중요한 것은 단지 크기나 새로운 NVMe 프로토콜이 우리에게 가져온 것이 아닙니다.

유명한 이야기. 더 강력한 컴퓨터가 등장하자마자, 프로세서의 성능과 저장 매체의 용량이 증가하자마자 사용자는 안도의 한숨을 쉬었습니다. "이제 모든 것을 감당할 수 있으니 짜서 저장할 필요가 없습니다." 거의 즉시 새로운 요구 사항이 나타나 점점 더 많은 리소스를 빼앗아가고, "아무것도 거부하지 않는" 새로운 소프트웨어입니다. 영원한 문제. 끝없는 순환. 그리고 새로운 솔루션을 끊임없이 모색합니다. 클라우드 스토리지, 신경망, 인공 지능 - 이러한 기술에 얼마나 큰 힘이 필요한지 상상조차 하기 어렵습니다. 하지만 당황하지 마세요. 어떤 문제라도 조만간 해결책이 있기 때문입니다.

이러한 솔루션 중 하나는 전문가들이 말했듯이 솔리드 스테이트 비휘발성 메모리 사용에 혁명을 일으킨 NVM-express 프로토콜이었습니다. NVMe란 무엇이며 어떤 이점을 제공합니까?

컴퓨터의 속도는 주로 미디어에서 데이터를 읽는 속도와 명령 처리 속도에 따라 달라집니다. 운영 체제 전체의 성능이 아무리 뛰어나더라도 일반 하드 드라이브로 인해 모든 것이 손상될 수 있습니다. 이로 인해 프로그램을 열 때 속도가 느려지거나 대규모 작업을 수행할 때 "생각"이 느려질 수 있습니다. HDD가 정보 저장량을 늘릴 수 있는 잠재력을 실질적으로 소진하여 전망이 좋지 않다는 사실은 말할 것도 없습니다. 그리고 기계식 드라이브는 더욱 구식이었고 컴퓨터 기술의 발전을 지연시켰습니다.

이제 HDD는 솔리드 스테이트 드라이브, 비휘발성 비기계식 저장 장치인 SSD로 대체되었습니다. 최초의 SSD 드라이브는 2000년대 후반에 시장에 출시되었습니다. 곧 그들은 볼륨 면에서 하드 드라이브와 경쟁하기 시작했습니다. 그러나 기존 인터페이스와 프로토콜은 SATA 및 훨씬 더 오래된 SCSI(SAS) 인터페이스를 통해 HDD 드라이브를 지원하도록 설계된 기존 표준에 따라 구축되었기 때문에 오랫동안 속도와 셀에 대한 병렬 액세스 측면에서 잠재력과 이점을 완전히 실현할 수 없었습니다. . 

비휘발성 메모리의 잠재력을 실현하는 다음 단계는 PCI-express 버스로의 전환이었습니다. 그러나 그 당시에는 아직 새로운 산업 표준이 개발되지 않았습니다. 그리고 2012년에는 NVM-express 프로토콜을 구현한 최초의 컴퓨터가 출시되었습니다.

NVMe는 장치나 연결 인터페이스가 아니라는 사실에 즉시 주의해야 합니다. 이는 프로토콜, 더 정확하게는 데이터 교환 프로토콜의 사양입니다.

따라서 "NVMe 드라이브"라는 문구는 완전히 정확하지 않으며 "HDD - SSD - NVMe"와 같은 비교는 완전히 잘못된 것이며 해당 주제에 이제 막 익숙해진 사용자에게는 오해의 소지가 있습니다. 한편으로는 HDD를 SSD, SATA 인터페이스(AHCI 프로토콜을 통해)를 통해 연결된 SSD, 다른 한편으로는 NVM-express 프로토콜을 사용하여 PCI-express 버스를 통해 연결된 SSD를 비교하는 것이 옳습니다. HDD와 SSD를 비교하는 것은 더 이상 누구에게도 흥미롭지 않을 것입니다. 모두가 차이점을 이해하고 있으며 모두가 후자의 이점을 잘 알고 있습니다. 몇 가지 (매우 눈에 띄는) 장점을 언급해 보겠습니다. 하드 드라이브에 비해 솔리드 스테이트 드라이브는 크기와 무게가 더 작고 조용하며 기계식 드라이브가 전혀 없기 때문에 손상(예: 떨어뜨렸을 때)에 대한 저항력이 몇 배 더 뛰어나고 단순히 서비스 수명이 늘어납니다.

기존 버스와 기존 프로토콜을 사용하는 SSD와 NVMe 프로토콜을 사용하는 PCIe 버스의 SSD 성능을 비교하는 것은 확실히 훨씬 더 흥미롭고 새로운 제품을 따라잡는 데 익숙한 모든 사람, 새 컴퓨터를 구입할 예정인 사람, 심지어는 최고의 호스팅을 찾는 사람에게도 마찬가지입니다.

