- NVMe darboğazları, PCIe, USB veya Thunderbolt arayüzünün yanı sıra SSD'nin kendisine ve denetleyicisine de bağlıdır.
- Rastgele işlem hızı ve NAND kalitesi, kutunun sıralı MB/s hızından daha çok gerçek akıcılığı etkiler.
- Birden fazla ve iyi dağıtılmış NVMe sürücüsü, yonga setinin DMI'sı gibi bağlantıları paylaşsalar bile iş akışlarını iyileştirir.
- Dengeli bir bilgisayar, işlemci, ekran kartı, RAM, güç kaynağı ve depolama biriminin, hiçbir bileşenin diğerlerini sınırlamayacak şekilde hizalanmasını gerektirir.
Modern bir bilgisayar kurarken veya yükseltirken, işlemci ve ekran kartına odaklanıp diğer kritik bileşenleri gözden kaçırmak kolaydır. Ancak, NVMe SSD'ler, PCIe ve harici bağlantılarla ilgili darboğazlar , oyun, video düzenleme veya profesyonel görevler olsun, gerçek dünya performansını giderek daha fazla etkiliyor. Ve ilginç olan şu ki, bu darboğazların çoğu insanların beklediği yerde ortaya çıkmıyor.
Bu makalede, NVMe, PCIe, USB ve Thunderbolt'ta darboğazların nasıl oluştuğunu , bir anakarta birden fazla M.2 sürücü takıldığında neler olduğunu, rastgele hızların neden göründüğünden daha önemli olduğunu ve arayüz veya sistemin geri kalanı nedeniyle asla en iyi performansını göstermeyecek donanım satın alarak para israfından nasıl kaçınılacağını sakin bir şekilde ele alacağız.
Gerçek bir darboğaz nedir (ve ne değildir)?
Bilgisayarlarda "darboğaz" kavramı o kadar çok kullanıldı ve yanlış yorumlandı ki anlamını yitirdi. Darboğaz, bir bileşenin diğerini açıkça sınırladığı durumlarda ortaya çıkar: sistemin bir bölümünde yeterli güç varken, diğer bir bölüm buna yetişemez, tıpkı küçük motorlu bir spor araba gibi. Her zaman bir dengesizlik vardır, ancak gerçek sorun, bu fark performansta yaklaşık %20-25'i aştığında ve günlük kullanımda fark edilir hale geldiğinde ortaya çıkar.
Oyunlarda neredeyse herkes işlemci ve ekran kartı kombinasyonunu ana darboğaz olarak düşünür ve haklı olarak da öyledir: En üst düzey bir ekran kartını çok mütevazı bir işlemciyle eşleştirirseniz, ekran kartı işlemcinin işini bitirmesini bekleyecektir; tam tersini yaparsanız, zayıf bir ekran kartı için aşırı güçlü bir işlemciye sahip olursunuz. Ancak bu eşleştirmenin ötesinde, PCIe yuvası hızı, RAM, depolama ve güç kaynağı gibi performans kaybına yol açabilecek diğer faktörler de vardır.
Birçok kişinin gözden kaçırdığı önemli bir ayrıntı, darboğazın sabit bir rakam veya çevrimiçi bir hesap makinesinin doğru bir şekilde sağlayabileceği sihirli bir yüzde (birçoğunu korkutan o meşhur %13,4) olmamasıdır. Oyuna, çözünürlüğe, grafik ayarlarına ve hatta sistemin arka plan işlemine bağlı olarak değişir. Bu nedenle, bu hesap makineleri en iyi ihtimalle bir kılavuz niteliğindedir, ancak güvenilir bir referans değildir.
İşlemci, grafik işlemci ve çözünürlük: darboğazların çoğunun kaynağı.
En ciddi dengesizlik sorunları, kötü bir işlemci ve ekran kartının bir araya gelmesiyle ortaya çıkar . Eğer ekran kartı çok güçlüyse ve işlemci bunu kaldıramıyorsa, grafik ayarlarını düşürseniz bile FPS'nin artmadığını görürsünüz; tam tersi durumda ise, güçlü bir işlemciniz olur ancak ekran kartınız çok daha kısa sürede yetersiz kalır.
