SSD 的「PCIe 4.0 與 5.0」差在哪:實際遊戲載入時間對比
2010
PCIe 4.0
16 GT/s
約 64 GB/s
約 7,000~7,400 MB/s
2017
PCIe 5.0
32 GT/s
約 128 GB/s
約 14,000~14,800 MB/s
2019
PCIe 6.0
64 GT/s
約 256 GB/s
尚未普及
2022(規範)
從表格可以很清楚看到,每一代 PCIe 的理論頻寬都是前一世的兩倍。PCIe 4.0 的 x4 頻寬約 64 GB/s,PCIe 5.0 則來到約 128 GB/s。對於 SSD 來說,這代表控制器與主機之間「理論上」可以塞進更多資料,這也是為什麼 PCIe 5.0 SSD 的循序讀取速度能夠從 7,000MB/s 級別一舉跳到 14,000MB/s 級別。
但這裡有個關鍵陷阱:理論頻寬不等於你實際會用到的速度。就像高速公路從四線道拓寬成八線道,但如果你的車子本來就開不快、或者目的地根本不遠,那拓寬車道對你抵達時間的幫助就非常有限。SSD 與遊戲載入的關係,正是如此。
為什麼 SSD 的速度不是只看 PCIe 世代?
很多人會有個誤解,以為「PCIe 5.0 SSD 就一定比 PCIe 4.0 SSD 快兩倍」。實際上,一顆 SSD 的效能是由多個環節共同決定的:
換句話說,PCIe 世代只是提供了一條更寬的跑道,但選手的體能(NAND 與控制器)才是決定成績的關鍵。這也是為什麼很多評測會發現,入門級 PCIe 5.0 SSD 的實際表現,反而不如旗艦級 PCIe 4.0 SSD。
二、理論速度 vs 實際體驗:為什麼帳面數字差距這麼大?
這是整篇文章最核心的觀念,也是最多人誤解的地方。當我們看到 PCIe 5.0 SSD 標示「14,000MB/s」、PCIe 4.0 SSD 標示「7,000MB/s」,很自然會覺得前者快兩倍。但只要實際測試過遊戲載入,就會發現差距可能只有零點幾秒,甚至完全感受不到。原因就藏在「循序」與「隨機」的差異裡。
循序讀寫與隨機讀寫的差異
SSD 的效能指標主要分為兩種:
遊戲載入的過程,本質上就是大量小檔案的隨機讀取。現代 3A 遊戲的資源檔動輒數十 GB,但內部是由成千上萬個小檔案(貼圖、模型、音效、關卡資料)組成的。當你按下「開始遊戲」時,系統需要把這些散落的檔案一一找出來、載入記憶體,這個過程吃的是隨機讀取效能,而不是循序讀取。
而 PCIe 5.0 相對 PCIe 4.0 的優勢,主要體現在循序讀寫上。也就是說,當你看到評測軟體 CrystalDiskMark 中 PCIe 5.0 SSD 的 Seq Q8T1 讀取數字是 PCIe 4.0 的兩倍時,那個漂亮數字對於遊戲載入的幫助其實非常有限。
遊戲載入到底吃哪一種效能?
根據多數實測與遊戲引擎的運作原理,遊戲載入時間主要受限於以下幾個因素:
系統記憶體容量與速度:記憶體不足時會頻繁使用分頁檔,拖慢整體載入。
換句話說,遊戲載入時間是一個「木桶效應」的典型例子,最短的那塊木板(通常是 CPU 或遊戲引擎設計)決定了整體表現。SSD 從 PCIe 3.0 升級到 4.0 時,因為隨機讀取效能也跟著提升,玩家確實能感受到明顯變快;但從 4.0 升級到 5.0 時,隨機讀取的提升幅度相對有限,感受也就沒那麼強烈。
DirectStorage 與 RTX IO 的影響
談到遊戲載入,就不能不提到微軟的 DirectStorage API 與 NVIDIA 的 RTX IO 技術。這些技術的核心概念,是讓 GPU 可以直接從 SSD 讀取壓縮資料並解壓縮,繞過傳統上由 CPU 處理的路徑,藉此大幅減少載入時間與 CPU 負擔。
DirectStorage 1.1 之後支援 GPU 解壓縮,理論上能讓 PCIe 5.0 的高頻寬真正派上用場。但實際狀況是:
