داستان معروف به محض اینکه رایانه های قدرتمندتر ظاهر می شوند، به محض اینکه عملکرد پردازنده ها و ظرفیت رسانه های ذخیره سازی افزایش می یابد، و کاربر با آسودگی آه می کشد - "اکنون من برای همه چیز به اندازه کافی دارم، مجبور نیستم فشار دهم و ذخیره کنم." تقریباً بلافاصله نیازهای جدید ظاهر می شوند و منابع بیشتری را از بین می برند. نرم افزار جدیدی که همچنین "هیچ چیزی را از خود رد نمی کند." مشکل ابدی یک چرخه بی پایان و جستجوی بی پایان برای راه حل های جدید. ذخیره‌سازی ابری، شبکه‌های عصبی، هوش مصنوعی - حتی تصور اینکه این فناوری‌ها به چه قدرت عظیمی نیاز دارند، سخت است. اما ناراحت نباشیم، زیرا برای هر مشکلی دیر یا زود راه حلی وجود دارد.
یکی از این راه حل ها، پروتکل NVM-express بود که به گفته کارشناسان، انقلابی در استفاده از حافظه غیرفرار حالت جامد ایجاد کرده است. NVMe چیست و چه مزایایی به همراه دارد؟
سرعت کامپیوتر تا حد زیادی به سرعت خواندن اطلاعات از رسانه و سرعت پردازش دستورات بستگی دارد. مهم نیست که سیستم عامل به طور کلی چقدر کارایی بالایی دارد، همه چیز می تواند توسط یک هارد دیسک معمولی تضعیف شود، که باعث می شود برنامه ها هنگام باز کردن کند شوند یا هنگام انجام کارهای بزرگ "فکر" کنند. ناگفته نماند که HDD عملاً پتانسیل خود را برای افزایش حجم ذخیره سازی اطلاعات به پایان رسانده است و به همین دلیل امیدبخش شده است. و درایو مکانیکی حتی منسوخ‌تر شد و پیشرفت فناوری رایانه را کند کرد.
و اکنون HDD ها با SSD ها - درایوهای حالت جامد، دستگاه های ذخیره سازی غیر مکانیکی غیر فرار - جایگزین شده اند. اولین درایوهای SSD در نیمه دوم دهه 2000 در بازار ظاهر شدند. خیلی زود آنها شروع به رقابت با دیسک های سخت از نظر حجم کردند. اما برای مدت طولانی آنها نتوانستند به طور کامل از پتانسیل و مزایای خود در سرعت و دسترسی موازی به سلول ها استفاده کنند، زیرا اینترفیس ها و پروتکل های موجود بر اساس استانداردهای قدیمی طراحی شده بودند تا از درایوهای HDD از طریق SATA و حتی رابط های قدیمی SCSI (SAS) پشتیبانی کنند. .
گام بعدی در باز کردن پتانسیل حافظه غیر فرار، انتقال به گذرگاه‌های PCI-express بود. اما در آن زمان هنوز استانداردهای صنعتی جدیدی برای آنها تدوین نشده بود. و در سال 2012، اولین کامپیوترهایی که پروتکل NVM-express را پیاده سازی کردند، عرضه شدند.
بلافاصله باید به این واقعیت توجه کنید که NVMe یک دستگاه یا رابط اتصال آن نیست. این یک پروتکل یا به طور دقیق تر، مشخصات یک پروتکل تبادل داده است.
بنابراین، عبارت NVMe درایو کاملاً صحیح نیست و مقایسه ای مانند HDD - SSD - NVMe برای کاربری که تازه با موضوع آشنا می شود کاملاً اشتباه و گمراه کننده است. مقایسه یک HDD با یک SSD از یک طرف، یک SSD متصل از طریق رابط SATA (از طریق پروتکل AHCI) و یک SSD متصل شده از طریق گذرگاه PCI-express با استفاده از پروتکل NVM-express از طرف دیگر صحیح است. مقایسه HDD با SSD احتمالا دیگر برای کسی جالب نیست. همه تفاوت را درک می کنند و همه به خوبی از مزایای دومی آگاه هستند. فقط برای توجه به برخی از مزایای (بسیار قابل توجه). در مقایسه با هارد دیسک ها، درایوهای حالت جامد از نظر اندازه و وزن کوچکتر هستند، بی صدا هستند و عدم وجود کامل درایوهای مکانیکی باعث می شود تا چندین برابر در برابر آسیب (مثلاً هنگام افتادن) مقاوم باشند و به سادگی عمر مفید آنها را افزایش دهد.
مقایسه قابلیت‌های یک SSD با یک گذرگاه قدیمی و یک پروتکل قدیمی و یک SSD در یک گذرگاه PCIe با یک پروتکل NVMe مطمئناً جالب‌تر است و برای همه کسانی که عادت دارند محصولات جدید را دنبال کنند، مفید خواهد بود. قصد خرید یک کامپیوتر جدید، و حتی برای کسانی که، به عنوان مثال، به دنبال بهترین هاست.
