【M.2 SSD 擴充卡實測】ASUS Hyper M.2 x16 Gen5：效能提升還是變差

在選擇 PCIe Gen 5 M.2 SSD 擴充卡時，強烈建議優先考慮具備【主動式散熱】設計的產品，以避免因 SSD 在運作時溫度過高而導致降速，影響讀寫效能表現。本文透過實測 ASUS Hyper M.2 x16 Gen5 擴充卡，明顯看到【主動式散熱】與【被動式散熱】在效能上的顯著差異。

這篇文章使用 Iometer 測速軟體，針對四款 PCIe Gen5 NVMe SSD，在不同佇列深度(QD, Queue Depth)的讀寫效能進行測試，可觀察到循序讀寫 (Sequential Read/Write) 與隨機讀寫 (Random Read/Write) 的數據結果，作為是否入手的考量。

M.2 SSD 擴充卡測試平台與方法

將測試分成兩個方式，然後比較在相同條件下，【主動式散熱】與【被動式散熱】的效能差異：

測試方式 1、

將 4 隻 PCIe Gen 5 M.2 SSD 先裝在 ASUS Hyper M.2 x16 Gen5 擴充卡(主動式散熱)，然後將 M.2 SSD 擴充卡插入主機板 PCIe Gen5 x16 插槽進行測試。

測試方式 2、

將 4 隻 PCIe Gen 5 M.2 SSD 裝上 Supermicro 附贈的散熱器(被動式散熱)，然後插入主機板 M.2 插槽進行測試。

 ASUS Hyper M.2 x16 Gen5 擴充卡：官網
 Micron Crucial T705：官網、評測文章
 Seagate FireCuda 540：官網、評測文章
 T-FORCE Z540：官網、評測文章
 Micron Crucial T700：官網、評測文章

註1：4 款 PCIe Gen5 SSD 均內建【DRAM cache】 – DRAM cache 運作原理

測試平台

Supermicro SYS-551A-T 工作站提供 4 個 PCIe Gen 5 M.2 插槽。

測試方法

註2：Iometer Worker 的數量取決於系統上的 CPU 個數，通常每個 Worker 只分配給一個磁碟執行；也就是一個 Worker(Thread, 執行緒)只會針對一個磁碟進行讀寫測試。【Iometer 操作說明】可以參考 – Iometer軟體介紹

Micron Crucial T705 測試數據

測試方式 1 的結果，用【實線】表示，即使用 M.2 SSD 擴充卡的測試結果(主動式散熱)
測試方式 2 的結果，用【虛線】表示，即安裝散熱器的測試結果(被動式散熱)

循序讀寫(Sequential Read / Write)

使用資料大小(128KiB)、單一執行緒 (Thread=1)與不同佇列深度 (QD, Queue Depth)，在 300 秒的壓力測試下，得到測試結果。

Iometer 循序讀寫測試結論：

1. 循序讀取 –
1-1: 不論哪種散熱方式，QD=16 的效能有明顯下降的現象
1-2: 以最大效能的觀點來看，【主動式散熱】效能優於【被動式散熱】
2. 循序寫入 – 【主動式散熱】效能明顯優於【被動式散熱】

隨機讀寫(Random Read/Write)

SSD 的 IOPS( Input/Output Operations Per Second ) 表示每秒讀取和寫入資料的速度。

執行緒數量增加，CPU 的負擔越吃重，軟體程式也更難開發維護，相對的效能也會比較好。所以，適合程式開發、網站伺服器或資料庫等用途的族群。

至於一般電腦使用者所使用的軟體，還是以單執行緒為主。

Iometer 隨機讀寫測試結論：

1. 隨機讀取 – 【主動式散熱】效能明顯優於【被動式散熱】
2. 隨機寫入 – QD <= 2 時，【被動式散熱】效能稍好；剩餘部分兩者效能無明顯差異

Seagate FireCuda 540 測試數據

測試方式 1 的結果，用【實線】表示，即使用 M.2 SSD 擴充卡的測試結果(主動式散熱)
測試方式 2 的結果，用【虛線】表示，即安裝散熱器的測試結果(被動式散熱)