Ayrıca, darboğazın şiddeti çözünürlüğe ve oyun türüne bağlıdır . 1080p'de yük daha çok CPU'ya düşer, bu nedenle mütevazı bir işlemci iyi bir ekran kartını bile zorlayabilir. 1440p'de ve özellikle 4K'da, genellikle sınırlayıcı faktör GPU'dur ve nispeten mütevazı işlemciler artık bu kadar ciddi bir sorun teşkil etmez. Counter-Strike gibi basit bir rekabetçi oyun oynamak, grafik ve bellek yükünün çok büyük olduğu Cyberpunk gibi zorlu bir açık dünya oyunu oynamakla aynı şey değildir.
Doğru bileşenleri seçmenize yardımcı olmak için, benzer aralıktaki işlemcileri ve grafik işlemcilerini eşleştirmek mantıklı bir yaklaşımdır :
- Düşük fiyatlı (sadece gerekli olanı harcamak isteyenler için): i3 veya Ryzen 3 işlemci ve RTX 3050 veya daha önceki modelleri aşmayan mütevazı ekran kartları.
- Orta seviye (ideal aralık): AMD'nin i5/Ultra 5 veya Ryzen 5 işlemcisi ve RTX 4060 Ti, RTX 5070 veya benzeri ekran kartları.
- Üst düzey (meraklı): Ryzen X3D veya Intel Ultra 7/9 gibi güçlü işlemciler ve RTX 5080, 5090 ve eşdeğerleri gibi GPU'lar.
En büyük hata, giriş seviyesi bir işlemciyi üst düzey bir ekran kartıyla veya son derece pahalı bir işlemciyi çok zayıf bir ekran kartıyla karıştırmaktır . Her iki durumda da, ekranda asla göremeyeceğiniz bir güç için para ödüyorsunuz çünkü bir bileşen diğerini açıkça sınırlıyor.
PCIe ile ilgili darboğazlar ve dahili M.2 yuvaları
NVMe SSD'lerden bahsettiğimizde, darboğaz kavramı büyük ölçüde PCIe veri yolu sürümüne ve anakartın şeritleri nasıl tahsis ettiğine bağlı hale gelir . Her M.2 PCIe x4 yuvasının tam performansta çalışması için dört şeride ihtiyacı vardır ve bu şeritler işlemciden ve yonga setinden kaynaklanır; bunlar da (Intel platformlarında) DMI bağlantısı veya AMD platformlarında benzer bir bağlantı aracılığıyla birbirine bağlanır.
Tipik bir örnek, MSI X470 Gaming Plus Max veya benzeri modeller gibi iki M.2 yuvası sunan anakartlardır: M2_1 yuvası işlemciye bağlıdır ve PCIe 3.0 x4'ü desteklerken, M2_2 yuvası yonga setine bağlıdır ve PCIe 2.0 x4 ile sınırlıdır veya hatta SATA portları veya diğer yuvalarla bant genişliğini paylaşabilir. İki adet NVMe PCIe 3.0 x4 sürücü takarsanız, M2_2 yuvasındaki sürücünün maksimum sıralı performans payı daha düşük olacaktır, çünkü arayüz daha yavaştır.
Bu senaryolarda, birçok kullanıcı bir NVMe PCIe 3.0 x4 SSD'nin PCIe 2.0 x4 yuvasına veya daha düşük bant genişliğine sahip bir yonga setine bağlandığında "darbe" yapıp yapmadığını merak eder. Cevap şudur ki, saf sıralı okuma ve yazma işlemlerinde teorik olarak maksimum hızda bir fark vardır, ancak pratikte, oyun veya genel kullanım gibi görevlerde, çok büyük dosyaların sürekli kopyalanması dışında, çoğu zaman dramatik bir değişiklik fark etmezsiniz.
