Phenquestions
Твърд диск (HDD). Магнитното и механично въртящо устройство се счита за старо устройство за съхранение. Съществува от средата на 20-ти век. Твърдите дискове са направени от движещи се части, които по-често причиняват повреда на устройството. Понастоящем наличните форм-фактори са 3.5 ”и 2.5 ”твърди дискове. Днешните твърди дискове използват интерфейса SATA стандарт (Serial Advanced Technology Attachment), който замени вече остарелите стандарти IDE (Integrated Drive Electronics) и PATA (Parallel Advanced Technology Attachment).
Solid State Drive (SSD). SSD е устройството за съхранение от ново поколение, което съхранява информацията във флаш памет. Той изпълнява същите функции на HDD, но по-бързо. За разлика от HDD, е малко вероятно да се провали, тъй като няма движещи се части. SSD дисковете използват интерфейса SATA или PCIe (Peripheral Component Interconnect Express).
И така, къде се вписва NVMe? За да разберем по-добре NVMe, нека първо знаем разликите между SATA и PCIe интерфейса.
SATA срещу PCIe
SATA и PCIe са интерфейсните носители за вътрешни устройства за съхранение. SATA се използва както за HDD, така и за SSD, докато по-новият PCIe се използва за SSD.
Твърдият диск е най-бавният сред хардуерните компоненти на компютрите. За да се справи със скоростта на други компоненти, беше абсолютно необходимо да се заменят IDE и PATA стандартите с по-бързия интерфейс, SATA.
SATA е едновременно конектор и стандарт за шина. Конекторът SATA свързва твърди дискове и SSD дискове към SATA шината на дънната платка на компютъра. Този прост конектор имаше няколко разработки и най-новата си итерация, SATA III се използва широко в съвременните твърди дискове и SSD дискове. SATA III има скорост на трансфер от 600 MB / s и използва AHCI (Advanced Host Controller Interface) за комуникация със SATA устройства. AHCI е проектиран изрично за въртящите се твърди дискове, но тъй като при разработването му не е имало стандарт за SATA устройства, AHCI получи одобрение да работи със SATA. Въпреки че AHCI беше съвместим със SATA дискове, той не оптимизира напълно потенциала на флаш базираните SSD дискове поради бавната си скорост на трансфер. Също така, има нужда от SATA контролер за AHCI, който да комуникира със SATA устройството, което допълнително забавя прехвърлянето на данни. След това производителите проучиха други интерфейси, които биха могли да осигурят по-бързи скорости на трансфер.
PCIe е високоскоростен стандарт за шина за разширяване, който замени по-старите и по-бавни стандарти за шини PCI, PCI-X и AGP. Използва се главно за графики, Wi-Fi и Ethernet карти. PCIe има директна връзка с процесора, което значително ускорява скоростта на трансфер. За разлика от SATA, PCIe не изисква контролер между устройството и процесора, за да може данните да бъдат премествани напред и назад. PCIe идва и с други впечатляващи предимства като по-ниска латентност, мащабируема производителност, увеличен вход / изход до 40 ленти на процесорен сокет и ниска мощност.[1] PCIe 3.0 е най-новото поколение PCIe и има скорост на трансфер от 985 MB / s на лента и може да се състои от до 16 ленти. Тези превъзходни атрибути на PCIe го правят идеален слот за SSD дискове. Но едно нещо все още липсва; комуникационният стандарт между SSD и интерфейса PCIe. Това е, когато NVMe влиза в картината.
Използва ли NVMe PCIe?
Има много объркване между NVMe и PCIe, тъй като тези две думи често се използват взаимозаменяемо. В други случаи SSD и NVMe се считат за две различни устройства. Но какво точно е NVMe?
NVMe не е нито интерфейс, нито устройство. В момента това е индустриален комуникационен стандарт за устройства за съхранение на NVM като SSD. В интерес на истината той е проектиран специално за SSD дискове, базирани на флаш. Докато PCIe е физическият интерфейс, NVMe е протоколът, който управлява NVM устройствата, които използват PCIe. Следователно той е подобен на AHCI, но много по-бърз.
За сравнение, AHCI има само една командна опашка и може да изпраща 32 команди на опашка, а NVMe, от друга страна, има умопомрачителен 64 000 опашки и може да изпрати 64K команди на опашка. Това е поразително 4M команди общо! За разлика от AHCI, който преминава през SATA контролера преди изпращането на данни към процесора, NVMe комуникира директно с процесора, без да е необходим контролер. Освен това той има над един милион IOP (входящи / изходни операции в секунда), за разлика от 100K AHCI. Освен това има по-ниска латентност от само няколко микросекунди в сравнение с 30-100 микросекунди на AHCI. Нека поговорим за скоростта на трансфер. Както бе споменато по-горе, PCIe има скорост на трансфер от 1GB / s на лента. NVMe използва четири ленти на PCIe, което означава, че теоретично NVMe SSD дисковете имат скорост на трансфер 3.9 GB / s.[2] Повече от 6 пъти по-бързо в сравнение със скоростта на пренос от 600 MB / s на SATA устройства.
Това е свършена сделка, NVMe е сигурният победител във всички аспекти, но има един недостатък - цената. NVMe носи по-висока цена, а за някои това е непрактичен избор. SATA SSD устройствата могат да стартират програми, да прехвърлят файлове и да стартират компютър сравнително бързо, но например за обработка на големи видео файлове или в индустрии, които изискват едновременно изпълнение на множество приложения и обработка на огромни файлове в реално време, допълнителните пари, похарчени за NVMe устройства е достойно изплащане.
Използва ли NVMe PCIe? Това е категорично да! NVMe работи ръка за ръка с PCIe за изключително високоскоростен трансфер на данни и е значително подобрение спрямо по-стария стандарт AHCI.
Източници:
[1] Дж. Мец, „NVMe за абсолютно начинаещи“, 11 ноември 2014 г., https: // блогове.cisco.com / datacenter / nvme-for-absolute-beginners, достъп до 16 декември 2020 г
[2] Уестрик, Том, „Какво представляват NVMe устройствата и трябва ли да си купите такъв??”, 16 септември 2020 г., https: // www.howtogeek.com / 404627 / what-are-nvme-drives-and-should-you-buy-one /, Достъп до 16 декември 2020 г
