Een bekend verhaal. Zodra er krachtigere computers optreden, zodra de prestaties van de processoren en de opslagcapaciteit toenemen, en de gebruiker opgelucht zegt: "nu heb ik genoeg voor alles, ik hoef me niet in te perken of te besparen", ontstaan er bijna onmiddellijk nieuwe behoeften die steeds meer middelen vergen, nieuwe software die ook "in niets tekortkomt". Het eeuwige probleem. Een onophoudelijke cyclus. En een eindeloze zoektocht naar nieuwe oplossingen. Cloudopslag, neurale netwerken, kunstmatige intelligentie — het is bijna moeilijk voor te stellen welke enorme vermogens deze technologieën vereisen. Maar laten we niet ontmoedigd raken, want voor elke taak komt er vroeg of laat een oplossing.
Een van deze oplossingen is het NVM-expressprotocol, dat volgens experts een revolutie heeft teweeggebracht in het gebruik van niet-vluchtige flashgeheugen. Wat is NVMe en welke voordelen heeft het met zich meegebracht?
De snelheid van een computer hangt in belangrijke mate af van de snelheid waarmee gegevens van de opslagmedia worden gelezen en de snelheid van de verwerking van opdrachten. Hoe krachtig het besturingssysteem ook moge zijn, een gewone harde schijf kan alles tenietdoen door programma's te vertragen bij het openen of te laten "nadenken" tijdens het uitvoeren van omvangrijke taken. Niet te vergeten dat de HDD zijn potentieel om opslagcapaciteit te vergroten vrijwel heeft uitgeput en daardoor geen toekomst meer heeft. De mechanische schijf is bovendien verouderd en heeft de ontwikkeling van computertechnologie vertraagd.
En zo zijn de SSD's — solid-state drives, niet-vluchtige, niet-mechanische geheugeneenheden — in de plaats gekomen van de HDD's. De eerste SSD's verschenen in de markt in de tweede helft van de jaren 2000. Al snel konden ze concurreren met harde schijven wat betreft opslagcapaciteit. Maar het bleek lange tijd moeilijk om hun volledige potentieel en voordelen in snelheid en parallelle toegang tot cellen te benutten, omdat de bestaande interfaces en protocollen gebaseerd waren op de oude standaarden, die waren ontworpen om HDD's te ondersteunen via de SATA-interfaces en de nog oudere SCSI (SAS).
De volgende stap in het benutten van de mogelijkheden van niet-vluchtig geheugen was de overstap naar PCI-express bussen. Maar tegen die tijd waren er nog geen nieuwe industriestandaarden ontwikkeld. In 2012 werden de eerste computers uitgebracht waarin het NVM-express protocol was geïmplementeerd.
Het is belangrijk om op te merken dat NVMe geen apparaat of interface is voor verbinding. Het is een protocol, eerder een specificatie voor gegevensuitwisseling.
Daarom is de term 'NVMe-station' niet helemaal juist, en de vergelijking tussen 'HDD - SSD - NVMe' is absoluut verkeerd en misleidend voor gebruikers die zich net in het onderwerp aan het verdiepen zijn. Het is correct om HDD met SSD aan de ene kant te vergelijken, en SSD verbinding maken via de SATA-interface (volgens het AHCI-protocol) met SSD verbinding maken via de PCI-express bus met het NVM-express protocol aan de andere kant. Het vergelijken van HDD met SSD is waarschijnlijk voor weinigen nog interessant. Iedereen begrijpt het verschil, en de voordelen van de laatste zijn algemeen bekend. Behalve dan dat sommige (best opvallende) voordelen benoemd kunnen worden. In vergelijking met harde schijven zijn solid-state drives compacter en lichter, ze zijn stil, en de volledige afwezigheid van mechanische schijven maakt ze vele malen beter bestand tegen schade (bijvoorbeeld bij vallen) en verlengt gewoon hun levensduur.
De vergelijking van de mogelijkheden van SSD met een oude bus en een oud protocol en SSD op de PCIe-bus met het NVMe-protocol is zonder twijfel veel interessanter en zal nuttig zijn voor iedereen die op de hoogte blijft van innovaties, voor degenen die van plan zijn een nieuwe computer te kopen, en zelfs voor diegenen die bijvoorbeeld op zoek zijn naar de beste hosting.
