En velkendt historie. Så snart der kommer mere kraftfulde computere, så snart processorerne får mere ydeevne, og datalagringens kapacitet stiger, sukker brugeren lettet – "nu er der nok til alt, jeg behøver ikke at spare eller nøjes", så opstår der næsten med det samme nye behov, der kræver stadig flere ressourcer, og ny software, der heller ikke "mangler noget". Det er et evigt problem. En uendelig cyklus. Og en uendelig søgen efter nye løsninger. Cloud-lagre, neurale netværk, kunstig intelligens – det er endda svært at forestille sig, hvor enorme ressourcer disse teknologier kræver. Men lad os ikke blive modløse, for til enhver opgave findes der før eller senere en løsning.
En af disse løsninger blev protokollen NVM-express, som fagfolk siger, har revolutioneret brugen af halvleder-energinon-afhængig hukommelse. Hvad er NVMe, og hvilke fordele har det bragt med sig?
Computerens hastighed afhænger i høj grad af, hvor hurtigt data kan læses fra lagringsenheder, og hvor hurtigt kommandoer kan behandles. Uanset hvor højtydende operativsystemet måtte være som helhed, kan en almindelig harddisk fuldstændig underminerer dette ved at få programmer til at hakke, når de åbnes, eller "tænke" ved udførelse af ressourcekrævende opgaver. For slet ikke at nævne, at HDD stort set har udtømt sit potentiale for at øge lagringskapaciteten og derfor er blevet en forældet teknologi. Og den mekaniske drev er ældre og bremser også udviklingen af computerteknologi.
Og nu er SSD – solid-state-drev, energineutrale, mekanisk uafhængige hukommelsesenheder, kommet til erstatning for HDD. De første SSD'er kom på markedet i anden halvdel af 2000'erne. Ret hurtigt begyndte de allerede at konkurrere med harddiske med hensyn til kapacitet. Men de kunne ikke helt udnytte sit potentiale og fordelene ved hastighed og parallel behandling af celleadgang i lang tid, fordi de eksisterende grænseflader og protokoller var bygget på gamle standarder, der skulle understøtte HDD-lagringsenheder gennem SATA-interfaces og endda ældre SCSI (SAS).
Det næste skridt i at udnytte potentialet i energiuafhængig hukommelse var overgangen til PCI-express-busser. Men på det tidspunkt var der endnu ikke udviklet nye industrielle standarder for dem. Og i 2012 blev de første computere lanceret, hvor NVM-express-protokollen blev implementeret.
Det skal straks bemærkes, at NVMe ikke er en enhed eller en tilslutningsinterface. Det er en protokol, mere præcist — en specifikation af dataudvekslingsprotokollen.
Derfor er udtrykket "NVMe-lager" ikke helt korrekt, og sammenligningen "HDD — SSD — NVMe" er helt forkert og kan vildlede brugeren, der kun lige er begyndt at lære om emnet. Det er korrekt at sammenligne HDD med SSD på den ene side, og SSD tilsluttet via SATA-interface (med AHCI-protokollen) med SSD tilsluttet gennem PCI-express-bussen ved brug af NVM-express-protokollen på den anden side. Det er sandsynligvis ikke så interessant for mange længere at sammenligne HDD med SSD. Alle forstår forskellen, og de fleste kender fordelene ved sidstnævnte. Måske kan man dog bemærke nogle (temmelig markante) fordele. I forhold til hårde diske har SSD'er en mindre størrelse og vægt, er lydløse, og det totale fravær af bevægelige dele gør dem langt mere modstandsdygtige over for skader (for eksempel ved fald) og øger blot levetiden.
Sammenligningen af SSD'ens kapaciteter med den gamle bus og den gamle protokol og SSD'er på PCIe-bussen med NVMe-protokollen er uden tvivl langt mere interessant og vil være nyttig for alle, der ønsker at holde sig opdateret om nyheder, dem der planlægger at købe en ny computer, og endda dem, der for eksempel leder efter den bedste hosting.