رابط SATA، همانطور که قبلا ذکر شد، برای هارد دیسک ها ایجاد شده است، که هد آن می تواند به طور فیزیکی تنها به یک سلول در یک زمان دسترسی داشته باشد. جای تعجب نیست که دستگاه های SATA فقط یک کانال دارند. برای SSD ها، متأسفانه این کافی نیست، زیرا یکی از مزایای آنها پشتیبانی از جریان های موازی است. کنترلر SSD موقعیت اولیه را نیز کنترل می کند که مزیت قابل توجه دیگری است. گذرگاه PCI-express عملیات چند کاناله را فراهم می کند و پروتکل NVMe این مزیت را درک می کند. در نتیجه، داده های ذخیره شده روی SSD ها از طریق 65 صف کنترل موازی منتقل می شود که هر کدام می توانند بیش از 536 فرمان را به طور همزمان در خود جای دهند. مقایسه: SATA و SCSI می توانند تنها از یک صف استفاده کنند که به ترتیب حداکثر 65 و حداکثر 536 دستور را پشتیبانی می کند.
علاوه بر این، رابط‌های قدیمی برای اجرای هر فرمان به دو دسترسی به RAM نیاز دارند، اما NVMe این کار را در یک مرحله انجام می‌دهد.
سومین مزیت مهم کار با وقفه است. پروتکل NVMe برای پلتفرم های مدرن با استفاده از پردازنده های چند هسته ای توسعه یافته است. بنابراین، شامل پردازش موازی رشته‌ها و همچنین مکانیزم بهینه‌سازی شده برای کار با صف‌ها و مدیریت وقفه است که امکان سطوح بالاتر عملکرد را فراهم می‌کند. به عبارت دیگر، زمانی که دستوری با اولویت بالاتر ظاهر می شود، اجرای آن سریعتر آغاز می شود.
آزمایش‌های متعددی که توسط سازمان‌ها و کارشناسان مختلف انجام شده است ثابت می‌کند که سرعت عملکرد SSDهای NVMe به طور متوسط 5 برابر بیشتر از اتصال SSD از طریق رابط‌های قدیمی‌تر است.
حال بیایید در مورد اینکه آیا SSD های پیاده سازی شده روی PCIe با پروتکل NVMe برای همه در دسترس هستند یا خیر صحبت کنیم. و این فقط در مورد هزینه نیست. از نظر قیمت، چنین فروش هایی هنوز به طور قابل توجهی بالاتر هستند، اگرچه قیمت قطعات کامپیوتری تنها در ابتدای فروش بالا بوده و به سرعت کاهش می یابد.
ما در مورد راه حل های سازنده صحبت می کنیم، در مورد چیزی که در زبان حرفه ای معمولاً نامیده می شود "فاکتور شکل". به عبارت دیگر این قطعات به چه صورت توسط تولیدکنندگان تولید می شوند. در حال حاضر در بازار وجود دارد سه عامل شکل.
اول این همان چیزی است که "NVMe SSD" نامیده می شود. این یک کارت توسعه است و به همان اسلات کارت گرافیک متصل است. این برای لپ تاپ مناسب نیست. با این حال، مانند بسیاری از رایانه های رومیزی، از آنجایی که تعداد بیشتری از آنها روی مادربردهای جمع و جور مونتاژ می شوند، جایی که اغلب دو یا حتی یک اسلات PCIe (که معمولاً توسط یک کارت ویدیو اشغال می شود) وجود دارد.
فاکتور شکل دوم - U2. از نظر ظاهری، شبیه یک هارد دیسک معمولی است، اما اندازه آن بسیار کوچکتر است. U2 معمولاً در سرورها استفاده می شود، بنابراین کاربر معمولی بعید است که آن را خریداری کند.
سوم - M2. این متحول ترین عامل شکل است. این به طور فعال در لپ تاپ ها استفاده می شود و اخیراً در برخی از مادربردهای رایانه های شخصی رومیزی پیاده سازی شده است. با این حال، هنگام خرید M2 باید بسیار مراقب باشید، زیرا SSD های SATA هنوز به این شکل تولید می شوند.
با این حال، هنگام ارزیابی امکان سنجی خرید هر یک از فاکتورهای فرم ذکر شده برای خودتان نیز نیاز است. ابتدا باید بررسی کنید که آیا مادربرد لپ تاپ یا رایانه شخصی شما اسلات های لازم را دارد یا خیر. و حتی اگر چنین باشند، آیا کامپیوتر شما دارای یک پردازنده به اندازه کافی قدرتمند است، زیرا یک پردازنده ضعیف باز هم به شما اجازه نمی دهد که مزایای SSD را تجربه کنید. اگر همه اینها را دارید و همچنین اغلب با مقادیر زیادی داده کار می کنید، مطمئناً یک NVMe SSD همان چیزی است که نیاز دارید.
در حقوق تبلیغات
- این دقیقاً در مورد سرورهای مجازی شرکت ما است.
ما مدت‌هاست که از درایوهای سرور منحصراً سریع اینتل استفاده می‌کنیم؛ از سخت‌افزار صرفه‌جویی نمی‌کنیم، فقط تجهیزات مارک دار و برخی از بهترین مراکز داده در روسیه و اتحادیه اروپا را مصرف می‌کنیم. عجله کنید و آن را بررسی کنید 😉
منبع: www.habr.com