De SATA-interface, zoals eerder vermeld, is ontworpen voor harde schijven, waarvan de kop alleen fysiek toegang kan krijgen tot één cel tegelijk. Het is dan ook niet verwonderlijk dat SATA-apparaten slechts één kanaal hebben. Voor SSD's is dit schrikbarend weinig, want een van hun voordelen is ondersteuning voor parallelle datastromen. De SSD-controller beheert ook de initiële positionering, wat weer een aanzienlijk voordeel is. De PCI-express-bus zorgt voor een multikanaalwerking, en het NVMe-protocol realiseert dit voordeel. Hierdoor worden gegevens die zijn opgeslagen op solid-state drives over 65.536 parallelle controlequeues verzonden, waarvan elke queue tegelijkertijd meer dan 65.536 opdrachten kan bevatten. Ter vergelijking: SATA en SCSI kunnen slechts één queue gebruiken, die respectievelijk tot 32 en tot 254 opdrachten ondersteunt.
Bovendien vereisen oudere interfaces voor het uitvoeren van elke opdracht twee verzoeken aan het RAM-geheugen, terwijl NVMe dit in één keer weet te doen.
Een derde significant voordeel is het werken met onderbrekingen. Het NVMe-protocol is ontwikkeld voor moderne platforms die gebruikmaken van multicore-processoren. Daarom heeft het parallelle verwerkingsmogelijkheden ingebouwd, evenals een geoptimaliseerd mechanisme voor queue- en interruptverwerking, wat zorgt voor een hogere prestatie. Met andere woorden, wanneer een opdracht met een hogere prioriteit verschijnt, begint de uitvoering sneller.
Talrijke tests uitgevoerd door verschillende organisaties en experts bewijzen dat de snelheid van NVMe-SSD's gemiddeld vijf keer hoger is dan die van SSD's verbonden via oudere interfaces.
Laten we nu bespreken of SSD's die via PCIe met het NVMe-protocol zijn gerealiseerd, voor iedereen toegankelijk zijn. En het gaat niet alleen om de prijs. De kosten voor een dergelijke implementatie zijn momenteel nog opmerkelijk hoger, hoewel de prijzen voor computercomponenten, zoals bekend, alleen in het begin van de verkoop hoog zijn en de neiging hebben om vrij snel te dalen.
Het gaat om constructieve oplossingen, wat in professionele terminologie vaak wordt aangeduid als de "form factor". Met andere woorden, in welke vorm deze componenten door fabrikanten worden uitgebracht. Op dit moment zijn er op de markt drie form factors.
Eerste Het wordt «NVMe SSD» genoemd. Het is een uitbreidingskaart die in dezelfde slots wordt aangesloten als de grafische kaart. Voor een laptop is dit niet geschikt. Dat geldt ook voor veel desktopcomputers, aangezien er steeds meer worden samengesteld op compacte moederborden, waar soms maar twee of zelfs één PCIe-slot beschikbaar is (dat meestal bezet is door de grafische kaart).
De tweede form factor is U2. Uiterlijk lijkt het op een gewone harde schijf, maar het is veel kleiner van formaat. U2 wordt meestal op servers gebruikt, dus voor de gewone gebruiker is het waarschijnlijk niet de moeite waard om dit aan te schaffen.
De derde is M2. Dit is de meest ontwikkelende form factor. Het wordt veel gebruikt in laptops en is sinds kort ook beschikbaar op sommige moederborden voor desktop-PC's. Echter, als je een M2 aanschaft, moet je zeer voorzichtig zijn, omdat er in dit formaat ook nog steeds SATA SSD's worden geproduceerd.
Toch is voorzichtigheid ook geboden bij het beoordelen van de zinvolheid van de aanschaf van een van de hierboven genoemde form factors. Eerst moet je nagaan of er de benodigde slots zijn in je laptop of op het moederbord van de PC. En zelfs als die er zijn, is je computer dan krachtig genoeg, want een zwakke processor zal je niet in staat stellen de voordelen van een SSD te ervaren. Als dat allemaal in orde is en je vaak met grote datavolumes werkt, is NVMe SSD absoluut wat je nodig hebt.
Adverteervermelding
is precies over de virtuele servers van ons bedrijf.
Wij gebruiken al lang uitsluitend snelle serveropslag van Intel, we besparen niet op hardware, alleen merkapparatuur en een van de beste datacenters in Rusland en de EU. Wees snel en controleer 😉
Bron: habr.com