這代表,即使是最理想的情況下(遊戲完整支援 DirectStorage 且平台相容),PCIe 5.0 帶來的載入加速仍然有限。對於絕大多數玩家來說,這個差距很難成為升級的主要理由。
三、實測數據對比:PCIe 4.0 vs 5.0 遊戲載入時間
接下來我們來看實際數據。以下整理國內外多家評測媒體(如 Tom's Hardware、TechPowerUp、PCMag 以及多位 YouTube 硬體頻道)針對 PCIe 4.0 與 5.0 SSD 在遊戲載入時間上的實測結果。需要說明的是,不同測試平台、不同遊戲版本與 SSD 型號都會影響結果,以下數據為「趨勢性參考」,並非絕對值。
測試平台與方法
多數評測採用的測試平台規格大致如下:
主機板:支援 PCIe 5.0 M.2 插槽的 Z790 或 X670E 平台
記憶體:32GB DDR5-6000 以上
顯示卡:RTX 4080 或同等級,確保 GPU 不是瓶頸
對比 SSD:
PCIe 4.0 組:Samsung 990 Pro、WD Black SN850X、Crucial T500 等旗艦級產品
PCIe 5.0 組:Crucial T700、Samsung 9100 Pro、WD Black SN8100 等旗艦級產品
測試方法:記錄從點擊「載入存檔」到遊戲畫面完全可操作的時間,通常重複多次取平均值
這樣的測試設計是為了盡量排除其他瓶頸,讓 SSD 成為唯一變因。即便如此,測出來的差距依然相當有限。
3A 大作載入時間實測
以下是綜合多家評測後,幾款熱門 3A 遊戲在 PCIe 4.0 與 5.0 SSD 上的載入時間對比:
遊戲名稱
PCIe 4.0 載入時間
PCIe 5.0 載入時間
時間差距
百分比差異
《柏德之門 3》
約 18.5 秒
約 17.8 秒
約 0.7 秒
約 3.8%
《巫師 3:狂獵》次世代版
約 12.4 秒
約 11.9 秒
約 0.5 秒
約 4.0%
《微軟模擬飛行》
約 42.0 秒
約 40.5 秒
約 1.5 秒
約 3.6%
《地平線:西域禁地》
約 13.8 秒
約 13.1 秒
約 0.7 秒
約 5.1%
《瑞奇與叮噹:時空跳轉》
約 5.2 秒
約 4.9 秒
約 0.3 秒
約 5.8%
《蜘蛛人:重製版》
約 9.6 秒
約 9.2 秒
約 0.4 秒
約 4.2%
《魔咒之地》(支援 DirectStorage)
約 4.3 秒
約 3.7 秒
約 0.6 秒
約 14.0%
從表格可以清楚看到幾個重點:
值得注意的是,不少評測也比較了 PCIe 3.0 與 4.0 的差距,結果顯示從 3.0 升級到 4.0 時,部分遊戲的載入時間差距可以達到 10%~20%,比 4.0 升 5.0 有感得多。這再次印證「邊際效益遞減」的現象。
開放世界遊戲的串流表現
除了載入畫面,開放世界遊戲的「即時串流」也是 SSD 發揮實力的地方。當玩家在《艾爾登法環》、《地平線》、《俠盜獵車手 5》等開放世界遊戲中快速移動時,遊戲會持續從 SSD 串流讀取新的場景資源。如果 SSD 速度跟不上,可能出現貼圖延遲載入(俗稱「爆圖」)或場景卡頓。
在這一塊,PCIe 5.0 的優勢稍微明顯一些,因為持續串流讀取較接近「半循序」的情境,高頻寬確實能派上用場。不過實測顯示,在 PCIe 4.0 旗艦級 SSD 上,開放世界串流已經幾乎不會出現明顯的貼圖延遲,除非遊戲本身最佳化很差。PCIe 5.0 能帶來的改善,主要是「更穩定」而非「更流暢」。
另外,像 Unreal Engine 5 的 Nanite 與 Lumen 技術,理論上會產生大量的微小資源串流需求,未來若遊戲大量採用 UE5 且深度整合 DirectStorage,PCIe 5.0 的價值可能會逐漸顯現。但就目前而言,這還屬於「未來可期」的階段。
系統開機與遊戲存檔讀取
除了遊戲載入,許多玩家也關心系統開機與存檔讀取的速度。以下是常見情境的對比:
四、除了載入時間,還有哪些差異?