Örneğin, bir Z490 anakart üzerinde üç adet M.2 Gen3 x4 sürücü gibi birden fazla NVMe sürücüyü aynı anda takmayı düşündüğünüzde, birkaç faktör devreye girer: her PCIe yuvasının şerit sayısı, yonga seti şerit sayısı ve CPU ile yonga setini bağlayan DMI 3.0 arayüzünün kapasitesi. Her NVMe sürücüsü dört şerit kullanabilse de, DMI genellikle toplamda dört şerit sunar, bu nedenle yonga setine bağlı tüm sürücüler CPU ile aynı bağlantıyı paylaşır.
Bu, yonga seti yuvalarına iki M.2 sürücü ve yonga setine bağlı bir yuvaya bağlı bir PCIe x4 adaptörüne başka bir NVMe sürücü takarsanız, teorik olarak üç SSD'nin de aynı anda maksimum sıralı hızda çalışması durumunda DMI bağlantısını doyurabileceğiniz anlamına gelir . Ancak, asıl önemli nokta şu: gerçek dünya kullanımında, üç NVMe sürücünün aynı anda bant genişliğini sürekli aktarımlarla sınırlarına kadar zorlaması çok nadirdir; normalde, darboğaz teorik rakamların gösterdiğinden çok daha az fark edilir.
Bu nedenle, DMI'nin darboğaz gibi göründüğü anakartlarda bile, özellikle sistem, medya, projeler ve önbellek için ayrı sürücüler kullanılan video düzenleme gibi iş akışlarında, birden fazla NVMe sürücü kullanmak faydalı olmaya devam etmektedir . Her sürücü okuma ve yazma yükünü paylaşır ve hepsi aynı son bağlantıyı CPU'ya paylaşsa bile IOPS için rekabeti azaltır.
NVMe'de sıralı ve rastgele okuma hızları: SSD'niz neden ilk çıktığı gibi performans göstermiyor?
Birçok kişi yalnızca SSD kutusundaki büyük rakamlara odaklanıyor: 3.500 MB/s, 7.000 MB/s, vb. Bunlar genellikle ideal koşullar altında, uzun kuyruklar ve çok büyük dosyalarla ölçülen maksimum sıralı hızlardır . CrystalDiskMark gibi sentetik kıyaslama testleri bunları karşılaştırmak için kullanılır, ancak bunlar performansın bu yönünü, bazen günlük kullanıma kıyasla gerçekçi olmayan bir şekilde vurgulama eğilimindedir.
Ancak, bir sistemin algılanan akıcılığı ve birçok durumda oyunlardaki veya proje yüklemelerindeki gerçek performans, sıralı değerlerden çok rastgele okuma ve yazma işlemlerine (IOPS) bağlıdır. İşte burada SSD denetleyicisi, NAND flaş belleğin türü ve kalitesi, katman sayısı, kanal mimarisi ve özel DRAM'in varlığı veya yokluğu devreye giriyor.
İyi bir PCIe 3.0 x4 arayüzüne sahip bir NVMe sürücü, sıralı okumalar için maksimum veri yolu hızına ulaşabilir , ancak rastgele okumalar dahili mimarisiyle sınırlıdır. PCIe 4.0 yuvasına taksanız bile, rastgele okuma ve yazma hızları sihirli bir şekilde iyileşmez; performansı belirleyen şey, bağlantının teorik bant genişliği değil, SSD'nin elektronik yapısı ve NAND flaş belleğinin kalitesidir.
Örneğin, düşük ila orta seviye bir NVMe sürücü, rastgele okuma için yaklaşık 1.000K IOPS değeri sunabilir ; bu da küçük bloklar için yaklaşık 65-66 MB/s etkin MB/s'ye denk gelir. Rastgele yazma için 900K IOPS yaklaşık 58 MB/s'ye eşittir. Bu değerler, binlerce MB/s'lik sıralı okuma değerleriyle karşılaştırıldığında düşük görünebilir, ancak belirli fiyat aralıkları için tamamen normaldir ve aslında ev kullanımı ve oyun için fazlasıyla yeterli performans sağlar.
