यह केवल आकार नहीं है जो मायने रखता है या नया एनवीएमई प्रोटोकॉल हमारे लिए क्या लेकर आया है

एक प्रसिद्ध कहानी. जैसे ही अधिक शक्तिशाली कंप्यूटर आते हैं, जैसे ही प्रोसेसरों का प्रदर्शन और डेटा वाहकों की क्षमता बढ़ती है, और उपयोगकर्ता राहत की सांस लेता है - "अब मेरे पास हर चीज के लिए पर्याप्त है, मुझे कटौती और मितव्ययिता करने की आवश्यकता नहीं है", तो लगभग तुरंत ही नई आवश्यकताएं सामने आती हैं, जो अधिक से अधिक संसाधनों को लेती हैं, नया सॉफ्टवेयर, जो "खुद को किसी भी चीज से वंचित नहीं करता"। एक शाश्वत समस्या. एक अंतहीन चक्र. और नये समाधानों की अंतहीन खोज। क्लाउड स्टोरेज, न्यूरल नेटवर्क, कृत्रिम बुद्धिमत्ता - इन प्रौद्योगिकियों के लिए कितनी विशाल शक्ति की आवश्यकता होती है, इसकी कल्पना करना भी कठिन है। लेकिन परेशान न हों, क्योंकि देर-सवेर किसी भी समस्या का समाधान मिल ही जाता है।

इनमें से एक समाधान एनवीएम-एक्सप्रेस प्रोटोकॉल था, जिसके बारे में विशेषज्ञों का कहना है कि इसने सॉलिड-स्टेट नॉन-वोलेटाइल मेमोरी के उपयोग में क्रांति ला दी। तो फिर NVMe क्या है और इससे क्या लाभ हैं?

कंप्यूटर की गति काफी हद तक भंडारण मीडिया से डेटा पढ़ने की गति और कमांड को संसाधित करने की गति पर निर्भर करती है। समग्र रूप से ऑपरेटिंग सिस्टम चाहे कितना भी उच्च प्रदर्शन वाला क्यों न हो, सब कुछ एक नियमित हार्ड ड्राइव द्वारा बर्बाद किया जा सकता है, जो बड़े कार्यों को करते समय प्रोग्राम खोलने या "सोचने" को धीमा कर देता है। यह उल्लेख करना आवश्यक नहीं है कि HDD ने सूचना भंडारण की मात्रा बढ़ाने की अपनी क्षमता व्यावहारिक रूप से समाप्त कर दी है और इसलिए यह निराशाजनक हो गया है। और यांत्रिक ड्राइव पहले से ही पुरानी हो चुकी थी और इससे कंप्यूटर प्रौद्योगिकियों का विकास धीमा हो गया था।

और अब HDD का स्थान SSD ने ले लिया है - सॉलिड-स्टेट ड्राइव, गैर-वाष्पशील, गैर-यांत्रिक भंडारण उपकरण। पहली SSD ड्राइव 2000 के दशक के उत्तरार्ध में बाजार में आयी। बहुत जल्द ही वे भंडारण क्षमता के मामले में हार्ड ड्राइवों से प्रतिस्पर्धा करने लगे। लेकिन लंबे समय तक वे गति और कोशिकाओं तक समानांतर पहुंच में अपनी क्षमता और लाभ को पूरी तरह से प्रकट नहीं कर सके, क्योंकि मौजूदा इंटरफेस और प्रोटोकॉल पुराने मानकों के अनुसार बनाए गए थे, जो SATA इंटरफेस और यहां तक ​​कि अधिक प्राचीन SCSI (SAS) के माध्यम से HDD ड्राइव का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किए गए थे। 

गैर-वाष्पशील मेमोरी की क्षमता को उजागर करने में अगला कदम पीसीआई-एक्सप्रेस बसों में परिवर्तन था। लेकिन उस समय तक उनके लिए नये औद्योगिक मानक विकसित नहीं किये गये थे। और इस प्रकार 2012 में पहले कंप्यूटर जारी किये गये जिनमें NVM-एक्सप्रेस प्रोटोकॉल लागू किया गया।

