Známý příběh. Jakmile se objevují výkonnější počítače, jakmile roste výkon procesorů a kapacita úložišť, uživatel si s úlevou oddechne – „teď mi vše bude stačit, nemusím se už omezovat a šetřit“, téměř hned se objevují nové potřeby, které vyžadují stále více zdrojů, nový software, který si také „neodpírá nic“. Věčný problém. Nekonečný cyklus. A nekonečné hledání nových řešení. Cloudová úložiště, neuronové sítě, umělá inteligence – je těžké si představit, jak obrovské zdroje tyto technologie vyžadují. Ale nezoufejme, pro jakýkoli úkol se dříve či později najde řešení.
Jedním z takových řešení byl protokol NVM-express, který, jak říkají odborníci, způsobil revoluci ve využívání paměti typu SSD. Co vlastně NVMe je a jaké výhody přinesl?
Rychlost práce počítače do značné míry závisí na rychlosti čtení dat z úložišť a rychlosti zpracování příkazů. Jak výkonný by celý operační systém nebyl, může ho zcela zbrzdit obyčejný pevný disk, který zpomaluje programy při otevírání nebo ‚přemýšlí‘ při vykonávání objemných úloh. Nemluvě o tom, že HDD prakticky vyčerpal svůj potenciál zvyšování kapacity pro uchovávání informací a proto se stal bezperspektivním. Mechanické disky už dávno zastaraly a brzdily rozvoj počítačových technologií.
A tak místo HDD přicházejí SSD – pevné disky, energeticky nezávislé neměnné paměťové zařízení. První SSD disky se objevily na trhu ve druhé polovině 2000. let. Poměrně brzy začaly soutěžit s pevnými disky co do kapacity. Ale plně odhalit svůj potenciál a výhody v rychlosti, paralelním přístupu k buňkám nemohly dlouho, protože stávající rozhraní a protokoly byly postaveny na starých standardech, které měly podporovat HDD přes rozhraní SATA a ještě starší SCSI (SAS).
Dalším krokem k odhalení potenciálu energie nezávislé paměti byl přechod na PCI-express sběrnice. Pro ty nebyly v té době ještě vyvinuty nové průmyslové standardy. A tak v roce 2012 jsou uvedeny první počítače, které realizují protokol NVM-express.
Je hned třeba zdůraznit, že NVMe není zařízení ani rozhraní pro jeho připojení. Je to protokol, přesněji řečeno – specifikace protokolu pro výměnu dat.
Proto spojení „NVMe disk“ není zcela přesné, a srovnání typu „HDD – SSD – NVMe“ je naprosto chybné a klame uživatele, který se teprve seznamuje s touto tématikou. Správně srovnávat HDD se SSD na jedné straně, SSD připojený přes rozhraní SATA (podle protokolu AHCI) a SSD připojený přes PCI-express sběrnici s použitím protokolu NVM-express na straně druhé. Srovnávat HDD se SSD už pravděpodobně zajímá málokoho. Všichni chápou rozdíl a všem jsou dobře známy výhody posledního. Snad jen zmínit některé (velmi výrazné) výhody. Ve srovnání s pevnými disky mají SSD disky menší rozměr a hmotnost, jsou bezhlučné, a úplné absence mechanických pohonů je činí mnohem odolnějšími vůči poškození (například při pádu) a také jednoduše zvyšuje jejich životnost.
Srovnání možností SSD se starou sběrnicí a starým protokolem a SSD na sběrnici PCIe s protokolem NVMe bezpochyby představuje mnohem větší zájem a bude užitečné všem, kteří chtějí být v obraze s novinkami, těm, kteří plánují koupit nový počítač, a dokonce těm, kteří například hledají nejlepší hosting.
Rozhraní SATA, jak již bylo zmíněno, bylo navrženo pro pevné disky, jejichž hlavy mohou fyzicky přistupovat pouze k jedné buňce najednou. Není tedy překvapením, že SATA zařízení mají pouze jeden kanál. Pro SSD je to žaloost, protože jednou z jejich výhod je podpora paralelních toků. Ovladač SSD také řídí počáteční umístění, což je další zásadní výhoda. Sběrnice PCI-express zajišťuje víc kanálové fungování, zatímco protokol NVMe tuto výhodu implementuje. V důsledku toho jsou data uložená na SSD přenášena prostřednictvím 65 536 paralelních řad řízení, přičemž každá může současně obsahovat více než 65 536 příkazů. Pro srovnání: SATA a SCSI mohou používat pouze jednu frontu, která podporuje až 32 a až 254 příkazů podle pořadí.
Kromě toho staré rozhraní vyžadují pro provedení každého příkazu dvojí přístup k operační paměti, zatímco NVMe se to podaří udělat najednou.
Třetí zásadní výhodou je práce s přerušením. Protokol NVMe byl vyvinut pro moderní platformy využívající vícejádrové procesory. Proto obsahuje paralelní zpracování toků a optimalizovaný mechanismus pro práce s frontami a zpracování přerušení, což umožňuje dosáhnout vyšší úrovně výkonu. Jinými slovy, když se objeví příkaz s vyšší prioritou, jeho provádění začíná rychleji.
Různé testy, které provedly různé organizace a odborníci, dokazují, že rychlost práce SSD NVMe je průměrně 5krát vyšší než při připojení SSD přes stará rozhraní.
Teď o tom, zda jsou SSD realizované na PCIe s protokolem NVMe přístupné všem. A nejde jen o cenu. V současnosti je taková realizace stále výrazně dražší, i když ceny počítačových komponentů, jak je známo, jsou na začátku prodeje vysoké a mají tendenci docela rychle klesat.
Jedná se o konstrukční řešení, to, co se v odborném jazyce obvykle nazývá "formátovým faktorem". Jinými slovy, v jaké podobě jsou tyto součásti vyráběny výrobci. V současné době existují na trhu tři formáty.
První To se nazývá „NVMe SSD“. Jedná se o rozšiřující kartu, která se připojuje do stejných slotů jako grafická karta. Pro notebook tak není vhodná. Ovšem stejně tak pro mnoho stolních počítačů, protože stále více z nich je sestavováno na kompaktních základních deskách, kde bývá slotů PCIe často jen dva nebo dokonce jeden (který obvykle obsazuje grafická karta).
Druhý formát — U2. Vzhledem připomíná běžný pevný disk, ale je mnohem menší. U2 se obvykle používá na serverech, takže běžný uživatel by si ho pravděpodobně neměl pořizovat.
Třetí je M2. Je to nejvíce se rozvíjející formát. Aktivně se používá v noteboocích a od nedávna je již realizován i na některých základních deskách pro stolní PC. Nicméně, pokud si pořizujete M2, je třeba být velmi opatrný, protože v tomto formátu se stále vyrábějí i SATA SSD.
Nicméně, opatrnost je potřebná i při hodnocení smysluplnosti pořízení jakéhokoliv z uvedených formátů. Nejdříve je třeba zhodnotit, zda váš notebook nebo základní deska PC mají potřebné sloty. A i když jsou, je dostatečně výkonný procesor ve vašem počítači, protože slabý procesor vám stejně neposkytne výhody SSD. Pokud toto všechno máte a navíc často manipulujete s velkými objemy dat, bezpochyby NVMe SSD je to, co potřebujete.
Na základě reklamy
— to jsou právě virtuální servery od naší společnosti.
Už dlouho používáme výhradně rychlé serverové úložiště od Intelu, na hardwaru nešetříme, pouze značková zařízení a jedno z nejlepších datových center v Rusku a EU. Neváhejte a zkontrolujte 😉
Zdroj: habr.com
