Una historia conocida. Tan pronto como aparecen computadoras más potentes, aumenta la capacidad de los procesadores y la capacidad de almacenamiento, y el usuario suspira aliviado: "ahora tendré suficiente para todo, no necesito apretarme ni economizar", casi de inmediato surgen nuevas necesidades que requieren cada vez más recursos, nuevo software que también "no se niega nada". Un problema eterno. Un ciclo interminable. Y una búsqueda constante de nuevas soluciones. Almacenamiento en la nube, redes neuronales, inteligencia artificial: es difícil imaginar cuántos recursos gigantescos requieren estas tecnologías. Pero no nos desanimemos, porque para cualquier tarea, tarde o temprano, se encuentra una solución.
Una de estas soluciones es el protocolo NVM-express, que, según los expertos, ha revolucionado el uso de la memoria no volátil de estado sólido. ¿Qué es NVMe y qué ventajas ha traído consigo?
La velocidad de un computador depende en gran medida de la rapidez con la que se leen los datos de los dispositivos de almacenamiento y de la velocidad de procesamiento de comandos. Por muy de alto rendimiento que sea el sistema operativo en su conjunto, todo puede verse anulado por un simple disco duro que hace que los programas se ralenticen al abrirse o ‘reflexionen’ al ejecutar tareas grandes. Sin mencionar que el HDD prácticamente ha agotado su potencial para aumentar la capacidad de almacenamiento de información, y por eso se ha vuelto obsoleto. Y las unidades mecánicas ni hablar, han quedado obsoletas y ralentizan el desarrollo de las tecnologías informáticas.
Y así, los HDD fueron reemplazados por los SSD: unidades de estado sólido, dispositivos de almacenamiento no mecánicos y no volátiles. Los primeros SSD llegaron al mercado en la segunda mitad de la década de 2000. Muy pronto ya comenzaron a competir con los discos duros en cuanto a capacidad. Sin embargo, no pudieron revelar completamente su potencial y ventajas en velocidad y paralelismo en el acceso a las celdas durante mucho tiempo, porque las interfaces y protocolos existentes estaban construidos según estándares antiguos, diseñados para soportar los discos duros a través de interfaces SATA y los aún más antiguos SCSI (SAS).
El siguiente paso en la revelación del potencial de la memoria no volátil fue la transición a los buses PCI-express. Sin embargo, en ese momento aún no se habían desarrollado nuevos estándares industriales. Así, en 2012, se lanzaron las primeras computadoras que implementaron el protocolo NVM-express.
Es importante señalar desde el principio que NVMe no es un dispositivo ni un interfaz de conexión. Es un protocolo, más específicamente, una especificación del protocolo de intercambio de datos.
Por lo tanto, la frase "almacenamiento NVMe" no es del todo correcta, y la comparación del tipo "HDD - SSD - NVMe" es absolutamente errónea y puede confundir al usuario que apenas se familiariza con el tema. Es correcto comparar HDD con SSD de un lado, y SSD conectado a través de una interfaz SATA (utilizando el protocolo AHCI) y SSD conectado mediante el bus PCI-express usando el protocolo NVM-express del otro. Comparar HDD con SSD ya probablemente no interese a muchos. Todos entienden la diferencia y son bien conocidos los beneficios de este último. Solo vale la pena señalar algunas (notables) ventajas. En comparación con los discos duros, las unidades de estado sólido tienen un tamaño y peso menores, son silenciosas, y la total ausencia de componentes mecánicos las hace significativamente más resistentes a daños (por ejemplo, en caso de caídas) y además simplemente aumenta su vida útil.
La comparación de las capacidades de SSD con el antiguo bus y el antiguo protocolo y SSD en el bus PCIe con el protocolo NVMe es, sin duda, de mucho mayor interés y será útil para todos aquellos que desean mantenerse al tanto de las novedades, así como para quienes planean comprar una nueva computadora e incluso para aquellos que, por ejemplo, están buscando el mejor hosting.