यह तुरंत ध्यान दिया जाना चाहिए कि NVMe एक डिवाइस या इसे कनेक्ट करने के लिए एक इंटरफ़ेस नहीं है। यह एक प्रोटोकॉल है, या अधिक सटीक रूप से कहें तो डेटा एक्सचेंज प्रोटोकॉल का एक विनिर्देश है।

इसलिए, वाक्यांश "NVMe ड्राइव" पूरी तरह से सही नहीं है, और "HDD - SSD - NVMe" जैसी तुलनाएं बिल्कुल गलत हैं और उस उपयोगकर्ता को गुमराह करती हैं जो अभी विषय से परिचित हो रहा है। एक ओर HDD की तुलना SSD से करना सही है, दूसरी ओर SATA इंटरफेस (AHCI प्रोटोकॉल का उपयोग करके) के माध्यम से जुड़े SSD और दूसरी ओर NVM-एक्सप्रेस प्रोटोकॉल का उपयोग करके PCI-एक्सप्रेस बस के माध्यम से जुड़े SSD की तुलना करना सही है। HDD और SSD की तुलना करना अब शायद किसी के लिए भी रुचिकर नहीं रह गया है। हर कोई इस अंतर को समझता है और हर कोई बाद के लाभों से अच्छी तरह परिचित है। शायद हम कुछ (बहुत ही उल्लेखनीय) फायदे बता सकें। हार्ड ड्राइव की तुलना में, सॉलिड-स्टेट ड्राइव आकार और वजन में छोटे होते हैं, शांत होते हैं, और यांत्रिक ड्राइव की पूर्ण अनुपस्थिति उन्हें क्षति के प्रति कई गुना अधिक प्रतिरोधी बनाती है (उदाहरण के लिए, जब गिरा दिया जाता है) और बस उनकी सेवा जीवन को बढ़ाती है।

एक पुराने बस और पुराने प्रोटोकॉल वाले SSD की क्षमताओं और NVMe प्रोटोकॉल वाले PCIe बस पर लगे SSD की क्षमताओं की तुलना करना निश्चित रूप से अधिक दिलचस्प है और यह उन लोगों के लिए उपयोगी होगा जो नवीनतम विकास के साथ बने रहने के आदी हैं, जो एक नया कंप्यूटर खरीदने जा रहे हैं, और यहां तक ​​कि जो, उदाहरण के लिए, सर्वोत्तम होस्टिंग की तलाश में हैं।

जैसा कि पहले ही बताया जा चुका है, SATA इंटरफ़ेस हार्ड ड्राइव के लिए बनाया गया था, जिसका हेड एक समय में केवल एक सेल तक ही भौतिक रूप से पहुंच सकता है। यह कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि SATA डिवाइस में केवल एक चैनल होता है। यह SSDs के लिए बहुत कम है, क्योंकि उनका एक लाभ समानांतर स्ट्रीम के लिए समर्थन है। एसएसडी नियंत्रक प्रारंभिक स्थिति का भी प्रबंधन करता है, जो एक और महत्वपूर्ण लाभ है। पीसीआई-एक्सप्रेस बस बहु-चैनल संचालन प्रदान करती है, और NVMe प्रोटोकॉल इस लाभ को प्राप्त करता है। परिणामस्वरूप, SSD पर संग्रहीत डेटा 65 समानांतर नियंत्रण कतारों के माध्यम से स्थानांतरित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक कतार एक साथ 536 से अधिक कमांड रख सकती है। तुलना करें: SATA और SCSI केवल एक कतार का उपयोग कर सकते हैं, जो क्रमशः 65 और 536 कमांड तक का समर्थन करते हैं। 

इसके अतिरिक्त, पुराने इंटरफेस में प्रत्येक कमांड को निष्पादित करने के लिए RAM तक दो बार पहुंच की आवश्यकता होती है, जबकि NVMe इसे एक बार में ही पूरा कर लेता है। 

तीसरा महत्वपूर्ण लाभ व्यवधानों से निपटना है। NVMe प्रोटोकॉल को मल्टी-कोर प्रोसेसर का उपयोग करने वाले आधुनिक प्लेटफार्मों के लिए विकसित किया गया था। इसलिए, इसमें थ्रेड्स के समानांतर प्रसंस्करण के साथ-साथ कतारों और इंटरप्ट प्रसंस्करण के साथ काम करने के लिए एक अनुकूलित तंत्र शामिल है, जो उच्च स्तर के प्रदर्शन की अनुमति देता है। दूसरे शब्दों में, जब उच्च प्राथमिकता वाला आदेश आता है, तो उसका निष्पादन तेजी से शुरू हो जाता है।