循序讀寫(Sequential Read / Write)

Iometer 循序讀寫測試結論：

1. 循序讀取 – 【主動式散熱】效能普遍都優於【被動式散熱】
2. 循序寫入 – 兩種散熱方式的效能無明顯差異

隨機讀寫(Random Read/Write)

Iometer 隨機讀寫測試結論：

1. 隨機讀取 – 整體而言，【主動式散熱】效能優於【被動式散熱】
2. 隨機寫入 – 兩種散熱方式的效能無明顯差異

T-FORCE Z540 測試數據

測試方式 1 的結果，用【實線】表示，即使用 M.2 SSD 擴充卡的測試結果(主動式散熱)
測試方式 2 的結果，用【虛線】表示，即安裝散熱器的測試結果(被動式散熱)

循序讀寫(Sequential Read / Write)

Iometer 循序讀寫測試結論：

1. 循序讀取 – 高負載情況下( QD > 2 )，【主動式散熱】效能普遍都優於【被動式散熱】
2. 循序寫入 – 兩種散熱方式的效能無明顯差異

隨機讀寫(Random Read/Write)

Iometer 隨機讀寫測試結論：

1. 隨機讀取 – 高負載情況下( QD > 1 )，【主動式散熱】效能普遍都優於【被動式散熱】
2. 隨機寫入 – 兩種散熱方式的效能無明顯差異

Micron Crucial T700 測試數據

測試方式 1 的結果，用【實線】表示，即使用 M.2 SSD 擴充卡的測試結果(主動式散熱)
測試方式 2 的結果，用【虛線】表示，即安裝散熱器的測試結果(被動式散熱)

循序讀寫(Sequential Read / Write)

Iometer 循序讀寫測試結論：

1. 循序讀取 – 高負載情況下( QD > 2 )，【主動式散熱】效能普遍都優於【被動式散熱】
2. 循序寫入 – 兩種散熱方式的效能無明顯差異

隨機讀寫(Random Read/Write)

Iometer 隨機讀寫測試結論：

1. 隨機讀取 – 【主動式散熱】效能普遍都優於【被動式散熱】
2. 隨機寫入 – 兩種散熱方式的效能無明顯差異

ASUS Hyper M.2 x16 Gen5 M.2 SSD 擴充卡介紹

將 ASUS Hyper M.2 x16 Gen5 M.2 SSD 擴充卡的散熱片拆掉後，可以看到：
PCIe 5.0 x16 金手指
4 組 M.2 插槽，相容 2242 / 2260 / 2280 / 22110 的尺寸規格
主動式風扇
PCIe 6-pin 外接電源插座
主動式風扇供電插座

ASUS Hyper M.2 x16 Gen5 擴充卡正面照

ASUS Hyper M.2 x16 Gen5 擴充卡背面照

M.2 SSD LED 指示燈與風扇開關

主動式風扇供電插座

M.2 SSD 擴充卡常見問題

主動式散熱的 M.2 SSD 擴充卡才能發揮 PCIe Gen 5 SSD 的效能

根據上述的測試結果來作結論，基本上可以得到兩個重點：
不論循序或隨機讀取，在高負載情況下，採用主動式散熱的 M.2 SSD 擴充卡能獲得較好的結果
不論循序或隨機寫入，雖然在單執行緒的前提下，兩者效能沒有明顯差距；但是在多執行緒下，主動式散熱具備有效降低溫度的能力，使 SSD 維持更高的持續寫入效能

ASUS Hyper M.2 x16 Gen5 Card

特點：

向下相容 PCIe 4.0 SSD
主動式散熱，發揮 PCIe 5.0 SSD 效能