間，則通過DMI通道進行連接。

這是一張Intel Z790主板的功能線框圖。可以發現，只有一個M.2槽位直通CPU，另外三個M.2槽位是由南橋芯片組轉接而來。而爲了便於主板佈線，直通CPU的這個M.2槽位一般會放在最靠近CPU的位置。

我們用樸素的經驗可以想象到，這就跟工程轉包一樣，第一手直通甲方的M.2槽位，其效率肯定要比轉包商跟甲方溝通順暢的多。

所以SSD插在南橋芯片組轉接出的插槽上，其性能會受一些影響，就很好理解了。

SSD直通CPU與否，性能到底有何區別？

爲了解決這個問題，我們來實際測試一下吧。

除了M.2插槽有直通CPU的區別之外，主板上的PCIe插槽也有這個問題，在Intel消費級主板中一般只有靠近CPU的那一條插槽才能直通CPU，部分AMD的消費級主板可能允許拆分成兩條直通CPU的PCIe插槽。

所以在這裏我隨手找到一條採用M.2接口的愛國者P7000D 2T，

以及使用PCIe接口的傲騰900P 480G分別進行測試。

測試平臺：

CPU：intel i5-13600K

主板：華碩ROG STRIX Z790-A GAMING WIFI吹雪 DDR5

內存：雷克沙 DDR5-6400 16GB X2

SSD：Intel 傲騰900P 480G、愛國者P7000D 2T

顯卡：Intel UHD730

系統：Windows 11 Professional Edition

M.2插槽測試結果

首先將愛國者P7000D插在直通CPU的M.2插槽上，使用CrystalDiskMark測試的結果如下：

然後將其換到南橋芯片組轉接處的M.2插槽上，使用CrystalDiskMark測試的結果如下：

可以看到順序讀寫性能幾乎沒啥變化，基本可以看做是測試誤差允許的範圍內。但是4K隨機讀寫性能則出現了明顯差距，同時隨機讀寫延遲也略微增加了一些。

將該項測試結果做成圖表來對比，可以看得更加明顯：

可以看到經過南橋芯片組轉接後，愛國者P7000D的SLC緩內4K隨機讀寫速度相差了10%左右。

由於CrystalDiskMark、AS SSD Benchmark或者TxBench等軟件進行測試時，會先在SSD中生成一個測試用的文件，然後在該文件中進行讀寫測試，在讀取測試過程中，這個剛剛生成的文件由於還處於SLC緩存中，4K隨機讀取性能會受到SLC緩存機制的加強，測試結果也是基於SLC緩存內的數據。

而我們打開軟件或者遊戲，用到的是SLC緩存空間之外、TLC區域內的4K隨機讀取性能：