Burada en önemli faktörlerden biri, SSD'nin DRAM'siz (özel DRAM'i olmayan) olup olmamasıdır. DRAM'siz birçok sürücüde, özellikle dahili SLC önbelleği tükendiğinde, yük altında rastgele ve sürekli performans daha çabuk düşer. Bu düşüşün PCIe 3.0 veya 4.0'a bağlanıp bağlanmadığınızla hiçbir ilgisi yoktur; bu sadece maliyetleri düşürmek için tasarlanmış bir tasarım sınırlamasıdır ve Windows 11'de yavaş SSD'lerin birçok örneğini açıklar.
Bu nedenle, ölçüm ve karşılaştırma yaparken, çok ağır yazma işlemleri içeren ve sürücünün ömrünü kısaltabilecek testleri aşırı kullanmak yerine, ATTO Disk Benchmark gibi üst düzey SSD üreticilerinin kendilerinin referans olarak kullandığı araçları kullanmak daha güvenilirdir . Belirli kıyaslama testlerinin her çalıştırılması, hücrelere onlarca gigabayt yazılmasına neden olabilir; bu da sırf tekrar etmek için sürekli yapılmaması gereken bir şeydir.
Dahili NVMe arayüzleri ve harici bağlantılar: USB, Thunderbolt ve gerçek sınırlamalar
Bir diğer endişe konusu ise, SSD'leri harici sürücü olarak kullanırken ortaya çıkabilecek darboğazlardır ; bu durum ister önceden var olan harici bir model satın almamızdan, ister dahili bir SSD'yi (SATA veya NVMe) USB veya Thunderbolt adaptörü aracılığıyla bağlamamızdan kaynaklansın. Bu durumda, SSD'nin arayüzü ile adaptörün arayüzünün kombinasyonu, performans kaybına yol açıp açmadığımızı belirler.
SSD tarafında ise temelde iki aile var: Teorik sınırı yaklaşık 600 MB/s olan SATA III sürücüler ve PCIe üzerinden NVMe sürücüler . NVMe 3x4 sürücüler yaklaşık 3.500 MB/s maksimum okuma hızına ulaşırken, Gen 4x4 sürücüler ideal koşullar altında yaklaşık 7.000-7.800 MB/s hıza ulaşabiliyor. Başka bir deyişle, NVMe sürücüler bir SATA sürücüsüne göre birkaç kat daha fazla performans sunuyor.
Ancak kutudan çıkardığınızda, USB 3.0, 3.1, 3.2, USB 4 veya Thunderbolt 3 ve 4 gibi standartlar devreye girer ve hızlar 5 Gbps (yaklaşık 600 MB/sn) ile 40 Gbps (yaklaşık 5 GB/sn etkin) arasında değişir. Bir SATA III SSD'yi 5 Gbps'lik bir USB 3.0 adaptörüne bağlarsanız, kurulum oldukça dengelidir: SATA'nın kendisi USB'den önce sizi sınırlayacaktır, bu nedenle ucuz 5 Gbps'lik adaptör, sürücünün neredeyse tüm potansiyelini ortaya çıkarmak için yeterlidir.
Öte yandan, örneğin yalnızca 10 Gbps (1,25 GB/s) USB 3.1 sunan bir adaptöre çok hızlı bir NVMe PCIe 3.0 veya 4.0 SSD takarsanız , harici veri yolu NVMe sürücünün sağlayabileceğinden çok daha düşük performans gösterdiği için maksimum sıralı aktarım hızını ciddi şekilde sınırlamış olursunuz. 20 Gbps (2,5 GB/s) USB 3.2 ile durum iyileşir, ancak yine de en üst düzey Gen4x4 sürücünün performansından çok uzakta olursunuz.
