重要なのはサイズや新しい NVMe プロトコルがもたらしたものだけではありません

有名な話。 より強力なコンピュータが登場し、プロセッサの性能と記憶媒体の容量が増加するとすぐに、ユーザーは安堵のため息をつきます。「今では、すべてのものに十分な量があり、絞り込んで節約する必要はありません」ほぼ即座に新しいニーズが現​​れ、ますます多くのリソースが奪われ、新しいソフトウェアも「自分自身を何も否定しない」のです。 永遠の課題。 終わりのないサイクル。 そして、新しい解決策の終わりのない探求。 クラウド ストレージ、ニューラル ネットワーク、人工知能 - これらのテクノロジーがどれほどの巨大なパワーを必要とするかを想像することさえ困難です。 しかし、動揺しないでください。どんな問題であっても遅かれ早かれ解決策はあるからです。

これらのソリューションの XNUMX つは NVM-express プロトコルで、専門家によれば、これはソリッドステート不揮発性メモリの使用に革命をもたらしました。 NVMe とは何ですか?また、NVMe によってどのようなメリットが得られますか?

コンピュータの速度は、メディアからのデータの読み取り速度とコマンドの処理速度に大きく依存します。 オペレーティング システム全体がどれほど高性能であっても、通常のハード ドライブによってすべてが損なわれる可能性があり、プログラムを開いたり、大規模なタスクを実行するときに「思考」したりするときに速度が低下します。 言うまでもなく、HDD は情報ストレージ容量を増やす可能性を実質的に使い果たしており、将来性がなくなっています。 そして、機械式ドライブはさらに時代遅れであり、コンピューター技術の発展を遅らせました。

そして現在、HDD は SSD (ソリッド ステート ドライブ、不揮発性、非機械式記憶装置) に置き換えられています。 最初の SSD ドライブは 2000 年代後半に市場に登場しました。 すぐに、容量の点でハードドライブと競合し始めました。 しかし、既存のインターフェイスとプロトコルは、SATA やさらに古い SCSI (SAS) インターフェイスを介して HDD ドライブをサポートするように設計された古い標準に従って構築されていたため、長い間、速度とセルへの並列アクセスにおける可能性と利点を完全には実現できませんでした。 。 

不揮発性メモリの可能性を解き放つための次のステップは、PCI-express バスへの移行でした。 しかし、その時点ではまだ新しい工業規格は開発されていませんでした。 そして 2012 年には、NVM-express プロトコルを実装した最初のコンピューターがリリースされました。

NVMe はデバイスまたはその接続インターフェイスではないという事実にすぐに注意する必要があります。 これはプロトコル、より正確にはデータ交換プロトコルの仕様です。

したがって、「NVMe ドライブ」という表現は完全に正しいわけではなく、「HDD - SSD - NVMe」のような比較は完全に誤りであり、このトピックに詳しくなったばかりのユーザーにとって誤解を招きます。 一方では HDD と SSD を比較し、他方では SATA インターフェイス (AHCI プロトコル経由) で接続された SSD と、NVM-express プロトコルを使用して PCI-express バス経由で接続された SSD を比較するのは正しいことです。 HDD と SSD を比較することは、おそらく誰にとっても興味深いことではありません。 誰もがその違いを理解しており、後者の利点をよく知っています。 (非常に顕著な) 利点をいくつか挙げておきます。 ハード ドライブと比較して、ソリッド ステート ドライブはサイズと重量が小さく、静かで、機械式ドライブが完全に存在しないため、損傷 (落下など) に対して何倍も耐性があり、耐用年数が長くなります。

古いバスと古いプロトコルを使用した SSD と、NVMe プロトコルを使用した PCIe バス上の SSD の機能を比較することは、確かに非常に興味深いものであり、新しい製品を使い続けることに慣れているすべての人にとって有益です。新しいコンピュータを購入しようとしている人だけでなく、たとえば最高のホスティングを探している人も同様です。

すでに述べたように、SATA インターフェイスはハード ドライブ用に作成され、そのヘッドは一度に 65 つのセルのみに物理的にアクセスできます。 SATA デバイスにチャネルが 536 つしかないのは驚くべきことではありません。 SSD の場合は、並列ストリームのサポートが利点の 65 つであるため、残念ながらこれでは十分ではありません。 SSD コントローラーは初期位置も制御します。これも大きな利点です。 PCI-express バスはマルチチャネル動作を提供し、NVMe プロトコルはこの利点を実現します。 その結果、SSD に保存されたデータは 536 個の並列制御キューを介して転送され、各キューは 32 個を超えるコマンドを同時に保持できます。 比較: SATA と SCSI はキューを 254 つだけ使用でき、それぞれ最大 XNUMX 個と最大 XNUMX 個のコマンドをサポートします。 

さらに、古いインターフェイスでは各コマンドを実行するために RAM に XNUMX 回アクセスする必要がありますが、NVMe ではこれを XNUMX 回で実行できます。 

XNUMX 番目の重要な利点は、中断に対応できることです。 NVMe プロトコルは、マルチコア プロセッサを使用する最新のプラットフォーム向けに開発されました。 したがって、スレッドの並列処理に加えて、キューと割り込み処理を操作するための最適化されたメカニズムが含まれており、より高いレベルのパフォーマンスが可能になります。 つまり、優先度の高いコマンドが出現すると、その実行がより速く開始されます。

さまざまな組織や専門家によって実施された多数のテストにより、NVMe SSD の動作速度は、古いインターフェイスを介して SSD を接続した場合よりも平均して 5 倍高速であることが証明されています。

次に、NVMe プロトコルを使用して PCIe に実装された SSD が誰でも利用できるかどうかについて話しましょう。 そしてそれはコストだけの問題ではありません。 価格の点では、このような販売は依然として著しく高くなっていますが、コンピュータコンポーネントの価格は販売開始直後にのみ高くなり、すぐに下落する傾向があることが知られています。 

私たちは建設的な解決策について、専門用語で通常何と呼ばれるかについて話しています。 "フォームファクタ"。 言い換えれば、これらのコンポーネントがメーカーによってどのような形で製造されるかということです。 現在市場に出回っているのは、 XNUMXつのフォームファクタ.

最初の これが「NVMe SSD」と呼ばれるものです。 これは拡張カードであり、ビデオ カードと同じスロットに接続されます。 これはラップトップには適していません。 ただし、多くのデスクトップ コンピューターは、コンパクトなマザーボード上に組み立てられることが多くなっているため、PCIe スロット (通常はビデオ カードが占有) が XNUMX つ、または XNUMX つあることがよくあります。

第 XNUMX フォームファクタ —U2。 外見は通常のハードドライブに似ていますが、サイズははるかに小さくなります。 U2 は通常サーバーで使用されるため、平均的なユーザーが購入する可能性はほとんどありません。

2番目 - MXNUMX。 これは最も進化したフォームファクターです。 ラップトップで積極的に使用されており、最近ではデスクトップ PC の一部のマザーボードにもすでに実装されています。 ただし、SATA SSD は依然としてこのフォーム ファクターで製造されているため、M2 を購入する場合は十分に注意する必要があります。

ただし、前述のフォームファクターを自分で購入する可能性を評価する場合にも注意が必要です。 まず、ラップトップまたは PC のマザーボードに必要なスロットがあるかどうかを評価する必要があります。 たとえそうであったとしても、お使いのコンピューターには十分強力なプロセッサーが搭載されていますか。プロセッサーが弱いと SSD の利点を体験することはできません。 これらすべてを備えていて、大量のデータを頻繁に操作する場合は、もちろん NVMe SSD が必要です。

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出所： habr.com