이미 언급했듯이 SATA 인터페이스는 하드 드라이브용으로 만들어졌으며, 하드 드라이브의 헤드는 한 번에 하나의 셀에만 물리적으로 액세스할 수 있습니다. SATA 장치에 채널이 하나만 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. SSD의 경우, 안타깝게도 이것만으로는 충분하지 않습니다. SSD의 장점 중 하나는 병렬 스트림 지원이기 때문입니다. SSD 컨트롤러는 초기 위치 지정도 제어하는데, 이는 또 다른 중요한 이점입니다. PCI-express 버스는 다중 채널 작동을 제공하며 NVMe 프로토콜은 이러한 이점을 실현합니다. 결과적으로 SSD에 저장된 데이터는 65개의 병렬 제어 대기열을 통해 전송되며, 각 대기열은 동시에 536개 이상의 명령을 보유할 수 있습니다. 비교: SATA와 SCSI는 각각 최대 65개 및 최대 536개의 명령을 지원하는 하나의 대기열만 사용할 수 있습니다. 

또한 기존 인터페이스에서는 각 명령을 실행하기 위해 RAM에 두 번 액세스해야 하지만 NVMe는 이를 한 번에 수행합니다. 

세 번째로 중요한 이점은 중단을 방지하는 것입니다. NVMe 프로토콜은 멀티 코어 프로세서를 사용하는 최신 플랫폼용으로 개발되었습니다. 따라서 여기에는 스레드의 병렬 처리뿐만 아니라 대기열 작업 및 인터럽트 처리를 위한 최적화된 메커니즘이 포함되어 있어 더 높은 수준의 성능을 허용합니다. 즉, 우선 순위가 높은 명령이 나타나면 해당 명령의 실행이 더 빨리 시작됩니다.

다양한 조직과 전문가가 실시한 수많은 테스트를 통해 NVMe SSD의 작동 속도가 기존 인터페이스를 통해 SSD를 연결할 때보다 평균 5배 더 빠르다는 것이 입증되었습니다.

이제 NVMe 프로토콜을 사용하여 PCIe에 구현된 SSD를 모든 사람이 사용할 수 있는지 이야기해 보겠습니다. 그리고 그것은 단지 비용에 관한 것이 아닙니다. 가격면에서 볼 때, 컴퓨터 부품 가격은 판매 초기에만 높은 것으로 알려져 있으며 매우 빠르게 하락하는 경향이 있지만 이러한 판매량은 여전히 ​​​​눈에 띄게 높습니다. 

우리는 건설적인 솔루션, 전문 언어로 일반적으로 호출되는 것에 대해 이야기하고 있습니다. "폼 팩터". 즉, 이러한 구성 요소는 제조업체에서 어떤 형태로 생산됩니까? 현재 시중에는 세 가지 폼 팩터.

처음으로 이것이 바로 'NVMe SSD'입니다. 확장 카드이며 비디오 카드와 동일한 슬롯에 연결됩니다. 이는 노트북에는 적합하지 않습니다. 그러나 많은 데스크톱 컴퓨터의 경우 점점 더 많은 컴퓨터가 컴팩트 마더보드에 조립되기 때문에 PCIe 슬롯(일반적으로 비디오 카드가 사용함)이 XNUMX개 또는 XNUMX개 있는 경우가 많습니다.

두 번째 폼 팩터 — U2. 겉으로는 일반 하드 드라이브와 비슷하지만 크기가 훨씬 작습니다. U2는 일반적으로 서버에서 사용되므로 일반 사용자는 구매할 가능성이 낮습니다.

세 번째 - M2. 이는 가장 발전된 폼 팩터입니다. 노트북에 활발히 사용되고 있으며, 최근 일부 데스크탑 PC용 마더보드에는 이미 구현되어 있습니다. 그러나 M2를 구입할 때는 매우 주의해야 합니다. SATA SSD가 여전히 이 폼 팩터로 생산되기 때문입니다.

그러나 언급된 폼 팩터를 직접 구매할 가능성을 평가할 때도 주의가 필요합니다. 먼저, 노트북이나 PC 마더보드에 필요한 슬롯이 있는지 평가해야 합니다. 만약 그렇다면, 귀하의 컴퓨터에는 충분히 강력한 프로세서가 있습니까? 프로세서가 약하면 SSD의 이점을 경험할 수 없기 때문입니다. 이 모든 것을 갖추고 있고 대용량 데이터를 자주 사용하는 경우에는 물론 NVMe SSD가 필요합니다.

광고의 권리에

NVMe SSD가 포함된 VDS - 이것은 정확히 우리 회사의 가상 서버에 관한 것입니다.
우리는 오랫동안 Intel의 독점적인 고속 서버 드라이브를 사용해 왔으며 하드웨어는 아끼지 않고 브랜드 장비와 러시아 및 EU 최고의 데이터 센터만 사용했습니다. 서둘러서 확인해보세요😉

출처 : habr.com