Bottleneck στα M.2 PCIe 5.0 SSDs από τους Intel Arrow Lake — έως και 16% απώλεια ταχύτητας λόγω latency στο I/O tile

Οι νέοι Arrow Lake επεξεργαστές της Intel (σειρά Core Ultra 200S) φέρνουν μαζί τους μια σοβαρή υποχώρηση στην απόδοση των PCIe 5.0 NVMe SSDs όταν αυτά συνδέονται στις ενσωματωμένες M.2 θύρες των μητρικών Z890. Αν και οι δίσκοι είναι ικανοί για ταχύτητες έως και 14 GB/s, τα πραγματικά αποτελέσματα περιορίζονται σε περίπου 12 GB/s — μια μείωση έως και 16% στην απόδοση, σύμφωνα με ανεξάρτητες μετρήσεις του SSDReview.

Τι φταίει;

Η αιτία εντοπίζεται στην εσωτερική διασύνδεση των Arrow Lake επεξεργαστών. Οι συγκεκριμένοι CPUs έχουν περάσει από τον μονολιθικό σχεδιασμό σε multi-chip module αρχιτεκτονική, όπου το I/O Extender Tile αναλαμβάνει ένα μέρος των PCIe γραμμών (21 έως 24). Αυτές είναι υπεύθυνες για τις M.2 θύρες των μητρικών Z890 και διασυνδέονται μέσω μεγαλύτερου die-to-die path, προσθέτοντας αυξημένο latency και χαμηλότερο εύρος ζώνης.

Σε αντίθεση, οι πρώτες 16 PCIe 5.0 γραμμές του SoC συνδέονται απευθείας με την CPU και προορίζονται για GPU add-in cards, χωρίς τις παραπάνω καθυστερήσεις.

Επιβεβαιωμένα ευρήματα

Οι επιδόσεις με τους SSDs Samsung 9100 Pro και Micron 4600 σε Z890 μητρικές έδειξαν peak στα 12,3 GB/s, ενώ σε Z790 συστήματα έφτασαν τα 14,3 GB/s, όπως αναμενόταν. Όταν όμως οι ίδιοι δίσκοι συνδέθηκαν μέσω Asus Hyper M.2 PCIe add-in card, ακόμα και σε Arrow Lake συστήματα, η πλήρης ταχύτητα αποδόθηκε κανονικά. Άρα το bottleneck περιορίζεται αυστηρά στις ενσωματωμένες M.2 θύρες των Z890 boards.

Η ίδια συμπεριφορά επιβεβαιώθηκε από κατασκευαστές όπως η ASUS και η ASRock, οι οποίοι επισημαίνουν πως η πηγή του προβλήματος είναι η Intel και όχι ο σχεδιασμός της μητρικής.

Πιο βαθύ πρόβλημα αρχιτεκτονικής απ’ ό,τι φαίνεται

Η υποχώρηση στην απόδοση NVMe SSDs έρχεται να προστεθεί σε προηγούμενες ανησυχίες για την μειωμένη απόδοση gaming στους Arrow Lake επεξεργαστές σε σύγκριση με τους Raptor Lake προκατόχους. Το γεγονός ότι η αρχιτεκτονική chiplet έχει επιφέρει δύο διακριτά regressions —σε I/O και σε latency-sensitive σενάρια— θέτει σοβαρά ερωτήματα για τη στρατηγική της Intel στο desktop.

Εάν το πρόβλημα δεν μπορεί να επιλυθεί με firmware, όπως φαίνεται, οι χρήστες που στοχεύουν σε συστήματα υψηλών επιδόσεων (gaming ή workstation) ίσως χρειαστεί να περιμένουν την επόμενη γενιά επεξεργαστών, ή να προτιμήσουν PCIe add-in λύσεις για αποθήκευση. Παράλληλα, η AMD που ήδη χρησιμοποιεί chiplet designs, ίσως καταφέρει να κεφαλαιοποιήσει την αδυναμία της Intel προσφέροντας σταθερότερη PCIe συμπεριφορά.

Εν Κατακλείδι

Η μετάβαση των Arrow Lake σε modular αρχιτεκτονική φαίνεται να κοστίζει σε συνέπεια επιδόσεων. Το πρόβλημα με τις M.2 θύρες των Z890 μητρικών δεν είναι απλώς θέμα firmware, αλλά ζήτημα χαμηλού επιπέδου διασύνδεσης εντός του ίδιου του επεξεργαστή. Η Intel πρέπει να αποσαφηνίσει ποιο είναι το roadmap αποκατάστασης — ειδικά καθώς οι χρήστες και οι data-intensive επαγγελματίες βασίζονται σε PCIe 5.0 NVMe λύσεις για μέγιστη απόδοση.