Aynı durum, 40 Gbps hızında (gerçek dünyada yaklaşık 5 GB/sn) çalışan Thunderbolt 3 ve 4 için de geçerlidir . Bu, sizi NVMe Gen4 hızlarına yaklaştırsa da, en hızlı modellerin teorik maksimum hızının biraz gerisinde kalmaktadır. Bu nedenle, yalnızca harici sürücü olarak kullanmak üzere pahalı bir NVMe PCIe 4.0 SSD satın almak günümüzde tartışmalı olabilir: harici arayüzler 40 Gbps ile sınırlı olduğundan, yeteneklerinin tamamını kullanamayacaksınız.
Thunderbolt 5 gibi 80 Gbps'yi hedefleyen standartlarla durum değişecek , ancak bugün en mantıklı olan "her koyunu eşiyle eşleştirmek": Ekonomik bir şey istiyorsanız SATA SSD'leri USB 3.0 ile, daha hızlı bir şey arıyorsanız NVMe Gen3'ü USB 3.1/3.2 veya Thunderbolt ile kullanın ve en güçlü NVMe Gen4 sürücülerini, çok fazla kısıtlama olmadan kullanılabilecekleri dahili kullanım için saklayın.
Video düzenleme için kullanılan çeşitli NVMe M.2 sürücüler: Bunlar kullanılıyor mu yoksa performansları kısıtlanıyor mu?
Profesyoneller ve içerik oluşturucular için çok yaygın bir senaryo , farklı görevler için ayrılmış birkaç NVMe SSD'ye sahip olmak istemektir : biri işletim sistemi ve programlar için, diğeri ham video dosyaları için, bir diğeri projeler ve kütüphaneler için ve dördüncüsü önbellek, ses dosyaları veya diğer geçici dosyalar için. Bu organizasyon, okuma ve yazma akışlarını ayırdığı ve aynı sürücü üzerindeki çekişmeyi azalttığı için düzenleme yazılımlarında çok mantıklıdır.
Genellikle sorulan soru, bir anakarta üç veya dört NVMe sürücü takmanın GPU'yu veya sürücülerin kendilerini darboğaza sokup sokmayacağıdır. Örneğin, 10700K işlemcili bir Z490 gibi bir platformda, iki entegre M.2 yuvası ve bir PCIe x4 adaptörü kullanarak başka bir M.2 SSD ekleyebilirsiniz . Şerit tahsisi şöyle görünecektir: GPU için tam bir PCIe x16 yuvası, M.2 adaptörü için x4 hızında çalışan başka bir fiziksel PCIe x16 yuvası ve yonga setine bağlı iki M.2 yuvası.
Kağıt üzerinde, yonga seti ve DMI bağlantısı en fazla dört PCIe 3.0 şeridine sahiptir; bu da bağlı tüm cihazlar (M.2, SATA portları, USB vb.) arasındaki toplam trafiği sınırlar. Tüm NVMe sürücüler ve yonga seti cihazları aynı anda tam hızda ardışık aktarımlar gerçekleştirirse, üç NVMe sürücünün birlikte çalışması, tam kapasitede çalışan tek bir NVMe sürücüden daha hızlı olmayabilir , çünkü DMI'nin bant genişliği sınırına ulaşılır.
Ancak pratikte, video düzenleme ve yaratıcı çalışmalarda disk erişimi daha çeşitlidir: birçok dosya okuma ve yazma işlemi, atlamalar, küçük rastgele erişimler, kısmi render işlemleri... Burada önemli olan, sabit 3.000 MB/sn hızında çalışan üç sürücü değil, G/Ç kuyruklarının birkaç diske dağıtılmasıdır . Bu, aynı son bağlantıyı paylaşsalar bile sistemin daha sorunsuz çalışması, bekleme sürelerinin azalması ve yazılımın görevleri daha verimli bir şekilde paralelleştirebilmesi anlamına gelir.