La interfaz SATA, como ya se mencionó, fue creada para discos duros, cuya cabeza solo puede acceder físicamente a una celda a la vez. No es sorprendente que en los dispositivos SATA haya un solo canal. Para los SSD, esto es lamentablemente insuficiente, ya que una de sus ventajas es la capacidad de soportar múltiples flujos. El controlador de SSD también gestiona la posicionamiento inicial, lo cual es otra ventaja significativa. El bus PCI-express permite el funcionamiento multicanal, y el protocolo NVMe implementa esta ventaja. Como resultado, los datos almacenados en las unidades de estado sólido se transmiten a través de 65,536 colas de gestión paralelas, cada una de las cuales puede contener simultáneamente más de 65,536 comandos. En comparación, SATA y SCSI solo pueden utilizar una cola, que admite hasta 32 y hasta 254 comandos respectivamente.
Además, las interfaces más antiguas requieren dos accesos a la memoria RAM para ejecutar cada comando, mientras que NVMe logra hacerlo en un solo intento.
La tercera ventaja significativa es el manejo de interrupciones. El protocolo NVMe fue diseñado para plataformas modernas que utilizan procesadores multinúcleo. Por lo tanto, incorpora la paralelidad en el procesamiento de flujos, así como un mecanismo optimizado para el manejo de colas e interrupciones, lo que permite lograr un mayor nivel de rendimiento. En otras palabras, cuando aparece un comando de mayor prioridad, su ejecución comienza más rápidamente.
Numerosas pruebas realizadas por diversas organizaciones y expertos demuestran que la velocidad de operación de los SSD NVMe es, en promedio, 5 veces superior a la de SSD conectados a interfaces antiguas.
Ahora hablemos de si todos tienen acceso a los SSD implementados en PCIe con el protocolo NVMe. Y esto no solo se refiere al costo. Actualmente, el precio de esta implementación sigue siendo notablemente más alto, aunque los precios de los componentes de computadora, como se sabe, son altos solo al principio de las ventas y tienden a disminuir bastante rápido.
Se refiere a las soluciones constructivas, a lo que en lenguaje profesional se suele llamar "factor de forma". En otras palabras, en qué forma se producen estos componentes por los fabricantes. En este momento, en el mercado existen tres factores de forma.
Primero Así se llama «NVMe SSD». Es una tarjeta de expansión que se conecta en las mismas ranuras que la tarjeta gráfica. No es adecuada para laptops. De hecho, tampoco para muchos ordenadores de sobremesa, ya que cada vez más se ensamblan en placas base compactas, donde las ranuras PCIe pueden ser solo dos o incluso una (que suele estar ocupada por la tarjeta gráfica).
Segundo factor de forma — U2. A simple vista, se asemeja a un disco duro convencional, pero es mucho más pequeño. U2 generalmente se utiliza en servidores, por lo que probablemente no valga la pena adquirirlo para un usuario común.
El tercero — M2. Este es el factor de forma que más se está expandiendo. Se utiliza activamente en laptops, y desde hace poco tiempo, también está disponible en algunas placas base para PCs de escritorio. Sin embargo, al adquirir un M2, es necesario ser muy cuidadoso, porque en este factor de forma todavía se fabrican SSD SATA.
Sin embargo, la atención es necesaria también al evaluar la viabilidad de adquirir cualquiera de los factores de forma mencionados. Para empezar, debe evaluar si su laptop o la placa base de su PC tienen las ranuras necesarias. E incluso si las tienen, debe considerar si el procesador de su computadora es lo suficientemente potente, ya que un procesador débil no le permitirá disfrutar de las ventajas del SSD. Si todo esto lo tiene y además opera con grandes volúmenes de datos con frecuencia, definitivamente, el NVMe SSD es lo que necesita.
Publicidad
— se refiere precisamente a los servidores virtuales de nuestra empresa.
Desde hace tiempo utilizamos exclusivamente rápidos dispositivos de almacenamiento de servidor de Intel, no economizamos en hardware, solo equipos de marca y algunos de los mejores centros de datos en Rusia y la UE. Apresúrese a verificar 😉
Fuente: habr.com
