Historia famosa. Tan pronto como aparecen computadoras más potentes, tan pronto como aumenta el rendimiento de los procesadores y la capacidad de los medios de almacenamiento, y el usuario suspira aliviado: "ahora tengo suficiente para todo, no tengo que exprimir ni ahorrar", entonces casi de inmediato aparecen nuevas necesidades que quitan cada vez más recursos, nuevo software que además “no se niega a sí mismo nada”. Problema eterno. Un ciclo sin fin. Y una búsqueda interminable de nuevas soluciones. Almacenamiento en la nube, redes neuronales, inteligencia artificial: es difícil siquiera imaginar la gigantesca potencia que requieren estas tecnologías. Pero no nos enojemos, porque para cualquier problema, tarde o temprano hay una solución.
Una de estas soluciones fue el protocolo NVM-express, que, según los expertos, revolucionó el uso de la memoria no volátil de estado sólido. ¿Qué es NVMe y qué beneficios trae consigo?
La velocidad de una computadora depende en gran medida de la velocidad de lectura de datos de los medios y de la velocidad de procesamiento de comandos. No importa cuán alto sea el rendimiento del sistema operativo en su conjunto, todo puede verse afectado por un disco duro normal, lo que hace que los programas se ralenticen al abrirse o "piensen" al realizar tareas grandes. Sin mencionar el hecho de que el disco duro prácticamente ha agotado su potencial para aumentar el volumen de almacenamiento de información y, por lo tanto, se ha vuelto poco prometedor. Y el accionamiento mecánico quedó aún más desactualizado y ralentizó el desarrollo de la tecnología informática.
Y ahora los HDD han sido reemplazados por SSD: unidades de estado sólido, dispositivos de almacenamiento no volátiles y no mecánicos. Las primeras unidades SSD aparecieron en el mercado en la segunda mitad de la década de 2000. Muy pronto empezaron a competir con los discos duros en términos de volumen. Pero durante mucho tiempo no pudieron aprovechar plenamente su potencial y ventajas en cuanto a velocidad y acceso paralelo a las celdas, porque las interfaces y protocolos existentes se construyeron de acuerdo con estándares antiguos diseñados para admitir unidades de disco duro a través de SATA e interfaces SCSI (SAS) aún más antiguas. .
El siguiente paso para desbloquear el potencial de la memoria no volátil fue la transición a los buses PCI-express. Pero en ese momento aún no se habían desarrollado nuevos estándares industriales para ellos. Y en 2012, se lanzaron las primeras computadoras que implementaron el protocolo NVM-express.
Inmediatamente debe prestar atención al hecho de que NVMe no es un dispositivo ni su interfaz de conexión. Se trata de un protocolo, o más precisamente, una especificación de un protocolo de intercambio de datos.
Por lo tanto, la frase "unidad NVMe" no es del todo correcta, y una comparación como "HDD - SSD - NVMe" es absolutamente errónea y engañosa para un usuario que recién se está familiarizando con el tema. Es correcto comparar un HDD con un SSD, por un lado, un SSD conectado a través de la interfaz SATA (a través del protocolo AHCI) y un SSD conectado a través del bus PCI-express utilizando el protocolo NVM-express, por el otro. Comparar HDD con SSD probablemente ya no sea interesante para nadie. Todo el mundo comprende la diferencia y todos conocen los beneficios de este último. Sólo para señalar algunas ventajas (muy llamativas). En comparación con los discos duros, los discos de estado sólido son más pequeños en tamaño y peso, son silenciosos y la ausencia total de discos mecánicos los hace muchas veces más resistentes a daños (por ejemplo, en caso de caída) y simplemente aumenta su vida útil.
Comparar las capacidades de un SSD con un bus antiguo y un protocolo antiguo y un SSD en un bus PCIe con un protocolo NVMe es sin duda mucho más interesante y será útil para todos los que están acostumbrados a mantenerse al día con los nuevos productos, para aquellos que van a comprar un ordenador nuevo, e incluso a aquellos que, por ejemplo, buscan el mejor hosting.
La interfaz SATA, como ya se mencionó, fue creada para discos duros, cuyo cabezal puede acceder físicamente solo a una celda a la vez. No es de extrañar que los dispositivos SATA tengan un solo canal. Lamentablemente, esto no es suficiente para los SSD, porque una de sus ventajas es la compatibilidad con transmisiones paralelas. El controlador SSD también controla el posicionamiento inicial, lo cual es otra ventaja importante. El bus PCI-express proporciona operación multicanal y el protocolo NVMe aprovecha esta ventaja. Como resultado, los datos almacenados en los SSD se transfieren a través de 65 colas de control paralelas, cada una de las cuales puede contener más de 536 comandos simultáneamente. Comparar: SATA y SCSI pueden usar solo una cola, admitiendo hasta 65 y hasta 536 comandos, respectivamente.
Además, las interfaces antiguas requieren dos accesos a la RAM para ejecutar cada comando, pero NVMe logra hacerlo de una sola vez.
La tercera ventaja importante es trabajar con interrupciones. El protocolo NVMe fue desarrollado para plataformas modernas que utilizan procesadores multinúcleo. Por tanto, incluye procesamiento paralelo de subprocesos, así como un mecanismo optimizado para trabajar con colas y manejo de interrupciones, lo que permite mayores niveles de rendimiento. Es decir, cuando aparece un comando con mayor prioridad, su ejecución comienza más rápido.
Numerosas pruebas realizadas por diversas organizaciones y expertos demuestran que la velocidad de funcionamiento de los SSD NVMe es, en promedio, 5 veces mayor que cuando se conectan SSD a través de interfaces más antiguas.
Ahora hablemos de si los SSD implementados en PCIe con el protocolo NVMe están disponibles para todos. Y no se trata sólo de costos. En términos de precio, estas ventas siguen siendo notablemente más altas, aunque se sabe que los precios de los componentes de computadora son altos sólo al comienzo de las ventas y tienden a bajar con bastante rapidez.
Estamos hablando de soluciones constructivas, de lo que en el lenguaje profesional se suele llamar "factor de forma". En otras palabras, en qué forma los fabricantes producen estos componentes. Actualmente en el mercado existe tres factores de forma.
primero Esto es lo que se llama “SSD NVMe”. Es una tarjeta de expansión y está conectada a las mismas ranuras que la tarjeta de video. Esto no es adecuado para una computadora portátil. Sin embargo, como ocurre con muchas computadoras de escritorio, cada vez más se ensamblan en placas base compactas, donde a menudo hay dos o incluso una ranura PCIe (que generalmente está ocupada por una tarjeta de video).
Segundo factor de forma - U2. Exteriormente, se parece a un disco duro normal, pero es mucho más pequeño. U2 se suele utilizar en servidores, por lo que es poco probable que el usuario medio lo compre.
Tercero - M2. Este es el factor de forma que más evoluciona. Se utiliza activamente en portátiles y recientemente ya se ha implementado en algunas placas base para PC de escritorio. Sin embargo, al comprar un M2 debes tener mucho cuidado, porque los SSD SATA todavía se fabrican con este factor de forma.
Sin embargo, también es necesario tener cuidado al evaluar la viabilidad de comprar cualquiera de los factores de forma mencionados. En primer lugar, debes evaluar si la placa base de tu portátil o PC tiene las ranuras necesarias. E incluso si lo son, ¿su computadora tiene un procesador lo suficientemente potente? Porque un procesador débil aún no le permitirá experimentar los beneficios de un SSD. Si tiene todo esto y además trabaja a menudo con grandes cantidades de datos, por supuesto, lo que necesita es un SSD NVMe.
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Fuente: habr.com