Z690 ve sonrası gibi daha yeni platformlarda, şerit tahsisi ve CPU-yonga seti arayüzü iyileştirilmiştir; bu da sisteme birden fazla NVMe sürücüsü takmayı daha da zorlaştırır. Ancak anakartınız en yeni model olmasa bile, karmaşık iş akışları için genellikle tek bir büyük sürücü yerine üç ayrı NVMe sürücüsüne sahip olmak avantajlıdır . Önemli olan, genel bir sınırın var olduğunu ve teorik pazarlama rakamlarının nadiren gerçek dünya kullanımını yansıttığını kabul etmektir.
Genel bilgisayar performansını etkileyen diğer darboğazlar
NVMe ve depolama birimlerine odaklanırken, önemli darboğazlara yol açabilecek diğer unsurları da unutmamalıyız. Örneğin, GPU'yu bağladığınız PCI Express yuvası önemlidir: PCIe 4.0 için tasarlanmış modern bir kart, yalnızca PCIe 3.0 sunan bir anakarta takıldığında performans kaybına neden olabilir ve x16 yerine x8 veya x4 ile bağlarsanız, modele bağlı olarak etki daha da büyük olabilir.
RAM de bir diğer klasik faktör: günümüzde 8 GB, sorunsuz oyun ve iş performansı için açıkça yetersiz kalıyor. 16 GB hala birçok kullanıcı için yeterli olsa da, yoğun çoklu görev ve yüksek performans gerektiren oyunlar için giderek yetersiz kalıyor. Özellikle hız ve gecikme süresi de iyi (Ryzen gibi platformlar için çok önemli) olan ve gecikmesiz bir sistem isteyenler için ideal nokta 32 GB RAM'dir .
Güç kaynağı da bazen göz ardı edilse de gerçek bir darboğaz olabilir. Bir GPU'nun 300W'lık tepe gücüne ihtiyacı varsa ve güç kaynağı bunu istikrarlı bir şekilde sağlayamıyorsa, kart performans düşüşü yaşayabilir, takılabilir, hatta çöküp yeniden başlatılabilir. Bir bakıma bu bir "elektrik darboğazı"dır: donanım daha iyi performans gösterebilir, ancak güç kaynağı buna yetişemez.
Depolama konusunda, oyun veya yüksek performans gerektiren projeler için mekanik HDD'leri kullanmaya devam etmek , özellikle oyun veya yazılımın dokuları veya video klipleri anında yüklemesi gerektiğinde, bitmek bilmeyen yükleme sürelerine ve takılmalara sürekli bir kaynak oluşturmaktadır. En azından bir SATA SSD'ye geçmek zaten büyük bir sıçramadır ve NVMe'ye geçmek, çoğu ev kullanımı için yükleme sürelerindeki neredeyse tüm sınırlamaları ortadan kaldırır.
Son olarak, anakartın kendisi ve yapım kalitesi de rol oynar: vasat VRM'ler, kötü uygulanmış BIOS, yetersiz PCIe şerit düzeni veya belirli RAM frekanslarıyla sınırlı uyumluluk, diğer bileşenler iyi olsa bile genel performansı olumsuz etkileyebilir. GPU kadar görsel olarak çarpıcı olmasa da, doğru anakartı seçmek ileride birçok baş ağrısını önleyebilir.
Genel olarak, PCIe hatlarının nasıl tahsis edildiğini, DMI gibi bağlantıların sınırlamalarını, farklı harici arayüzlerin (USB, Thunderbolt) nasıl davrandığını ve IOPS ile rastgele hızların gerçek önemini anlamak, çok daha bilinçli satın alma kararları vermeyi sağlar. Burada önemli olan mükemmel sayılara takıntılı olmak değil, sistemin tasarımı nedeniyle asla kullanamayacağınız performans için para ödemekten kaçınmaktır. Sonuç olarak, püf noktası dengeli bir sistem kurmaktır: benzer aralıklardan bir CPU ve GPU, yeterli RAM, iyi bir güç kaynağı, gerçekten fark yarattığı yerlerde NVMe SSD'ler ve donanımın potansiyelini kısıtlamayan bağlantılar.