विभिन्न संगठनों और विशेषज्ञों द्वारा किए गए कई परीक्षणों से यह साबित होता है कि NVMe SSDs की ऑपरेटिंग गति पुराने इंटरफेस के माध्यम से SSDs को जोड़ने की तुलना में औसतन 5 गुना अधिक है।

अब बात करते हैं कि क्या NVMe प्रोटोकॉल के साथ PCIe पर क्रियान्वित SSD सभी के लिए उपलब्ध हैं। और यह सिर्फ लागत का मामला नहीं है। कीमत के संदर्भ में, इस तरह के कार्यान्वयन अभी भी काफी अधिक है, हालांकि कंप्यूटर घटकों के लिए कीमतें, जैसा कि सर्वविदित है, केवल बिक्री की शुरुआत में उच्च होती हैं और काफी जल्दी कम हो जाती हैं। 

हम रचनात्मक समाधानों के बारे में बात कर रहे हैं, जिसे पेशेवर भाषा में आमतौर पर कहा जाता है "बनाने का कारक". दूसरे शब्दों में, निर्माताओं द्वारा इन घटकों को किस रूप में जारी किया जाता है। वर्तमान में बाजार में हैं तीन रूप कारक.

पहले इसे "NVMe SSD" कहा जाता है। यह एक विस्तार कार्ड है और वीडियो कार्ड के समान ही स्लॉट में प्लग किया जाता है। यह लैपटॉप के लिए उपयुक्त नहीं है. हालाँकि, यह कई डेस्कटॉप कंप्यूटरों के लिए मामला है, क्योंकि उनमें से अधिकतर को कॉम्पैक्ट मदरबोर्ड पर जोड़ा जाता है, जहां आमतौर पर दो या यहां तक ​​कि एक PCIe स्लॉट होता है (जो आमतौर पर एक वीडियो कार्ड द्वारा उपयोग किया जाता है)।

दूसरा फॉर्म फैक्टर — यू2. बाह्य रूप से यह एक नियमित हार्ड ड्राइव जैसा दिखता है, लेकिन आकार में बहुत छोटा होता है। U2 का उपयोग आमतौर पर सर्वरों पर किया जाता है, इसलिए यह औसत उपयोगकर्ता के लिए खरीदने लायक नहीं है।

तीसरा - M2. यह सबसे अधिक विकसित स्वरूप है। इसका प्रयोग लैपटॉप में सक्रिय रूप से किया जाता है, तथा हाल ही में इसे डेस्कटॉप पी.सी. के लिए कुछ मदरबोर्ड पर भी लागू किया गया है। हालाँकि, M2 खरीदते समय आपको बहुत सावधान रहना चाहिए, क्योंकि SATA SSD का उत्पादन अभी भी इसी फॉर्म फैक्टर में किया जा रहा है।

हालाँकि, उल्लिखित किसी भी फॉर्म फैक्टर को खरीदने की सलाह का आकलन करते समय सावधानी बरतने की भी आवश्यकता है। सबसे पहले, आपको यह मूल्यांकन करना चाहिए कि आपके लैपटॉप या पीसी मदरबोर्ड में आवश्यक स्लॉट हैं या नहीं। और यदि वे ऐसा करते भी हैं, तो क्या आपके कंप्यूटर का प्रोसेसर पर्याप्त शक्तिशाली है, क्योंकि एक कमजोर प्रोसेसर आपको SSD के लाभों का अनुभव करने से रोकेगा। यदि आपके पास ये सभी सुविधाएं हैं और आप अक्सर बड़ी मात्रा में डेटा संभालते हैं, तो NVMe SSD निश्चित रूप से आपकी जरूरत है।

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NVMe SSD के साथ VDS — यह वास्तव में हमारी कंपनी के वर्चुअल सर्वर के बारे में है।
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स्रोत: www.habr.com