雖然本文主題是遊戲載入時間,但選購 SSD 時還有幾個現實層面的考量,值得一併討論。
溫度與散熱
PCIe 5.0 SSD 因為頻寬翻倍、控制器運作頻率更高,發熱量也明顯增加。多數 PCIe 5.0 SSD 在滿速讀寫時溫度可達 70~80°C,甚至更高。這帶來幾個實務問題:
相較之下,PCIe 4.0 SSD 的發熱量已經相當成熟可控,多數產品搭配主機板散熱片就能穩定運作,不需要額外花心思。
價格與性價比
這是目前 PCIe 5.0 SSD 最大的劣勢。以 2TB 容量為例(以下為撰文時的大致市場行情,實際價格會隨時間波動):
產品等級
2TB 參考價格區間
每 GB 單價(約)
PCIe 4.0 入門款(DRAM-less)
約 2,500~3,500 元
約 1.25~1.75 元
PCIe 4.0 旗艦款(含 DRAM)
約 4,000~5,500 元
約 2.0~2.75 元
PCIe 5.0 入門款
約 5,000~7,000 元
約 2.5~3.5 元
PCIe 5.0 旗艦款
約 7,000~10,000 元以上
約 3.5~5.0 元以上
可以看到,同樣容量下 PCIe 5.0 SSD 的價格往往是 PCIe 4.0 旗艦款的 1.5~2 倍。若把這筆預算差額拿去升級顯示卡或 CPU,對遊戲體驗的提升絕對遠大於 SSD 世代升級。
相容性與平台限制
PCIe 5.0 SSD 需要主機板具備 PCIe 5.0 的 M.2 插槽才能跑出完整速度。目前支援的平台上:
另外,PCIe 5.0 SSD 的功耗較高,部分主機板的 M.2 供電設計可能不夠穩定,選購前最好確認主機板官方相容性列表。
五、選購建議:你該升級 PCIe 5.0 SSD 嗎?
講了這麼多,最後還是要回到實務面:到底什麼人該買 PCIe 5.0 SSD?什麼人買 PCIe 4.0 就好?
適合升級的族群
建議再等等的族群
2024-2025 市場觀察
從市場趨勢來看,PCIe 5.0 SSD 正在逐步成熟,價格也持續下探。以下是幾個值得注意的觀察點:
六、常見問題 FAQ
Q1:PCIe 5.0 SSD 插在 PCIe 4.0 插槽會怎樣?
會向下相容,跑在 PCIe 4.0 的速度(約 7,000MB/s 上限)。不會損壞,但等於花大錢只用到一半效能,不建議這樣搭配。
Q2:玩遊戲買 PCIe 4.0 還是 5.0 就好?
現階段以遊戲為主的話,PCIe 4.0 旗艦款(含 DRAM)是性價比最高的選擇。PCIe 5.0 對遊戲載入的幫助微乎其微,預算應優先分配給顯示卡與 CPU。
Q3:PCIe 5.0 SSD 一定要裝散熱片嗎?
幾乎一定要。多數 PCIe 5.0 SSD 滿載時溫度極高,沒有良好散熱會觸發降速,反而比 PCIe 4.0 慢。選購時建議挑選附散熱器或主機板已有 M.2 散熱裝甲的款式。
Q4:DirectStorage 遊戲用 PCIe 5.0 會快多少?
根據現有實測,支援 DirectStorage 的遊戲在 PCIe 5.0 上相對 4.0 約快 10%~15%,而非帳面上的兩倍。效益存在但有限。
Q5:PCIe 5.0 SSD 的壽命會比較短嗎?
壽命主要取決於 NAND 類型(TLC/QLC)與 TBW(總寫入量)標示,與 PCIe 世代無直接關係。不過高發熱若散熱不良,長期下來可能影響穩定性與壽命,這點需要留意。
Q6:為什麼 PCIe 5.0 SSD 的 4K 隨機讀取沒有比 4.0 快很多?
因為隨機讀取效能主要受限於 NAND 的存取延遲與控制器處理能力,匯流排頻寬只是其中一環。PCIe 頻寬翻倍並不能直接消除 NAND 的物理延遲,所以隨機效能提升有限。
結語
回到本文標題:「PCIe 4.0 與 5.0 差在哪?」答案其實很清楚:差在帳面頻寬與循序讀寫速度,但在實際遊戲載入時間上,差距小到幾乎可以忽略不計。
PCIe 5.0 是一項優秀的技術演進,它為未來的遊戲與專業應用鋪好了路,但現階段的遊戲生態還沒準備好充分利用這條高速公路。對於絕大多數以遊戲為主的玩家來說,一顆高品質的 PCIe 4.0 SSD(最好有 DRAM 快取、TLC NAND)就是最務實的選擇,把省下來的預算拿去升級顯示卡、CPU 或加大記憶體,帶來的體驗提升會遠比追求 SSD 世代來得明顯。
當然,如果你是影音工作者、極致硬體玩家,或是打算一次攻頂用五年,那 PCIe 5.0 也不是不能考慮。重點是搞清楚自己的需求與瓶頸在哪裡,而不是盲目追逐包裝上的數字。希望這篇文章能幫你在選購 SSD 時做出更明智的決定。
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