SATA-grænsefladen blev, som nævnt, skabt til harddiske, hvis hoved på én gang kun kan få fysisk adgang til én celle. Ikke overraskende har SATA-enheder kun én kanal. For SSD'er er dette alt for lidt, da en af deres fordele er understøttelse af parallelle strømme. SSD-controlleren håndterer også den indledende positionering, hvilket er endnu en væsentlig fordel. PCI-express-bussen muliggør multikanals drift, og NVMe-protokollen realiserer denne fordel. Som følge heraf overføres data, der er gemt på SSD'er, gennem 65.536 parallelle kontrolkøer, hvoraf hver kan indeholde mere end 65.536 kommandoer samtidigt. Til sammenligning kan SATA og SCSI kun bruge en kø, der understøtter op til 32 respektive op til 254 kommandoer.
Desuden kræver de gamle grænseflader to adgangsformer til RAM for at udføre hver kommando, mens NVMe lykkes med at gøre det på én gang.
Den tredje væsentlige fordel er arbejdet med afbrydelser. NVMe-protokollen er designet til moderne platforme, der bruger flerkernede processorer. Derfor er paralleliteten i behandling af strømme samt en optimeret mekanisme til arbejde med køer og behandling af afbrydelser indbygget, hvilket muliggør et højere niveau af ydeevne. Med andre ord starter udførelsen af en kommando med højere prioritet hurtigere.
Talrige tests udført af forskellige organisationer og eksperter beviser, at SSD NVMe's arbejds hastighed i gennemsnit er 5 gange højere end når SSD'er tilsluttes via de gamle grænseflader.
Lad os nu tale om, hvorvidt SSD'er, der implementeres på PCIe med NVMe-protokollen, er tilgængelige for alle. Og det drejer sig ikke kun om pris. Prisen for en sådan implementering er stadig mærkbart højere, selvom priserne på computerkomponenter, som bekendt, kun er høje i starten af salget og har en tendens til at falde ganske hurtigt.
Det handler om konstruktionsløsninger, hvad der på fonetisk sprog kaldes «formfaktor». Med andre ord, hvordan disse komponenter udgives af producenterne. I øjeblikket findes der tre formfaktorer på markedet..
Første Det hedder «NVMe SSD». Det er et expansionskort, der tilsluttes i de samme slots som grafikkortet. Dette passer ikke til bærbare computere. Det gælder også for mange stationære computere, da flere og flere samles på kompakte bundkort, hvor der oftest kun er to eller endda kun én PCIe-slot (som normalt er optaget af grafikkortet).
Den anden formfaktor — U2. Den ligner en almindelig harddisk, men er meget mindre i størrelsen. U2 bruges normalt på servere, så en almindelig bruger bør næppe købe den.
Den tredje — M2. Dette er den mest udviklende formfaktor. Den bruges aktivt i bærbare computere, og for nylig er den også blevet implementeret på nogle bundkort til stationære pc'er. Men når man køber M2, skal man være meget opmærksom, da der stadig produceres SATA SSD i denne formfaktor.
Dog er opmærksomhed nødvendig ved vurderingen af, hvorvidt det er fornuftigt at anskaffe en af de nævnte formfaktorer. Først skal man vurdere, om der er de nødvendige slots i din bærbare computer eller på bundkortet til din pc. Og selv hvis der er, er det vigtigt, om din computers processor er kraftig nok, for en svag processor vil stadig forhindre dig i at opleve fordelene ved SSD. Hvis du har alt dette, og du ofte arbejder med store datamængder, er NVMe SSD bestemt det, du har brug for.
Annoncering
— det handler netop om virtuelle servere fra vores virksomhed.
Vi har længe anvendt udelukkende hurtige serverlagre fra Intel, vi sparer ikke på hardware, kun mærkeudstyr og nogle af de bedste datacentre i Rusland og EU. Skynd dig at tjekke 😉
Kilde: habr.com
